Examen de Arquitectura de Computadores (I. Telecomunicación)

Examen de Arquitectura de Computadores (I. Telecomunicación)
Convocatoria de febrero (19-2-2002)
Escuela Politécnica. Universidad de Alcalá
Duración aproximada: 2 horas.
Problema 1
Se pretende diseñar el planificador de procesador para el nuevo sistema operativo VenanciOS. Para ello
se ha pensado en un algoritmo expulsivo con prioridades dinámicas comprendidas entre 0 y 31 en las que
los números bajos indican prioridad baja y los altos prioridad alta. Los procesos parten siempre de una
prioridad fija de valor 15. Si el proceso agota su quantum, su prioridad disminuye en una unidad (como
mínimo hasta el valor 0) y si el proceso no lo agota y es expulsado, se mantiene con la misma prioridad. Si
el proceso se duerme a la espera de un recurso, al despertarse incrementa su prioridad (boost), dependiendo
del tipo de recurso, acorde con la tabla siguiente:
Recurso
R1
R2
R3
R4
Incremento de prioridad
1
2
3
4
Notas:
El incremento de prioridad se aplica a la prioridad con la que el proceso se durmió.
Si dos o más procesos se bloquean en el mismo recurso, éstos serán atendidos en orden FIFO.
El sistema utiliza un valor de quantum de 2 unidades de tiempo.
Un proceso que pasa al estado de listo después de una espera, se encola al final de la cola correspondiente a su prioridad.
Un proceso que es requisado por uno de mayor prioridad es encolado a la cabeza de la cola correspondiente a su prioridad.
Un proceso que agota su quantum se encola al final de la cola correspondiente a su prioridad.
Cuando un proceso requisado se reanuda, se le vuelve a asignar un quantum completo.
La tabla siguiente muestra las ráfagas de CPU de los distintos trabajos así como el tiempo de acceso
a cada dispositivo:
Proceso
P1
P2
P3
P4
CPU
5
1
6
1
E/S
4 R4
6 R2
7 R2
12 R1
CPU
3
7
5
3
E/S
5 R1
14 R2
10 R2
6 R1
CPU
1
1
1
3
Se debe suponer que todos los trabajos llegan en el instante 0, en el orden P 1 , P2 , P3 y P4 .
Se pide:
1. Dibuje en la gráfica adjunta qué trabajo se ejecuta en cada momento así como su prioridad.
2. Muestre en la misma gráfica por qué recurso espera cada proceso en cada instante.
1
3. ¿Cuál es el primer instante de tiempo en que se desencadena por primera vez los siguientes
escenarios?
a)
b)
c)
d)
e)
Finalización del quantum.
Requisa después de una E/S.
Boost.
Decremento de prioridad.
Espera después de una E/S.
Problema 2
Suponga que dispone de un procesador similar al Pentium II en cuanto a sus mecanismos de gestión de
memoria se refiere. En él la imagen del proceso en memoria desde el punto de vista de la segmentación es
la que aparece en la siguiente figura:
00000000h
31 k
CÓDIGO
34 k
BDC
16 k
PILA
63 k
DATOS
40000000h
50000000h
70000000h
C0000000h
Los descriptores de segmento de código, datos y pila residen en la tabla de descriptores locales o LDT
y ocupan las entradas 1, 2 y 3 respectivamente (la entrada 0 no se emplea y en caso de utilizarse debe
generar un error). El descriptor de segmento de BDC reside en la tabla de descriptores globales o GDT y
ocupa la entrada 1. La tabla LDT está cargada a partir de la posición 00007000h y la GDT a partir de la
posición 00010000h. La diferenciación entre la LDT y la GDT la establece un bit del selector de segmento,
el mismo que el empleado en el Pentium, de tal modo que si el bit vale 0 se utilizará la GDT y si vale 1 la
LDT. El nivel de privilegio de los descriptores de código, datos y pila vale 11b y el de BDC 10b.
En este sistema también se encuentra activado el mecanismo de paginación y las distintas páginas de
cada segmento residen en los marcos indicados en la siguiente tabla:
Tipo
Código
Datos
Pila
BDC
Marcos
4000, 40A0, -, -, 17, 10A, 20B, 100C
1001, 1002, 1003, -, 1004, -, -, -, -, -, -, -, -, 1005, -, 1006
20F0, -, -, 3000, 3001, -, -, 3002, 3003, 3004, 3005, -
El directorio de páginas está en el marco 20h y las tablas de código, datos, pila y BDC residen en
los marcos 30h, 40h, 50h y 60h respectivamente. Los guiones “-” indican que la página no se encuentra
presente en memoria principal.
2
1. Con los datos aportados rellene en la hoja adjunta todas las tablas indicadas así como el valor de los
diferentes selectores.
2. ¿A qué direcciones físicas corresponden las siguientes direcciones virtuales?
a) 000F - 00001ABC
b) 0017 - 00003A00
c) 0017 - 00013B80
d) 00FF - 0000FFFF
e) 001F - 0000A010
f ) 000A - 00004B58
g) 000B - 00001000
h) 0007 - 12344321
NOTA: todas las direcciones, mientras no se indique lo contrario, están expresadas en hexadecimal.
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Examen de Arquitectura de Computadores (I. Telecomunicación)
Convocatoria de febrero (19-2-2002)
Escuela Politécnica. Universidad de Alcalá
APELLIDOS.................................................................................................................................
NOMBRE......................................................................................DNI.........................................
5
R4
R3
R2
R1
11
12
13
14
15
16
17
18
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
Problema 1
6
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Convocatoria de febrero (19-2-2002)
Escuela Politécnica. Universidad de Alcalá
APELLIDOS.................................................................................................................................
NOMBRE......................................................................................DNI.........................................
Problema 2
LDT
GDT
Directorio de páginas
Selector de código
Selector de datos
Selector de pila
Selector de BD
TDP código
TDP datos
7
TDP pila
Dirección virtual
Segmento
LDT/GDT
TDP BD
Privilegio selector
8
Página
Marco
Dirección física