GDI - Betriebssysteme

Probleme bei der Zuteilung von Rechnerzeit

• Ressourceneinteilung
• Komplexität
• Unfair (starvation)
• Lösungsansatz --> Scheduling-Strategien (z.B. Shortest First, First Come First Serve, Round Robin etc.)

Probleme bei dem Zugriff auf Daten

• Race Conditions
• Lösungsansatz --> Smaphore (dienen als Ampel vor einem kritischen Abschnitt)

Probleme bei dem gemeinsamen Verwendung externer Geräte

• Verklemmung
• Lösungsansatz --> Betriebsmittelgraph, Bankier Algorhytmus

Ein Betriebskern ist der zentrale Bestandteil eines Betriebssystems. In Ihm ist die Prozess- und Datenorganisation festgelegt, auf der alle Softwarebetandteile des Betriebssystems aufbauen.

Vorteile:

• Die Zuverlässigkeit wichtiger Funktionen des Betriebssystems sind nicht direkt vom Verhalten der Userprogramme abhängig, und müssen nicht in diese abgebildet werden (Stichwort: Heap)
• Es entfällt eine aufwendige Kommunikation zwischen den einzelnen Teilen des Betriebssystems. Dadurch entstehen nicht weitere Probleme beim aufteilen derer selbst.

Nachteile:

• Auswechseln von Funktionalitäten muss durch ein geschicktes Handling (beispielweise Module) erfolgen.
• Kompleter Kernel muss im Hauptspeicher geladen werden

Eigenschaften:

• Ein Systemkern ist in Schichten aufgebaut, wobei die unteren Schichten die Basis für die oberen Schichten bilden. Die oberen Schichten können die Funktionen der unter Schichten aufrufen, aber nicht umgekehrt

• Zusätzlicher Arbeitsaufwand beim Ressourcenmanagement
• Komplexität

• Rechtzeitigkeit --> Vordefinierte Antwortzeiten bei bestimmen Operationen
• Vorhersehbarkeit 
• Gleichzeitigkeit --> Embedded System, ABS
• Verlässlichkeit --> Flugsteuerung --> Kein Zwischenfunken von anderern Programmenmöglich

• Möglichst 100 % CPU Auslastung
• Maximale Zahl von Jobs pro Zeiteinheit
• Keine Bevorzugung von Jobs
• Minimale Zeitspanne von Job-Beginn bis Job-Ende
• Minimale Wartezeit
• Minimale Antwortzeit

Im Grunde stehen alle Ziele zueinander im Konflikt.

Zueinander im Konflikt stehende unter anderem:

• Keine Bevorzugung von Jobs - Minimale Wartezeit
• Keine Bevorzugung von Jobs - Minimale Zeitspanne vom Job-Beginn bis Job-Ende
• Möglichst 100 % CPU Auslastung - Minimale Wartezeit

Durch Belegung von Neuanforderungen von Ressourcen entstehen geschlossene Ketten, bei denen jeder Prozess auf einen aderen wartet (circular waiting)

Verklemmung trreten im Normalbetrieb eher selten auf, ihre automatische Erkennung und Beseitigung ist aber sehr aufwendig bzw sogar unmöglich

Es bleibt damit dem Benutzer ( oder Administrator) überlassen, Verklemmungen zu erkennen und zu beseitigen.