Linux Operating System (4331602) - Winter 2023 Solution (Gujarati)

પ્રશ્ન 1(a) [3 માર્ક્સ]

#

Linux ના આર્કિટેક્ચર દોરો અને સંક્ષિપ્તમાં વિવિધ સ્તરો સમજાવો.

ઉત્તર:

આકૃતિ:

graph TD
    A[User Applications] --> B[System Call Interface]
    B --> C[Kernel]
    C --> D[Device Drivers]
    D --> E[Hardware]
    
    C --> F[Process Management]
    C --> G[Memory Management]
    C --> H[File System]
    C --> I[Network Management]

• User Space: વપરાશકર્તા applications અને system utilities સમાવે છે
• System Call Interface: user programs અને kernel વચ્ચે interface પ્રદાન કરે છે
• Kernel Space: process, memory, file management સાથે મૂળ operating system

મેમરી ટ્રીક: “Users System Kernel Drives Hardware”

પ્રશ્ન 1(b) [4 માર્ક્સ]

#

રેસની સ્થિતિ શું છે? યોગ્ય ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

ઉત્તર:

ઉદાહરણ પ્રક્રિયા:

• Process A: balance = 1000 વાંચે છે, 100 ઉમેરે છે
• Process B: balance = 1000 વાંચે છે, 50 બાદ કરે છે
• પરિણામ: અંતિમ balance 1050, 950, અથવા 1100 હોઈ શકે યોગ્ય 1050 ને બદલે

મેમરી ટ્રીક: “Race Results Random Resources”

પ્રશ્ન 1(c) [7 માર્ક્સ]

#

વિવિધ પ્રકારની ઓપરેટિંગ સિસ્ટમોની યાદી બનાવો. મલ્ટિપ્રોગ્રામિંગ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમના કાર્યને યોગ્ય ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

ઉત્તર:

કોષ્ટક: ઓપરેટિંગ સિસ્ટમના પ્રકારો

Multiprogramming કાર્યપદ્ધતિ:

• Memory Management: અનેક programs એકસાથે load થાય છે
• CPU Scheduling: I/O occurrence દરમિયાન programs વચ્ચે switch કરે છે
• Resource Sharing: CPU અને memory નો efficient ઉપયોગ
• ઉદાહરણ: Word processor, music player, અને browser એકસાથે ચાલે છે

મેમરી ટ્રીક: “Multiple Programs Maximize Performance”

પ્રશ્ન 1(c OR) [7 માર્ક્સ]

#

વિવિધ પ્રકારની ઓપરેટિંગ સિસ્ટમોની યાદી બનાવો. બેચ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ્સ વિગતવાર સમજાવો.

ઉત્તર:

ઓપરેટિંગ સિસ્ટમના પ્રકારો: ઉપરનું કોષ્ટક સમાન.

Batch Operating System વિગતો:

• Job Collection: Jobs offline collect થાય અને batches માં group થાય છે
• Sequential Processing: Jobs એક પછી એક execute થાય વપરાશકર્તા interaction વગર
• No Direct Interaction: વપરાશકર્તા job submit કરે અને પછીથી output collect કરે
• Efficiency: સમાન પ્રકારના jobs માટે high throughput
• ગેરફાયદા: Real-time processing નથી, લાંબો turnaround time

મેમરી ટ્રીક: “Batch Brings Better Business”

પ્રશ્ન 2(a) [3 માર્ક્સ]

#

પ્રક્રિયા જીવન ચક્ર દોરો અને સમજાવો.

ઉત્તર:

આકૃતિ:

stateDiagram-v2
    [*] --> New
    New --> Ready : Admitted
    Ready --> Running : Scheduler_dispatch
    Running --> Ready : Interrupt
    Running --> Waiting : I/O_request
    Waiting --> Ready : I/O_completion
    Running --> Terminated : Exit
    Terminated --> [*]

• New: પ્રક્રિયા બનાવવામાં આવે છે
• Ready: પ્રક્રિયા CPU assignment માટે રાહ જોતી છે
• Running: પ્રક્રિયા હાલમાં execute થઈ રહી છે
• Waiting: પ્રક્રિયા I/O operation માટે રાહ જોતી છે
• Terminated: પ્રક્રિયાએ execution પૂર્ણ કર્યું છે

મેમરી ટ્રીક: “New Ready Running Waiting Terminated”

પ્રશ્ન 2(b) [4 માર્ક્સ]

#

ડેડલોકને વ્યાખ્યાયિત કરો અને ડેડલોક થવા માટે જરૂરી શરતોની ચર્ચા કરો.

ઉત્તર:

વ્યાખ્યા: ડેડલોક ત્યારે થાય છે જ્યારે processes અન્ય processes દ્વારા held resources માટે અનિશ્ચિત સમય સુધી રાહ જોતી રહે છે.

કોષ્ટક: ડેડલોક શરતો

મેમરી ટ્રીક: “My Hold Never Circles”

પ્રશ્ન 2(c) [7 માર્ક્સ]

#

રાઉન્ડ રોબિન અલ્ગોરિધમનું વર્ણન કરો. આપેલ ડેટા માટે ગેન્ટ ચાર્ટ સાથે સરેરાશ રાહ જોવાનો સમય અને સરેરાશ ટર્ન-અરાઉન્ડ સમયની ગણતરી કરો. સંદર્ભ સ્વિચ = 01 ms અને ક્વોન્ટમ સમય = 05 ms ધ્યાનમાં લો.

ઉત્તર:

Round Robin અલ્ગોરિધમ:

• Time Quantum: દરેક process માટે fixed time slice
• Preemptive: Quantum expire થયા પછી process preempt થાય છે
• Fair Scheduling: સમાન CPU time વિતરણ

આપેલ ડેટા:

• Context Switch = 1 ms, Quantum = 5 ms

ગેન્ટ ચાર્ટ:

|P1|CS|P2|CS|P3|CS|P4|CS|P1|CS|P3|CS|P1|CS|P3|CS|
0  5  6 10 11 16 17 22 23 28 29 34 35 40 41 46 47

ગણતરી કોષ્ટક:

• સરેરાશ Waiting Time: (28+3+29+12)/4 = 18 ms
• સરેરાશ Turnaround Time: (40+7+44+17)/4 = 27 ms

મેમરી ટ્રીક: “Round Robin Rotates Regularly”

પ્રશ્ન 2(a OR) [3 માર્ક્સ]

#

તફાવત: CPU બાઉન્ડ પ્રક્રિયા v/s I/O બાઉન્ડ પ્રક્રિયા.

ઉત્તર:

કોષ્ટક: CPU vs I/O બાઉન્ડ પ્રક્રિયાઓ

મેમરી ટ્રીક: “CPU Computes, I/O Interacts”

પ્રશ્ન 2(b OR) [4 માર્ક્સ]

#

ક્રિટિકલ સેક્શનને વ્યાખ્યાયિત કરો અને ક્રિટિકલ સેક્શન સોલ્યુશનની સામાન્ય રચનાની ચર્ચા કરો.

ઉત્તર:

વ્યાખ્યા: ક્રિટિકલ સેક્શન એ code segment છે જ્યાં shared resources ને access કરવામાં આવે છે અને atomically execute થવું જ જોઈએ.

કોષ્ટક: ક્રિટિકલ સેક્શન સ્ટ્રક્ચર

Solution Requirements:

• Mutual Exclusion: ક્રિટિકલ સેક્શનમાં ફક્ત એક જ process
• Progress: આગળની process ની selection અનિશ્ચિત સમય સુધી postpone થઈ શકતી નથી
• Bounded Waiting: Waiting time પર મર્યાદા

મેમરી ટ્રીક: “Enter Critical Exit Remainder”

પ્રશ્ન 2(c OR) [7 માર્ક્સ]

#

SJF અલ્ગોરિધમનું વર્ણન કરો. કોષ્ટકમાં આપેલ ડેટા માટે ગેન્ટ ચાર્ટ સાથે સરેરાશ રાહ જોવાનો સમય અને સરેરાશ ટર્ન-અરાઉન્ડ સમયની ગણતરી કરો.

ઉત્તર:

SJF અલ્ગોરિધમ:

• Shortest Job First: સૌથી નાના burst time વાળી process પહેલાં schedule થાય
• Non-preemptive: Process completion સુધી ચાલે છે
• Optimal: સરેરાશ waiting time ને minimize કરે છે

Execution Order: P2(4), P4(5), P1(8), P3(9)

ગેન્ટ ચાર્ટ:

|  P1  |  P2  |  P4  |     P3     |
0      8     12     17          26

ગણતરી કોષ્ટક:

• સરેરાશ Waiting Time: (0+5+12+6)/4 = 5.75 ms
• સરેરાશ Turnaround Time: (8+9+21+11)/4 = 12.25 ms

મેમરી ટ્રીક: “Shortest Jobs Start Soon”

પ્રશ્ન 3(a) [3 માર્ક્સ]

#

બે-સ્તરની ડિરેક્ટરી રચના સમજાવો.

ઉત્તર:

આકૃતિ:

• Master File Directory: દરેક વપરાશકર્તા માટે entries સમાવે છે
• User File Directory: દરેક વપરાશકર્તાની files માટે અલગ directory
• Path Structure: /user/filename
• ફાયદા: Naming conflicts ને ઉકેલે છે, user isolation પ્રદાન કરે છે

મેમરી ટ્રીક: “Two Tiers Tackle Troubles”

પ્રશ્ન 3(b) [4 માર્ક્સ]

#

વિવિધ ફાઇલ કામગીરી સમજાવો.

ઉત્તર:

કોષ્ટક: ફાઇલ ઓપરેશન્સ

મેમરી ટ્રીક: “Create Open Read Write Close Delete”

પ્રશ્ન 3(c) [7 માર્ક્સ]

#

વિવિધ ફાઈલ ફાળવણી પદ્ધતિઓની યાદી બનાવો અને જરૂરી રેખાકૃતિ સાથે સંલગ્ન ફાળવણી સમજાવો.

ઉત્તર:

ફાઇલ ફાળવણી પદ્ધતિઓ:

• Contiguous Allocation
• Linked Allocation
• Indexed Allocation

સંલગ્ન ફાળવણી:

આકૃતિ:

કોષ્ટક: સંલગ્ન ફાળવણી

Directory Entry: (Start block, Length)

મેમરી ટ્રીક: “Contiguous Creates Continuous Clusters”

પ્રશ્ન 3(a OR) [3 માર્ક્સ]

#

ફાઇલ સ્ટ્રક્ચરના પ્રકારોનું વર્ણન કરો.

ઉત્તર:

કોષ્ટક: ફાઇલ સ્ટ્રક્ચર પ્રકારો

મેમરી ટ્રીક: “Sequential Direct Indexed Hierarchical”

પ્રશ્ન 3(b OR) [4 માર્ક્સ]

#

વિવિધ ફાઇલ લક્ષણો સમજાવો.

ઉત્તર:

કોષ્ટક: ફાઇલ લક્ષણો

મેમરી ટ્રીક: “Name Type Size Location Permissions Time”

પ્રશ્ન 3(c OR) [7 માર્ક્સ]

#

વિવિધ ફાઈલ ફાળવણી પદ્ધતિઓની યાદી બનાવો અને જરૂરી રેખાકૃતિ સાથે લિંક કરેલ ફાળવણી સમજાવો.

ઉત્તર:

ફાઇલ ફાળવણી પદ્ધતિઓ: અગાઉના જવાબ સમાન.

લિંક્ડ ફાળવણી:

આકૃતિ:

કોષ્ટક: લિંક્ડ ફાળવણી

Directory Entry: (Start block pointer)

મેમરી ટ્રીક: “Links Lead Logical Locations”

પ્રશ્ન 4(a) [3 માર્ક્સ]

#

પ્રોગ્રામ ધમકીઓ વ્યાખ્યાયિત કરો અને તેના પ્રકારો સમજાવો.

ઉત્તર:

વ્યાખ્યા: પ્રોગ્રામ ધમકીઓ એ malicious programs છે જે system security અને integrity ને સાપે છે.

કોષ્ટક: પ્રોગ્રામ ધમકીના પ્રકારો

મેમરી ટ્રીક: “Trojans Viruses Worms Logic-bombs”

પ્રશ્ન 4(b) [4 માર્ક્સ]

#

સિસ્ટમ ઓથેન્ટિકેશન સમજાવો.

ઉત્તર:

વ્યાખ્યા: System access આપતાં પહેલાં વપરાશકર્તાની identity ને verify કરવાની પ્રક્રિયા.

કોષ્ટક: ઓથેન્ટિકેશન પદ્ધતિઓ

ઓથેન્ટિકેશન પ્રક્રિયા:

• Identification: વપરાશકર્તા identity claim કરે છે
• Verification: System claim ને validate કરે છે
• Authorization: Access rights આપવામાં આવે છે

મેમરી ટ્રીક: “Passwords Biometrics Tokens Multi-factor”

પ્રશ્ન 4(c) [7 માર્ક્સ]

#

એક્સેસ કંટ્રોલ લિસ્ટને વિગતવાર સમજાવો.

ઉત્તર:

વ્યાખ્યા: ACL દરેક user/group માટે system resources પર permissions specify કરે છે.

કોષ્ટક: ACL કમ્પોનન્ટ્સ

ACL સ્ટ્રક્ચર:

User: john    File: /etc/passwd    Permission: read    Action: allow
Group: users  File: /tmp/*        Permission: write   Action: allow
User: guest   File: /etc/*        Permission: write   Action: deny

ફાયદા:

• Granular Control: Fine-grained permissions
• Flexibility: Per-resource access control
• Scalability: જટિલ organizations ને handle કરે છે

મેમરી ટ્રીક: “Access Controls Limit Users”

પ્રશ્ન 4(a OR) [3 માર્ક્સ]

#

સિસ્ટમ ધમકીઓ વ્યાખ્યાયિત કરો અને તેના પ્રકારો સમજાવો.

ઉત્તર:

વ્યાખ્યા: સિસ્ટમ ધમકીઓ operating system components અને system integrity ને target કરે છે.

કોષ્ટક: સિસ્ટમ ધમકીના પ્રકારો

મેમરી ટ્રીક: “Denial Privilege Buffer Rootkit”

પ્રશ્ન 4(b OR) [4 માર્ક્સ]

#

OS માં રક્ષણની જરૂરિયાતો અને લક્ષ્યોની ચર્ચા કરો.

ઉત્તર:

કોષ્ટક: રક્ષણની જરૂરિયાતો અને લક્ષ્યો

રક્ષણ પદ્ધતિઓ:

• Access Control: Resource access ને limit કરવા
• Capability Lists: User permissions define કરવા
• Security Domains: Processes ને isolate કરવા

મેમરી ટ્રીક: “Confidentiality Integrity Availability Authentication”

પ્રશ્ન 4(c OR) [7 માર્ક્સ]

#

વિવિધ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ સુરક્ષા નીતિઓ અને પ્રક્રિયાઓની ચર્ચા કરો.

ઉત્તર:

કોષ્ટક: સુરક્ષા નીતિઓ અને પ્રક્રિયાઓ

સુરક્ષા પ્રક્રિયાઓ:

• Regular Updates: Patch management
• Monitoring: Log analysis, intrusion detection
• Training: User security awareness
• Audit: Compliance checking

મેમરી ટ્રીક: “Access Password Backup Incident”

પ્રશ્ન 5(a) [3 માર્ક્સ]

#

નીચેના આદેશો સમજાવો: (i) pwd (ii) cd (iii) comm

ઉત્તર:

કોષ્ટક: Linux Commands

• pwd: હાલની directory નો path દર્શાવે છે
• cd: Directories વચ્ચે navigate કરવા
• comm: Files વચ્ચે common અને unique lines દર્શાવે છે

મેમરી ટ્રીક: “Print Working Directory, Change Directory, Compare Common”

પ્રશ્ન 5(b) [4 માર્ક્સ]

#

ત્રીજી ફાઇલમાં બે ફાઇલોના સમાવિષ્ટોને જોડવા માટે શેલ સ્ક્રિપ્ટ લખો.

ઉત્તર:

શેલ સ્ક્રિપ્ટ:

#!/bin/bash
# બે files ને ત્રીજી file માં concatenate કરવા માટે script

echo "પ્રથમ file નું નામ દાખલ કરો:"
read file1
echo "બીજી file નું નામ દાખલ કરો:" 
read file2
echo "Output file નું નામ દાખલ કરો:"
read file3

# Input files exist છે કે કેમ ચેક કરો
if [ -f "$file1" ] && [ -f "$file2" ]; then
    cat "$file1" "$file2" > "$file3"
    echo "Files સફળતાપૂર્વક $file3 માં concatenate થઈ"
else
    echo "Error: Input files મળી નથી"
fi

મેમરી ટ્રીક: “Cat Combines Content Correctly”

પ્રશ્ન 5(c) [7 માર્ક્સ]

#

આપેલ 5 અંકની સંખ્યામાં તમામ વ્યક્તિગત અંકોનો સરવાળો શોધવા માટે શેલ સ્ક્રિપ્ટ લખો.

ઉત્તર:

શેલ સ્ક્રિપ્ટ:

#!/bin/bash
# 5-અંકની સંખ્યામાં digits નો sum શોધવા માટે script

echo "5-અંકની સંખ્યા દાખલ કરો:"
read number

# Input validate કરો
if [ ${#number} -ne 5 ]; then
    echo "Error: કૃપા કરીને બરાબર 5 digits દાખલ કરો"
    exit 1
fi

sum=0
temp=$number

# દરેક digit extract કરો અને sum કરો
while [ $temp -gt 0 ]; do
    digit=$(($temp % 10))
    sum=$(($sum + $digit))
    temp=$(($temp / 10))
done

echo "$number માં digits નો sum છે: $sum"

અલ્ગોરિધમ:

• Input Validation: 5-digit number માટે ચેક કરો
• Digit Extraction: Modulo operation વાપરો
• Sum Calculation: દરેક digit ઉમેરો
• Display Result: અંતિમ sum બતાવો

મેમરી ટ્રીક: “Sum Separates Single Symbols”

પ્રશ્ન 5(a OR) [3 માર્ક્સ]

#

નીચેના આદેશો સમજાવો: (i) man (ii) mkdir (iii) grep

ઉત્તર:

કોષ્ટક: Linux Commands

• man: Commands માટે documentation પ્રદાન કરે છે
• mkdir: Specified names સાથે નવી directories બનાવે છે
• grep: Regular expressions વાપરીને files માં patterns શોધે છે

મેમરી ટ્રીક: “Manual Make Directories, Grep Examines Patterns”

પ્રશ્ન 5(b OR) [4 માર્ક્સ]

#

ફિબોનાચી શ્રેણી જનરેટ કરવા અને પ્રદર્શિત કરવા માટે શેલ સ્ક્રિપ્ટ લખો.

ઉત્તર:

શેલ સ્ક્રિપ્ટ:

#!/bin/bash
# ફિબોનાચી શ્રેણી generate કરવા માટે script

echo "Terms ની સંખ્યા દાખલ કરો:"
read n

# Input validate કરો
if [ $n -le 0 ]; then
    echo "Error: કૃપા કરીને positive number દાખલ કરો"
    exit 1
fi

# પ્રથમ બે terms initialize કરો
a=0
b=1

echo "ફિબોનાચી શ્રેણી:"
echo -n "$a "

if [ $n -gt 1 ]; then
    echo -n "$b "
fi

# બાકીના terms generate કરો
for ((i=3; i<=n; i++)); do
    c=$(($a + $b))
    echo -n "$c "
    a=$b
    b=$c
done
echo

મેમરી ટ્રીક: “Fibonacci Follows Forward Formula”

પ્રશ્ન 5(c OR) [7 માર્ક્સ]

#

આપેલ string palindrome છે કે કેમ તે નિર્ધારિત કરવા માટે શેલ સ્ક્રિપ્ટ લખો.

ઉત્તર:

શેલ સ્ક્રિપ્ટ:

#!/bin/bash
# String palindrome છે કે કેમ ચેક કરવા માટે script

echo "String દાખલ કરો:"
read string

# Lowercase માં convert કરો અને spaces દૂર કરો
clean_string=$(echo "$string" | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | tr -d ' ')

# String length મેળવો
length=${#clean_string}

# Flag initialize કરો
is_palindrome=true

# Palindrome ચેક કરો
for ((i=0; i<length/2; i++)); do
    if [ "${clean_string:$i:1}" != "${clean_string:$((length-1-i)):1}" ]; then
        is_palindrome=false
        break
    fi
done

# પરિણામ દર્શાવો
if [ "$is_palindrome" = true ]; then
    echo "'$string' palindrome છે"
else
    echo "'$string' palindrome નથી"
fi

અલ્ગોરિધમ:

• String Cleaning: Lowercase માં convert કરો, spaces દૂર કરો
• Character Comparison: બન્ને છેડાથી characters ને compare કરો
• Palindrome Check: બધી comparisons match થાય છે કે કેમ verify કરો

મેમરી ટ્રીક: “Palindromes Proceed Perfectly Parallel”