Systèmes d'Exploitations I

Programming, Systems, Operating Systems · exam

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NOTE :

1ère année Li en e LFIG, TSI, ECOM

Systèmes d'Exploitations I

Examen, Mai 2017, 120 min

ESEN - Université de la Manouba

Amine DHRAIEF - Chiheb-Eddine BEN N'CIR

Cet examen omporte 7 questions, pour un total de 20 points. La larté de votre

expression et la qualité de votre é riture sont deux ritères pris en ompte dans la

notation.

1 Qui suis-je ? (3 points)

(a) (

1/2 point) Je suis le premier programme qui est lan é à la mise sous tension de

1.

l'ordinateur.

(b) (

1/2 point) Je suis le se teur 0 du disque dur.

(a)

BIOS

(b)

MBR

( ) (

1/2 point) Je suis une stru ture de donnée asso iée à un seul (cid:28) hier. Je ontient

essentiellement les adresses des blo s de données du (cid:28) hier.

(d) (

1/2 point) Je suis une stru ture de donnée ontenant toutes les informations rela-

( )

i-node

tives à un pro essus donné (PID, état, (cid:28) hiers ouverts,...).

(e) (

1/2 point) Je suis un appel système qui permet de réer un pro essus.

(d)

PCB

1/2 point) Je suis un type d'ordonnan ement qui ne réagit pas aux interruptions

(f ) (

(e)

fork

d'horloge.

(f )

Ordonnan ement non préemptif

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2 Gestion des pro essus (5 points)

2.1 Les Fork bombs (3 points)

2. Un wabbit est un type de logi iel malveillant qui s'auto-réplique. Les Fork bombs sont

un exemple type de wabbit. Les Fork bombs sont une forme d'attaque par déni de servi e

ontre un système d'exploitation utilisant la fon tion "fork". L'ob je tif des Fork bombs

est de saturer l'espa e disponible dans la liste des pro essus en réant un grand nombre

de pro essus très rapidement. Si la table des pro essus se met à saturer, au un nouveau

programme ne peut démarrer tant qu'au un autre ne se termine. Non seulement les

Fork bombs utilisent de la pla e dans la table des pro essus, mais elles utilisent ha une

du temps pro esseur et de la mémoire. En onséquen e, le système et les programmes

tournant à e moment-là ralentissent et deviennent même impossibles à utiliser.

(a) (2 points) Proposer un ode de Fork bombs.

Solution: Il su(cid:30)t de mettre un fork dans une bou le in(cid:28)nie.

i n t m a in ( v o i d )

{

}

f o r ( ; ; )

f o r k ( ) ;

r e t u r n 0 ;

(b) (1 point) Proposer une méthode pour prévenir l'exé ution d'une telle bombe sur

votre système d'exploitation

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Points obtenus :

sur un total de 3 points

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Solution: Pour empê her une fork bomb, il su(cid:30)t de limiter le nombre de pro-

essus pouvant être exé utés par un programme ou par un utilisateur

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2.2 Ma hine à afé intelligente (2 points)

3. (2 points) Une ma hine à afé intelligente utilise Ubuntu 17.10 omme système d'exploi-

tation. Dans e qui suit on se propose d'é rire le squelette d'un des programmes de ette

ma hine à afé intelligente. Le programme en question est responsable de la préparation

du afé tur . Ce programme rée et lan e su essivement trois pro essus P1,P2,P3. Le

premier pro essus P1 appelle la fon tion F1() qui verse 20ml d'eau dans la tasse et lan e

le deuxième pro essus P2. P2 appelle la fon tion F2() qui a joute le afé à l'eau et lan e

le troisième pro essus P3. P3 appelle la fon tion F3() qui porte le mélange ainsi obtenu

à ébullition deux fois de suite et présente la tasse à l'utilisateur qui su rera à sa onve-

nan e. On vous demande d'é rire le squelette de e programme. Le squelette du ode ne

ontient que les stru tures onditionnelles, itératives, les appels systèmes adéquats et les

appels aux fon tions F1(), F2() et F3().

Solution:

i n t m a in ( v o i d )

{

p i d_ t p1 , p2 , p 3 ;

i n t

i ;

i f ( ( p 1= f o r k ( ) ) == 0 )

{

F1 ( ) ;

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Points obtenus :

sur un total de 2 points

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i f ( ( p 2= f o r k ( ) ) == 0 )

{

F2 ( ) ;

i f ( ( p 3= f o r k ( ) ) == 0 )

{

F3 ( ) ; } } }

r e t u r n 0 ;

}

3 Ordonnan ement (5 points)

4. La famine est un problème que peut avoir un algorithme d'ordonnan ement. Il se produit

lorsqu'un algorithme d'ordonnan ement n'est pas équitable, 'est-à-dire qu'il ne garantit

pas à tous les pro essus souhaitant a éder au CPU une probabilité non nulle d'y parvenir

en un temps (cid:28)ni

(a) (1 point) Parmi les algorithmes d'ordonnan ement suivants : FCFS(PAPS), Tour-

niquet(Round Robin), Shortest Remaining Time, Shortest Job First, quels sont

les algorithmes sus eptibles de provoquer la famine dans un système multitâ he ?

Justi(cid:28)er votre réponse.

Solution: Les non-prémentifs ar une fois lan er, rien ne peut arrêter un pro-

essus pour moi SRT peut aussi tomber dans le problème de famine ondition=

haque fois il y a arrivée de nouveau petit pro essus alors qu'il y a un pro essus

long qui attend l'exé ution À l'in(cid:28)nie

5. On onsidère le as d'un système mono-pro esseur, qui à la date t=0 ms est libre et une

(cid:28)le d'attente des pro essus prêts dé rit par le tableau i-dessous.

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NOM :

PRENOM :

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Numéro du pro essus Date d'arrivée (ms) Durée d'exé ution (ms)

P1

0

3

P2

2

6

P3

4

4

P4

6

5

P5

8

2

(a) (

1/2 point) S hématiser par un diagramme de Gantt le résultat de la politique d'or-

donnan ement round robin ave un quantum Q=4.

Solution:

P1

P1

P1

P2

P2

P2

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P2

P3

P3

P3

P3

P4

P4

P4

P4

P2

P2

P5

P5

P4

1

2

3

4

5

6

7

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9

10

11

12

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(b) (

1/2 point) Cal uler le temps de réponse moyen (=Temps de séjour moyen) obtenu

ave round robin et un quantum Q=4.

Solution: temps de réponse moyen : 10ms.

( ) (

1/2 point) S hématiser par un diagramme de Gantt le résultat de la politique d'or-

donnan ement shortest remaining time.

Solution:

P1

P1

P1

P2

P3

P3

P3

P3

P5

P5

P2

P2

P2

P2

P2

P4

P4

P4

P4

P4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

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20

(d) (

1/2 point) Cal uler le temps de réponse moyen (=Temps de séjour moyen) obtenu

ave sortest remaining time.

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Points obtenus :

sur un total de 2 points

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Solution: temps de réponse moyen : 7.2ms.

4 Gestion des Fi hiers (9 points)

4.1 Disque Dur de 256 TB en FAT 32 ? (5 points)

6. En 2025, les spé ialistes envisagent que la taille moyenne des disques durs sera de 256

TB (1T B = 210GB = 220MB = 230KB = 240B ). Un an ien étudiant de l'ESEN dé ide

de formater son disque dur en FAT-32 en hoisissant une taille de blo de 4 KB.

(a) (1 point) Expliquer pourquoi il ne peut pas formater son disque en FAT-32 ave

des taille de blo de 4KB ?

Solution: La taille maximale ave FAT-32 et des blo s de 4KB = 228 ∗ 212 = 240 = 1T B <<< 256T B

(b) (1 point) Cons ient des limites te hnologiques de FAT-32 étudiées durant le ours

système d'exploitation 1 en 2017, et an ien étudiant dé ide d'augmenter la taille

du blo de 4KB à 1MB. Peut-il à présent formater son disque dur en FAT-32 ?

Solution: Théoriquement oui, la taille maximale ave FAT-32 et des blo s de

1MB = 228 ∗ 220 = 248 = 256T B

( ) (1 point) Quelle est dans e as de (cid:28)gure la taille de la table FAT ?

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Points obtenus :

sur un total de 3 points

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Solution: Nombre de blo s = 248/220 = 228blocs Taille d'une entrée = 28bit Taille de la FAT = 28bit ∗ 228 = 7516192768bit = 896MB

(d) (1 point) En sa hant que la taille moyenne des (cid:28) hiers utilisés sur e disque est de

512KB, auriez-vous adopter la solution proposé pré édemment ?

Solution: Non, ar trop de gaspillage, 512KB de haque blo s reste vide !

(e) (1 point) L'an ien étudiant de l'ESEN dé ide de modi(cid:28)er le FAT-32 en adoptant

un espa e d'adressage de blo s plus important tout en gardant des blo s de 4KB.

Quelle est la taille minimal en bit de l'adresse à hoisir ?

Solution: Taille min de l'adresse = 36 bit FAT-36. 236 ∗ 212 = 248 = 256T B

4.2 Les possibilités de l'i-node (4 points)

7. On rappelle que sous Unix, un (cid:28) hier est représenté de façon interne par la stru ture de

données i-node. Cette stru ture omprend :

(cid:22) un ensemble de 10 pointeurs dire ts qui pointent vers des blo s ontenant les pre-

mières données du (cid:28) hier

(cid:22) un pointeur indire t simple,

(cid:22) un pointeur indire t double,

(cid:22) et en(cid:28)n un pointeur indire t triple (un degré de plus d'indire tion).

En supposant que la taille d'un blo est de 512 o tets et que la taille d'un indexe est de

4 o tets, indiquer (en nombre de blo s et en o tets) :

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Points obtenus :

sur un total de 2 points

NE RIEN ÉCRIRE ICI

(a) (2 points) la taille minimale d'un (cid:28) hier ?

Solution: Un (cid:28) hier une fois réé va o uper au minimum 01 blo ; sa taille est

au moins égale à 512 o tets

(b) (2 points) la taille maximale d'un (cid:28) hier ?

Solution: Ave 128 entrées pour haque table de pointeurs et 512 o tets par

blo , ela donne des (cid:28) hiers d'au maximum 10 + 128+ 16.384 + 2.097.152 =

2.113.674 blo s soit une taille très onfortable de 512*2.097.152 = 1.082.201.087

o tets.

Page:

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Total

Points:

3

3

2

1

2

3

2

4

20

S ore:

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Fin de l'Examen