BSy ZHAW Kapitel 01 - Einleitung

BSy ZHAW Kapitel 01 - Einleitung

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D. R.
Diese Lernkarten bieten eine Einführung in die Grundlagen von Betriebssystemen auf Universitätsniveau. Sie decken Themen wie Prozesse, Speicherverwaltung, Dateisysteme, Scheduling und Systemarchitektur ab. Die Karteikarten erklären Konzepte wie Uniprogramming und Multiprogramming, die Unterschiede zwischen symmetrischem und asymmetrischem Multiprocessing sowie die Ziele von Betriebssystemen. Sie richten sich an Studierende der Informatik, die ein tiefes Verständnis der Funktionsweise und Architektur von Betriebssystemen erlangen möchten.
Karten
23
Lernende
2
Sprache
Deutsch
Kategorie
Informatik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
04.06.2019 / 06.06.2019

Lernkarten

Was ist ein Betriebssystem? (2 Punkte)

- Ein Resourcenverwalter

- Eine virtuelle Maschine (abstrahiert von den Details der HW, bietet standardisierte Dienste an)

Was ist das Ziel, das mit Betriebssystemen erreich werden soll?

Einfache und effiziente Nutzung von Rechnersystemen

Welche Dienste bietet ein BS an?

  • Werkzeuge zur Programmerstellung
  • Programmausführung (Programme laden initialisieren v. I/O und files)
  • File- und IO-Zugriffe
  • Systemzugriff
  • Interprozesskommunikation
  • Fehlererkennung (HW/SW, Zugriff auf nicht vorhandene Dienste)
  • Fehlerbehandlung (Meldung an Applikation/App. terminieren)
  • Accounting (Statistiken zur Resourcenbenutzung)
  • Benutzeraccounts

Was zeichnet ein Batchsystem aus?

Jobs werden sequentiell abgearbeitet. Die Steuerung des Systems (Monitor) befindet sich immer im Speicher

Was ist ein Monitor?

Minimalsystem/"Hauptprogramm"

  • Bei HW-Reset geladen
  • Initialisiert Interruptvektoren/Kommunikation mit Anwender/etc
  • Stellt debugging-hiflen zur verfügung

Was ist Uniprogramming?

Nur ein Programm im Speicher

Was ist das Problem bei Uniprogramming?

CPU oft Idle, besonders Programme mit viel I/O-Operationen verbringen viel Zeit mit warten

Was ist Multiprogramming?

Mehrere Programme im Speicher

Welche Elemente werden bei Uniprogramming nicht benötigt, jedoch aber bei Multiprogramming?

(Welche HW-Unterstützung benötigten)

  • Interrupts
  • Timer
  • Speicherschutz (es wird nicht versehentlich in den Speicherbereich des residenten Monitors geschrieben)
  • Privilegierte Instructionen

Welche technik ermöglicht das interagieren mit Programmen, die aktuell am laufen sind (+ Benutzung durch mehrere Benutzer)

Time sharing

Welches sind die 5 wesentlichen Konzepte moderner Betriebssysteme?

  • Prozesse
  • Scheduling & Ressourcenverwaltung
  • Datenmanagement
    • Speicherverwaltung
    • File-Systeme
  • Schutz und Sicherheit
  • System-Architektur

Wie beschreiben sie einen Prozess?

Ein Programm in Ausführung. Kann als Sandbox verstanden werden (hat eigenen Code, Daten, Stack)

Was verstehen Sie unter Scheduling? Welche Queues gibt es?

Zuteilung von Rechenleistung

  • Ready queue - Prozesse warten auf CPU
  • Wait queue - Prozesse warten auf IO-Gerät oder IO-Operation
  • Long term queue - Prozesse warten auf Zulassung vom System

Welche ziele muss das Scheduling/die Resourcenverwaltung erfüllen

  • Fairness - Alle Prozesse haben grundsätzlich die gleichen Zugriffsrechte
  • Differenzierte Behandlung - Z.b. IO-bound prozesse sofort einplanen wenn Daten verfügbar
  • Effizienz maximaler Durchsatz/minimale Antwortzeit

Was sind die Ziele der Speicherverwaltung?

  • Prozessisolation - Kein gegenseitiger Zugriff auf Speicher möglich
  • Automatische Speicherallokation - Programmierer muss sich nicht um speicher kümmern
  • Schutz und Zugriffskontrolle - Besonders bei gemeinsamer Nutzung des Speichers
    • Lsg. z.B. virtueller Speicher

Was sind die Ziele von File-Systemen? (4 Ziele)

  • Langzeitspeicherung von Daten auf Sekundärspeicher
  • Informationsspeicherung in Files - Einheitliche organisation bzgl. benennung, zugriffsschutz
  • Ablageorganisation der Files - Hierarchische Directories
  • Operationen auf Files - Erzeugen/löschen/öffnen/schliesen/lesen/schreiben/...

Was versteht sich unter dem Oberbegriff "Schutz & Sicherheit" in Betriebssystemen?

  • Zugriffskontrolle
    • Wer kommt ins System rien?
    • Wer darf auf was zugreifen?
  • Kontrolle des Informationsflusses
  • Firewalls/Acces Control Lists/etc.

Welches ist der heute benutzte Ansatz für die Systemarchitektur?

Schichtenmodell:

Anwenderprogramme

Systemdienste

BS-Funktionen

HW-Kontroller

HW

Welche Kernel-Architektur implementiert Linux?

Traditionelle Architektur (Monolithisch)

Welche Kernelarchitektur implementiert Windows?

Microkernel-Architektur

Was versteht man unter VMM

Virtual Machine Monitore oder Hypervisor

- IBM Mainframes, haben viele VMs drauf. Je nachdem mit oder ohne Host-BS

Welche Bedingungen stellen Realtime-Systeme an das Resultat?

Resultat muss korrekt sein

Resultat muss zur richtigen Zeit abgeliefert werden

Was ist der Unterschied zwischen symmetrischem und asymmetrischem Multiprocessing?

Symmetrisch: Mehrere gleichgestellte CPUs

Asymmetrisch: Ein CPU als Master - Übernimmt Steuer- und Kontrollfunktionen

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