Note de studiu Sisteme de Operare, Cursul 2

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Într-un scenariu în care un server critic nu pornește, iar singurul indiciu este o succesiune complexă de coduri sonore (beep-uri) ce diferă semnificativ de semnalele standard de eroare, care dintre următoarele abordări ar oferi cea mai rapidă și eficientă metodă de diagnosticare, presupunând că accesul fizic la server este restricționat?

Corelarea codurilor sonore cu înregistrările evenimentelor de sistem (system logs) stocate pe un server de monitorizare centralizat, presupunând că serverul a înregistrat evenimente relevante înainte de oprirea neașteptată.
Analiza spectrului de frecvență al codurilor sonore folosind un osciloscop digital cu capacități de analiză spectrală FFT (Fast Fourier Transform), pentru a identifica armonicele anormale asociate cu anumite defecțiuni hardware.
Înlocuirea iterativă a componentelor hardware critice (memorie RAM, procesor, placa de bază) până când serverul pornește, monitorizând codurile sonore după fiecare înlocuire pentru a determina componenta defectuoasă.
Interpretarea codurilor sonore folosind o matrice de diagnosticare proprietară, specifică producătorului serverului, accesibilă printr-o interfață serială de diagnosticare la distanță, pentru a identifica defecțiunea hardware subiacentă. (correct)

Într-un sistem embedded critic, unde BIOS-ul gestionează resurse limitate și trebuie să asigure o pornire rapidă, ce strategie ar fi optimă pentru a gestiona dispozitivele Plug and Play, minimizând timpul de inițializare și consumul de energie, dar menținând flexibilitatea adăugării de noi dispozitive?

Implementarea unui sub-sistem Plug and Play minimal, care detectează doar dispozitivele esențiale la pornire (e.g., controlerul de stocare primar, interfața de rețea), lăsând inițializarea completă a altor dispozitive pentru driverele sistemului de operare. (correct)
Implementarea unui sistem de întreruperi vectorizate care permite BIOS-ului să gestioneze cererile de configurare a dispozitivelor Plug and Play în mod asincron, fără a bloca procesul de pornire principal.
Integrarea unui arbore de dispozitive precompilat în BIOS, care specifică configurațiile explicite ale tuturor dispozitivelor Plug and Play suportate, eliminând etapa de detectare și configurare dinamică la pornire.
Utilizarea unui cache hardware permanent, alimentat de o baterie, care stochează configurațiile inițiale ale dispozitivelor Plug and Play detectate anterior, eliminând necesitatea re-detectării acestora la fiecare pornire.

Într-un sistem de operare modern, care rulează pe o arhitectură cu securitate sporită, ce mecanism ar preveni cel mai eficient un atac de tip "rootkit," care încearcă să modifice codul Bootstrap Loader-ului pentru a compromite sistemul de la pornire?

Activarea funcției Secure Boot în BIOS, care împiedică încărcarea oricărui Bootstrap Loader care nu este semnat digital de un certificat de încredere stocat în firmware.
Implementarea unui mecanism de Trusted Boot, care verifică semnătura digitală a Bootstrap Loader-ului și a fiecărui component software încărcat în timpul procesului de pornire, folosind o cheie stocată într-un modul hardware securizat (HSM). (correct)
Utilizarea unui sistem de fișiere criptat, care protejează Bootstrap Loader-ul și alte componente critice ale sistemului de operare de accesul neautorizat la nivel de disc.
Implementarea unui sistem de autentificare multi-factor pentru accesul la BIOS, care împiedică utilizatorii neautorizați să modifice parametrii de configurare ai Bootstrap Loader-ului.

Într-un mediu de cloud computing distribuit, unde kernel-ul sistemului de operare trebuie să gestioneze eficient resursele hardware virtualizate și să asigure izolarea între mașinile virtuale, ce strategie ar minimiza latența și overhead-ul asociat cu apelurile de sistem (system calls) efectuate de aplicațiile care rulează în spațiul utilizator?

Utilizarea tehnicilor de paravirtualizare, care permit kernel-ului sistemului de operare să comunice direct cu hypervisor-ul, ocolind stratul de emulare hardware și reducând overhead-ul apelurilor de sistem. (B) Signup and view all the answers

Într-un scenariu în care un atacator a reușit să obțină acces fizic la un server și încearcă să compromită BIOS-ul prin actualizarea acestuia cu un firmware corupt, ce contramăsură ar oferi cea mai robustă protecție, presupunând că securitatea hardware este prioritară?

Implementarea unui mecanism de protecție la scriere la nivel hardware pentru cip-ul BIOS, care împiedică orice modificare a firmware-ului fără o cheie de deblocare fizică. (D) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare complex, cum ar fi un sistem distribuit, care dintre următoarele mecanisme ar putea fi utilizat pentru gestionarea erorilor la nivel global, asigurând consistența datelor în ciuda defecțiunilor nodurilor?

Implementarea unui protocol Byzantine Fault Tolerance (BFT) cu un algoritm de consens tolerante la erori. (C) Signup and view all the answers

Considerând un sistem de operare modern care suportă virtualizarea la nivel hardware, ce implicații are utilizarea nested virtualization asupra performanței și securității mașinilor virtuale (VMs)?

Nested virtualization introduce un overhead semnificativ de performanță din cauza emulării suplimentare și poate complica gestionarea securității, necesitând măsuri suplimentare de protecție. (D) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare în timp real (RTOS) utilizat pentru controlul unui sistem robotic complex, care strategie de planificare a task-urilor ar fi cea mai adecvată pentru a asigura respectarea strictă a termenelor limită (deadlines) ale task-urilor critice?

Earliest Deadline First (EDF), deoarece prioritizează task-urile cu termenele limită cele mai apropiate, maximizând șansele de a respecta termenele limită critice. (B) Signup and view all the answers

În contextul securității sistemelor de operare, ce strategie de atenuare ar fi cea mai eficientă împotriva unui atac return-oriented programming (ROP) sofisticat, care vizează exploatarea vulnerabilităților de corupere a memoriei?

Implementarea Control-Flow Integrity (CFI) pentru a valida destinațiile transferurilor de control și a preveni execuția codului neautorizat. (D) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare modern, care dintre următoarele tehnici ar fi cea mai eficientă pentru a reduce latența operațiilor de intrare/ieșire (I/O) către un dispozitiv de stocare solid-state drive (SSD) în condițiile unei încărcări de lucru mixte (citire/scriere aleatorie)?

Activarea TRIM pentru a marca blocurile de memorie neutilizate ca fiind disponibile pentru scriere, optimizând performanța operațiilor de scriere viitoare. (A) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare distribuit, ce mecanism ar fi cel mai adecvat pentru a asigura consistența tranzacțiilor care accesează date replicate pe mai multe noduri, menținând în același timp o latență acceptabilă și o toleranță ridicată la erori?

Implementarea unui algoritm de consens Paxos sau Raft, care permite nodurilor să ajungă la un acord asupra ordinii tranzacțiilor, chiar și în prezența defecțiunilor. (D) Signup and view all the answers

Considerând un sistem de operare modular, proiectat pentru a suporta încărcarea și descărcarea dinamică a modulelor kernel, ce strategie ar fi cea mai eficientă pentru a gestiona dependențele complexe dintre module și a preveni instabilitatea sistemului cauzată de conflicte sau lipsa de resurse?

Implementarea unui sistem de gestionare a pachetelor similar cu cel utilizat în distribuțiile Linux, care rezolvă automat dependențele și asigură compatibilitatea modulelor. (D) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare cu microkernel, care dintre următoarele abordări ar oferi cea mai bună combinație între flexibilitate, performanță și securitate pentru implementarea driverelor de dispozitiv?

Implementarea driverelor ca servere separate, care comunică cu nucleul prin IPC și beneficiază de mecanisme de securitate precum izolarea memoriei. (D) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare multitasking simulat, care dintre următoarele afirmații descrie cel mai exact mecanismul subiacent prin care se realizează concurența aparentă a proceselor?

Divizarea precisă a timpului de acces la procesor, alocând fiecărui proces unități de timp discrete și comutând rapid între ele. (C) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele scenarii descrie cel mai precis un sistem de operare în timp real (SOTR) și importanța sa critică într-un context specific?

Un sistem de operare care gestionează un sistem de control al traficului aerian, unde întârzierile în procesarea datelor pot avea consecințe catastrofale. (C) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare cu arhitectură micro-kernel, care dintre următoarele funcționalități sunt cel mai probabil delegate spațiului utilizator, mai degrabă decât menținute în kernel?

Drivere de dispozitiv, sisteme de fișiere și stive de rețea. (A) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele descrieri reprezintă cel mai bine diferența fundamentală între un sistem de operare monolit și unul stratificat în ceea ce privește gestionarea apelurilor de sistem?

Sistemele monolit tratează toate apelurile de sistem ca funcții în cadrul unui singur spațiu de adrese, în timp ce cele stratificate le dirijează prin straturi ierarhice. (D) Signup and view all the answers

În contextul sistemelor de operare moderne, care dintre următoarele afirmații descrie cel mai precis rolul BIOS-ului în inițializarea sistemului, având în vedere complexitatea interacțiunilor hardware și firmware?

BIOS-ul inițializează hardware-ul esențial, dar și dispozitivele Plug & Play, și încarcă un boot loader din MBR sau alt sector de boot valid, acesta fiind responsabil pentru încărcarea kernel-ului și tranziția către sistemul de operare. (C) Signup and view all the answers

Într-un scenariu în care un sistem embedded rulează un sistem de operare în timp real (RTOS) pentru a controla un braț robotic industrial, care dintre următoarele strategii de planificare ar minimiza cel mai eficient latența și ar asigura respectarea strictă a termenelor limită pentru mișcările precise ale brațului?

Adoptarea unei planificări bazate pe prioritate preemtivă, unde sarcinile cu prioritate mai mare întrerup sarcinile cu prioritate mai mică. (D) Signup and view all the answers

Într-un scenariu în care alimentarea cu energie electrică este întreruptă brusc și acumulatorul plăcii de bază este complet descărcat, care este comportamentul cel mai probabil al setărilor BIOS?

Setările BIOS vor reveni la valorile implicite (“de fabrica”), dar pot fi reconfigurate ulterior după restabilirea alimentării cu energie electrică. (C) Signup and view all the answers

Având în vedere evoluția arhitecturilor de sistem, care dintre următoarele afirmații descrie cel mai precis modul în care BIOS-ul gestionează dispozitivele Plug & Play (PnP) în comparație cu sistemele mai vechi (non-PnP)?

În sistemele PnP, BIOS-ul detectează și configurează automat dispozitivele, alocând resurse hardware (IRQ-uri, adrese de memorie) și facilitând o interacțiune mai simplă cu sistemul de operare. (A) Signup and view all the answers

Presupunând că dezvoltați un sistem de operare pentru un dispozitiv IoT cu resurse limitate, care dintre următoarele abordări ar fi cea mai eficientă pentru a minimiza amprenta de memorie și consumul de energie, menținând în același timp un nivel acceptabil de funcționalitate?

Utilizarea unui micro-kernel cu încărcare dinamică a modulelor, permițând doar serviciilor esențiale să fie rezidente în memorie și încărcând driverele la cerere. (C) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare multitasking, ce mecanism asigură protecția memoriei între procese, prevenind astfel coruperea datelor și asigurând stabilitatea sistemului?

Alocarea dinamică a memoriei virtuale, unde fiecare proces are propriul spațiu de adrese virtuale, tradus în adrese fizice distincte. (A) Signup and view all the answers

În contextul procedurii de boot, ce reprezintă și care este semnificația blocului de boot 0 (Master Boot Record - MBR) în inițializarea sistemului de operare?

MBR este primul sector de pe un disc bootabil, conținând cod executabil (boot loader) și informații despre partițiile discului, esențial pentru încărcarea sistemului de operare. (B) Signup and view all the answers

Considerând că un sistem are multiple dispozitive de stocare configurate ca opțiuni de boot, ce algoritm sau set de criterii utilizează BIOS-ul pentru a determina ordinea în care va încerca să booteze de pe aceste dispozitive?

BIOS-ul respectă o ordine predefinită, configurabilă de utilizator în setările BIOS-ului, care specifică prioritatea dispozitivelor de stocare pentru bootare. (B) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele configurații hardware ar optimiza cel mai eficient performanța unui sistem de operare conceput pentru procesarea batch a unui volum mare de date științifice?

Un cluster de servere cu procesoare multi-core, interconectate printr-o rețea de mare viteză și acces la un sistem de stocare distribuit. (A) Signup and view all the answers

În contextul testului POST (Power-On Self-Test), ce se întâmplă dacă BIOS-ul detectează o eroare critică în memoria principală (RAM) în timpul secvenței de inițializare?

BIOS-ul va opri procesul de boot, va afișa un mesaj de eroare specific și/sau va emite coduri sonore (beep codes) pentru a indica problema, necesitând intervenția utilizatorului. (B) Signup and view all the answers

Cum influențează specificațiile UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) funcționalitatea BIOS-ului tradițional, și care sunt avantajele majore ale UEFI în comparație cu BIOS-ul legacy?

UEFI înlocuiește complet BIOS-ul, oferind un mediu pre-boot mai flexibil, suport pentru GPT (GUID Partition Table), boot securizat și capacități de diagnosticare avansate, depășind limitările BIOS-ului legacy. (D) Signup and view all the answers

Într-un scenariu avansat de depanare, cum ar putea un inginer de sistem să utilizeze capabilitățile de diagnosticare ale BIOS-ului (sau UEFI) pentru a identifica și izola o defecțiune intermitentă a unui modul de memorie RAM, având în vedere că testele standard POST nu detectează întotdeauna astfel de probleme?

Inginerul ar putea utiliza instrumente de diagnosticare avansate integrate în BIOS/UEFI, cum ar fi teste extinse de memorie (memory stress tests) care rulează pe perioade lungi de timp și înregistrează erorile, sau monitorizarea parametrilor de funcționare a memoriei (temperatura, voltajul) pentru a detecta anomalii. (B) Signup and view all the answers

În contextul unui sistem de operare modern, care dintre următoarele afirmații descrie cel mai precis rolul nucleului (kernel) în raport cu aplicațiile utilizator și hardware?

Kernel-ul funcționează ca un strat de abstractizare critic și un mediator securizat, gestionând alocarea resurselor hardware, impunând politici de securitate și furnizând servicii esențiale aplicațiilor prin intermediul apelurilor de sistem standardizate. (A) Signup and view all the answers

Considerând arhitectura unui sistem de operare unde kernel-ul operează în mod privilegiat, ce implicații fundamentale decurg din această structură în ceea ce privește securitatea și accesul la resurse?

Permite kernel-ului să monitorizeze și să controleze strict accesul aplicațiilor utilizator la resursele hardware, prevenind accesul neautorizat și asigurând integritatea sistemului, dar numai dacă aplicațiile sunt semnate digital. (B) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare modern, cum influențează designul modular al kernel-ului (de exemplu, utilizarea de module încărcabile dinamic) capacitatea de adaptare și mentenabilitatea sistemului?

Ameliorează adaptabilitatea permițând adăugarea sau actualizarea de funcționalități (ex., drivere) fără a recompila întregul kernel, simplificând mentenanța și reducând timpii de repornire. (B) Signup and view all the answers

În contextul apelurilor de sistem ('system calls'), cum se manifestă dualitatea modului utilizator și a modului kernel în execuția unui program care necesită acces la un periferic hardware?

Programul în modul utilizator trebuie să solicite serviciul kernel-ului printr-un apel de sistem; kernel-ul, operând în mod privilegiat, execută operațiunea solicitată și returnează rezultatul programului utilizator. (C) Signup and view all the answers

Analizând implementările de kernel tip 'microkernel' comparativ cu cele 'monolitice', care este argumentul central pentru avantajul arhitectural al microkernel-ului în termeni de fiabilitate și securitate?

Serviciile esențiale ale unui microkernel sunt executate în spațiul utilizator, astfel încât defectele sau compromiterile sunt mai izolate și au un impact limitat asupra stabilității întregului sistem. (B) Signup and view all the answers

Cum influențează virtualizarea la nivel de kernel funcționarea sistemelor de operare invitate (guest OS) în raport cu resursele hardware subiacente?

Kernel-ul gazdă (host) interceptează și emulează apelurile hardware ale sistemelor de operare invitate, oferind un strat de abstractizare care permite gestionarea centralizată a resurselor și izolarea sistemelor invitate. (A) Signup and view all the answers

În contextul dezvoltării unui sistem de operare embedded cu constrângeri severe de memorie și consum energetic, ce compromisuri trebuie evaluate cu atenție în proiectarea kernel-ului pentru a optimiza performanța și eficiența?

Selectarea unui kernel hibrid care oferă un echilibru între dimensiunea codului, consumul de energie și funcționalitățile oferite, personalizat prin configurarea atentă a componentelor necesare și eliminarea celor inutile. (C) Signup and view all the answers

Cum contribuie mecanismele de 'kernel hardening' la îmbunătățirea securității unui sistem de operare, având în vedere amenințările persistente și sofisticate din peisajul cibernetic actual?

Kernel hardening se concentrează pe implementarea de politici de securitate stricte, cum ar fi controlul accesului obligatoriu (MAC) și tehnici de randomizare a spațiului de adrese (ASLR), pentru a preveni exploatarea vulnerabilităților și a limita impactul atacurilor reușite. (A) Signup and view all the answers

În contextul interacțiunii program-kernel, care dintre următoarele succesiuni descrie cel mai precis traiectoria execuției și schimbarea modului în timpul unui apel de sistem (system call)?

Mod utilizator → Întrerupere system call → Mod kernel → Execuție system call → Finalizare system call → Revenire mod utilizator. (D) Signup and view all the answers

Într-un sistem de operare cu kernel monolitic, cum ar afecta o eroare într-un driver de dispozitiv stabilitatea generală a sistemului, și de ce?

Ar putea bloca întregul sistem, deoarece toate componentele kernel-ului (incluzând driverele) rulează în același spațiu de memorie și o eroare poate corupe alte părți ale kernel-ului. (B) Signup and view all the answers

Care este distincția fundamentală între un microkernel și un kernel monolitic în ceea ce privește gestionarea serviciilor de sistem, și cum influențează această distincție securitatea și stabilitatea sistemului?

Microkernel-urile rulează majoritatea serviciilor în spațiul utilizatorului, izolând kernel-ul de erori și vulnerabilități, în timp ce kernel-urile monolitice includ majoritatea serviciilor în spațiul kernel-ului, sacrificând securitatea pentru performanță. (B) Signup and view all the answers

Cum abordează un kernel hibrid compromisul între performanța kernel-ului monolitic și modularitatea microkernel-ului, și care sunt avantajele și dezavantajele acestei abordări?

Kernel-urile hibride rulează majoritatea serviciilor în spațiul kernel-ului, dar permit încărcarea dinamică a modulelor, oferind un compromis între performanță și modularitate, dar cu o complexitate crescută. (A) Signup and view all the answers

Într-un mediu de virtualizare, care dintre următoarele afirmații descrie cel mai precis rolul și funcționalitatea mașinii virtuale (MV) în raport cu sistemul de operare gazdă și hardware-ul fizic?

MV emulează un mediu hardware complet, permițând sistemelor de operare invitate să ruleze izolat de sistemul de operare gazdă și de alte MV, dar cu performanțe reduse datorită overhead-ului de emulare. (C) Signup and view all the answers

Cum se manifestă granularitatea fine-grained în contextul gestionării memoriei și care sunt implicațiile sale asupra performanței și fragmentării memoriei?

Granularitatea fine-grained implică alocarea de blocuri mici de memorie, crescând flexibilitatea și reducând fragmentarea internă, dar crescând overhead-ul alocării. (A) Signup and view all the answers

În contextul sistemelor de operare multi-utilizator, cum influențează mecanismele de control al accesului (Access Control Mechanisms) securitatea datelor și resursele sistemului, și care sunt principalele provocări în implementarea acestor mecanisme?

Mecanismele de control al accesului limitează accesul utilizatorilor la resursele sistemului, prevenind accesul neautorizat, dar pot reduce eficiența prin restricționarea utilizării resurselor. (C) Signup and view all the answers

Cum diferă gestionarea thread-urilor la nivel de utilizator (user-level threads) față de gestionarea thread-urilor la nivel de kernel (kernel-level threads) în ceea ce privește performanța, flexibilitatea și overhead-ul sistemului, și care sunt avantajele și dezavantajele fiecărei abordări?

Thread-urile la nivel de utilizator sunt gestionate de biblioteci de utilizator, oferind flexibilitate ridicată și overhead redus, dar blocarea unui thread poate bloca întregul proces, în timp ce thread-urile la nivel de kernel sunt gestionate de kernel, oferind performanță superioară și suport pentru concurență reală, dar cu overhead mai mare. (B) Signup and view all the answers

În ce mod interacționează tratarea întreruperilor (Interrupt Handling) cu planificarea proceselor (Process Scheduling) și cum influențează această interacțiune latența și throughput-ul sistemului?

Tratarea întreruperilor poate întrerupe planificarea proceselor pentru a răspunde evenimentelor critice, dar o gestionare eficientă minimizează impactul asupra latenței și throughput-ului, optimizând timpul de răspuns și utilizarea resurselor. (D) Signup and view all the answers

Analizați implicațiile utilizării unui sistem de fișiere jurnalizat (Journaling File System) în comparație cu un sistem de fișiere tradițional (non-journaling) în ceea ce privește recuperarea datelor după o cădere bruscă de sistem (system crash), și evaluați avantajele și dezavantajele fiecărei abordări în scenarii critice.

Sistemele de fișiere jurnalizate oferă recuperare mai rapidă și consistentă după o cădere de sistem, reducând riscul de corupere a datelor, dar cu un overhead de performanță asociat jurnalizării, în timp ce sistemele de fișiere tradiționale sunt mai rapide, dar vulnerabile la pierderea datelor în cazul unei căderi. (B) Signup and view all the answers

Flashcards

Verificare funcționare

Verifică funcționarea corectă a componentelor și afișează mesaje de eroare dacă este necesar. Dacă nu există monitor, emite un semnal sonor.

Plug and Play

Dispozitivele Plug and Play sunt detectate și configurate automat. Funcțiile BIOS pot fi înlocuite cu funcții specifice dispozitivului.

Mesaje HW modificări

Dacă au apărut modificări sau defecțiuni hardware, este afișat un mesaj pe ecran, care poate fi o eroare sau o recomandare de actualizare.

Bootstrap Loader

BIOS-ul accesează primul sector al HDD-ului și pornește programul Bootstrap Loader care lansează sistemul de operare.