A/L ICT Quiz - මෙහෙයුම් පද්ධති (Operating Systems)
අතථ්ය මතකය, ක්රියාවලි තත්ත්ව සහ කාර්ය සාධන මැනීම පිළිබඳ සම්පූර්ණ ව්යුහගත ගැටළුවක් (Structured Question) සහ එහි පියවරෙන් පියවර විවරණය.
(A) අතථ්ය මතකය සහ පිටු දෝෂ (Virtual Memory & Page Faults)
ප්රශ්නය: RAM එකේ P0-P4 පිටු ද, දෘඪ තැටියේ H0-H9 පිටු ද ඇත. CPU එකට m0 = H5 වෙත ප්රවේශ වීමට අවශ්ය වූ විට සිදුවන ක්රියාවලිය පියවරෙන් පියවර විස්තර කරන්න.
පිළිතුර සහ විවරණය:
- CPU ඉල්ලීම (Request): CPU එක මඟින් H5 පිටුවට අදාළ මතක ලිපිනය ඉල්ලා සිටී.
- පිටු දෝෂය (Page Fault/Miss): මෙහෙයුම් පද්ධතිය (OS) RAM හි Page Table එක පරීක්ෂා කරන අතර, H5 පිටුව දැනට RAM එක තුළ නොමැති බව හඳුනා ගනී. මෙය "Page Fault" එකක් ලෙස හැඳින්වේ.
- දෘඪ තැටියෙන් ගෙන ඒම (Paging in): OS එක මැදිහත් වී දෘඪ තැටියේ ඇති H5 පිටුව සොයාගෙන, එය RAM හි ඇති හිස් ඉඩකට (Frame එකකට) පිටපත් කරයි.
- Page Table යාවත්කාලීන කිරීම: H5 පිටුව දැන් RAM එකේ ඇති බව දැක්වීමට Page Table එක යාවත්කාලීන කරයි. ඉන්පසු CPU එකට අවශ්ය දත්තය ලබා දෙයි.
(B) ක්රියාවලි තත්ත්ව (Process States)
ප්රශ්නය: Ready, Running, Blocked, Terminated යන තත්ත්ව 4ක් සහිත ක්රියාවලි ප්රස්ථාරයක් (Process State Diagram) සලකා, පහත අවස්ථා සඳහා නිවැරදි තත්ත්ව වෙනස (State Transition) නම් කරන්න.
- 1. Input/Output (I/O) සම්පූර්ණ වීම.
- 2. CPU කාලය ලැබීම.
- 3. CPU කාලය අවසන් වීම (Time-slice expired).
- 4. I/O අවශ්ය වීම (User input, file access).
පිළිතුර සහ විවරණය:
- 1. Input/Output (I/O) සම්පූර්ණ වීම: Blocked/Waiting ➔ Ready (උපාංගයෙන් පිළිතුර ලැබුණු පසු නැවත CPU ලබා ගැනීමට සූදානම් වීම)
- 2. CPU කාලය ලැබීම (Dispatch): Ready ➔ Running (OS එක මඟින් ක්රියාවලිය ධාවනයට යොමු කිරීම)
- 3. CPU කාලය අවසන් වීම (Time-out): Running ➔ Ready (ලබා දුන් කාලය අවසන් වූ විට වෙනත් ක්රියාවලියකට ඉඩ දී නැවත පෝලිමට යාම)
- 4. I/O අවශ්ය වීම: Running ➔ Blocked (බාහිර දත්තයක් ලැබෙන තුරු ක්රියාවලිය තාවකාලිකව නතර වීම)
(C) කාර්ය සාධන මැනීම (Performance Measurement)
ප්රශ්නය: පද්ධතියේ 'පිටු හිට් අනුපාතය' (Page Hit Ratio) 90% ක් වන අතර එක් එක් පිටු හිට් එකක වේගය 100ns වේ. 'පිටු මිස් අනුපාතය' (Page Miss Ratio) 10% ක් වන අතර එක් එක් පිටු මිස් එකක වේගය 1000ns වේ. පද්ධතියේ 'සාමාන්ය මතක ප්රවේශ කාලය' (Average Memory Access Time) ගණනය කරන්න.
පිළිතුර සහ විවරණය:
මෙහිදී සාමාන්ය මතක ප්රවේශ කාලය (Effective Access Time - EAT) සෙවීම සඳහා පහත සූත්රය භාවිතා කරයි:
EAT = (Hit Ratio × Hit Time) + (Miss Ratio × Miss Time)
ගණනය කිරීම:
- Hit Ratio = 90% (එනම් 0.90) , Hit Time = 100ns
- Miss Ratio = 10% (එනම් 0.10) , Miss Time = 1000ns
EAT = (0.90 × 100ns) + (0.10 × 1000ns)
EAT = 90ns + 100ns
EAT = 190ns
EAT = 90ns + 100ns
EAT = 190ns
නිවැරදි පිළිතුර: සාමාන්ය මතක ප්රවේශ කාලය 190ns වේ.