CNA - FS17 - BS 2.3 Speichermanagement, I/O, Dateisystem, Client-Server

• Basic Memory Management
• Memory Management with fixed partitioning

• Verwendung in Betriebssystemen mit one-user Prozessen.
• Speicherverwaltung ohne virtuelle Adressierung, Paging oder Swapping
• Ein laufender Prozess muss in den Hauptspeicher geladen werden.

Verwendung in früheren IBM Mainframecomputern

• Der Hauptspeicher wird in unabhängige Partitionen aufgeteilt.
• Jeder Prozess erhält einen fixen Bereich (Queue)
• Die Benutzung des Hauptspeichers ist ineffizient, da jedes Programm die ganze Partition besetzt (interne Fragmentierung).

• Strikte Trennung zwischen virtuellem (logischen) und physischem (realem) Speicher.
  • Virtuelle Adresse: Adresse die ein Maschinenprogramm sieht
  • Physische Adresse: Tatsächliche Speicheradresse.
• Die MMU (Memory Management Unit) übernimmt die Abbildung der virtuellen auf die physischen Adressen.
• Die Pagingtabelle dient der Transformation von virtuellen in physische Seiten.
• Eine virtuelle Adresse beschreibt einen Ort im virtuellen Adressraum.

Programm prüft die Hardwarekomponenten (Maus, Tastatur) innerhalb einer Schleife.

• Hardwarekomponente sendet selber ein Signal an das Programm um die Abfrage zu starten.
• Schneller und effizienter, da das Programm in dieser Zeit etwas Anderes ausführen kann.

• Verfahren zur Kommunikation einer CPU mit Peripheriegeräten (Maus, Tastatur, etc).
• Für die Register der Peripheriegeräte (I/O Register) wird ein Adressbereich reserviert.
• Die Prozesse sprechen die Peripherie via Speicherbefehle an und nicht direkt.
• Vorteil: Vollständiger Hardwarezugriff via Programmiersprachen wie C# oder C möglich.
• Nachteil: Ein Teil des Adressraums wird belegt und kann nicht mehr für den echten Hauptspeicher genutzt werden.

Struktur:
-  Baumartige, hierarchische Struktur
-  Root-Verzeichnis und Unterverzeichnisse
-  Pfade zu Verzeichnissen und Dateien
-  Momentanes Arbeitsverzeichnis
-  Berechtigungskonzept
-  Dateieigenschaften (File-Deskriptoren)

Sicherheit in Filesystemen:
-  Schutzmechanismus (Zugriffsschutz, Berechtigungen)
-  Processowner (kann Terminierung und Sichtbarkeit steuern)
-  Superuserkonzept (Berechtigungen via Zugriffscodes)
-  Zugriffscodes: Protection Code rwx (read, write, execute).

• Create:  Anlegen der leeren Datei, Setzen von Attributen
• Delete:  Freigabe des Platzes auf der Platte
• Rename:  Namensänderung
• Open:  Lesen der Attribute und Festplattenadressen
• Close:  Löschen des internen Speichers für Verwaltungsinformation
• Read:  Lesen einer Anzahl Bytes ab der momentanen Position in bereitgestellten Puffer
• Write:  Schreiben ab der momentanen Position
• Append:  Schreiben am Ende
• Seek:  Dateizeigerpositionierung
• Get/Set:  Attributzugriff bzw. –änderung

• Dynamische Datenstruktur zur Speicherung von miteinander in Beziehung stehenden Objekten.
• Die Anzahl der Objekte ist im Vorhinein nicht bestimmt
• Die Liste wird durch Zeiger auf die jeweiligen Speicherzellen des Arbeitsspeichers realisiert.
• Listen stehen im Gegensatz zu Bäumen und sind linear.
• Eine einfach verkettete Liste besitzt nur einen Startzeiger (zur Identifizierung) und der letzte Knoten in der Liste zeigt auf den Wert NULL oder NIL (Not in List).

• Zusammenarbeit von Systemkomponenten folgt meist dem Client-Server-Prinzip
• Kommunikation zwischen Client und Server kann einfach und verbindungslos (z.B. UDP) oder verlässlich und verbindungsorientiert sein (z.B. TCP/IP).
• Variable Grenzen zwischen Client- und Servermaschine.
• Beispiel: Suchmaschine mit Benutzeroberfläche, Verarbeitungsebene und Datenebene

Pendant von Windows zu CORBA