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Cartes-fiches
1. Was versteht man unter einem Mikrokern?
Im Gegensatz zu monolithischen Architekturen wird eine Betriebssystemarchitektur, die einen leichtgewichtigen Kernel enthält, als Mikrokern-Architektur bezeichnet. Der Kernel wird bei dieser Architekturvariante dadurch entlastet, dass Funktionalität in Anwendungsprozesse, sog. Serverprozesse, ausgelagert wird. Der Kernel übernimmt hier im Wesentlichen die Abwicklung der Kommunikation zwischen Clientund Serverprozessen. Clientprozesse greifen bei dieser Betriebssystemarchitektur auf den Mikrokern über eine Service-Request-Schnittstelle zu. Der Mikrokern leitet die Requests an die entsprechenden Serverprozesse, die in Anwendungsprozessen ablaufen, weiter und stellt umgekehrt den Clientprozessen die Ergebnisse zu.
2. Nennen Sie ein Beispiel für ein Betriebssystem mit Mikrokern-Architektur!
• Mach von der Carnegy Mellon University (CMU)
• Hurt, L4
• Amoeba
• Chorus.
3. Was versteht man unter einem „echt“ verteilten Betriebssystem im Gegensatz zu den heutigen Client-/Server-Systemen?
In einem echt verteilten Betriebssystem ist der Kernel transparent auf mehrere Rechner im Netzwerk verteilt.
4. Was versteht man unter Kommunikations-Middleware?
Kommunikations-Middleware setzt man ein, um verteilte Anwendungssysteme zu realisieren. Kommunikations-Middleware wird in der Regel im Benutzermodus betrieben und stellt dem Anwendungsprogramm komfortable Dienste zur Kommunikation bereit.
5. Nennen Sie vier Betriebsmittel, welche das Betriebssystem verwaltet! Welche davon sind hardware- und welche softwaretechnische Betriebsmittel?
• Speicher (Hardware)
• Prozessor (Hardware)
• Gerät (Hardware)
• Datei (Software)
• Nachricht (Software)
• Prozess (Software)
12. Verfügen die Betriebssysteme Unix und neuere Windows-Derivate ab Windows 2000 über Mikrokern-Architekturen und wenn nein, wie sind sie konzipiert?
Es sind alles keine echten Mikrokern-Architekturen. Unix verfügt meist über eine schichtenorientierte Architektur, Windows ebenso. Windows nutzt Konzepte des Mikrokerns, Subsysteme und Systemservices sind in den Benutzermodus ausgelagert. Nach der reinen Lehre ist es aber kein Mikrokern.
13. Was ist ein Hybrid-Kernel?
Ein hybrider Kernel ergänzt den klassischen monolithischen Ansatz um Mikrokernel-Ansätze, verlagert also Teile des Monolithen vom Kernelmodus in den Usermodus.
14. Was bezeichnet man als Timesharing?
Die Zuordnung des Prozessors nach Zeitintervallen an die nebenläufigen Programme wird als Timesharing bezeichnet.
15. Wozu verwendet man Embedded Systems? Nennen Sie ein Beispiel!
Als Embedded System bezeichnet man ein Rechner- bzw. Steuerungssystem, das in Geräten (Telefone, DVD-Player, Waschmaschinen, Fernseher), Robotern oder Fahrzeugen (Flugzeuge, Autos) eingebaut ist und dort seine Aufgaben meist unsichtbar verrichtet. Embedded Systems kann man weitgehend als geschlossene Systeme betrachten, die eine dedizierte Aufgabe übernehmen. Das Betriebssystem ist klein ausgelegt, da wenige Ressourcen verfügbar sind. Oft verfügen Embedded Systems aufgrund der knappen Ressourcen nicht über ein Betriebssystem. Die Software bedient dann direkt die Hardwareschnittstellen. Embedded Systems (eingebettete Systeme) sind oft auch Echtzeitsysteme.
16. Wozu dient ein Terminalserver?
Terminalserver bedienen „dumme“ Clientrechner (sog. Thin Clients), wobei die Anwendungsprogramme vollständig in den Servern ablaufen und die Clientrechner nur noch für Zwecke der Präsentation eingesetzt werden. Die Idee hinter Terminaldiensten ist die Zentralisierung von Betriebsmitteln, um die beteiligten Systeme leichter administrieren zu können. Der Anwender arbeitet mit der gewohnten Benutzeroberfläche, die Anwendungen laufen aber komplett im Server ab, ohne dass dies der Benutzer bemerken soll. Lediglich Bildschirmänderungen werden im Client dargestellt. Ein Server bedient je nach Leistungsfähigkeit mehrere oder viele Benutzer.
17. Welche Dienstmodelle im Cloud Computing kennen Sie?
Man unterscheidet derzeit die Dienstmodelle Infrastructure as a Service (IaaS) für die Bereitstellung ganzer Rechnersysteme, Platform as a Service (PaaS) für die Bereitstellung von Entwicklungsumgebungen und Software as a Service (SaaS) für die Bereitstellung von Anwendungssystemen.
1.A Man kann Funktion und Bedeutung eines Betriebssystems auch mit dem Bild eines Eisbergs assoziieren. Was soll damit zum Thema Betriebssysteme ausgedrückt werden?
Der sichtbare Teil des Eisbergs repräsentiert das, was die Benutzer sehen und nutzen, wie die Benutzeroberfläche und Programme.
Beispiele für Betriebssysteme an der Spitze des Eisbergs:
• Windows: PCs, Laptops, Tablets, Xbox
• MacOS: MacBooks und iMacs
• Linux: Server
Der unsichtbare Teil unter Wasser steht für alle versteckten Prozesse im Hintergrund, wie die Verwaltung von Speicher, Prozessoren, Dateisystemen und Hardware.
Beispiele für Betriebssysteme im unsichtbaren Teil:
• Unix:
• FreeBSD
• QNX
• Solaris
1.B Was unterscheidet Anwendungsprogramme und von Systemprogrammen? Erklären Sie die Unterschiede, aber auch die Gemeinsamkeiten.
Unter Systemsoftware versteht man zum einen das Betriebssystem (Operating System) und zum anderen systemnahe Software wie Compiler, Interpreter, Editoren
Systemsoftware ist die Software, die keine Anwendungssoftware ist
Sowohl Anwendungsprogramme als auch Programme/Tools und Systemprogramme sind Bestandteile eines Computersystems. Sie laufen alle auf der Hardware des Systems und nutzen die Systemsoftware, insbesondere das Betriebssystem, um ihre Aufgaben korrekt auszuführen.
Der Hauptunterschied liegt also darin, dass Systemprogramme zur Steuerung und Entwicklung dienen, während Anwendungsprogramme spezifische Geschäfts- oder Benutzeraufgaben übernehmen.
1.C Was ist ein Interrupt und warum braucht es diesen Mechanismus? Wie funktioniert ein Interrupt, z.B. in Zusammenhang mit einem System Call, und welche Arten von Interrupts kann man im Wesentlichen unterscheiden?
Interrupts sind (Unterbrechungen) Betriebssystembedingungen oder auch asynchrone Ereignisse, die den Prozessor veranlassen, einen vordefinierten Code auszuführen, der außerhalb des normalen Programmflusses liegt
