Betriebssysteme

Symmetrisches Multiprozessor System: Mehrer Prozessoren teilen sich einen gemeinsamen Adressraum.

• der User Stack könnte nicht groß genug sein, weil das Programm "schlecht" geschrieben ist und nicht genug Platz anbietet.
• Sicherheitsaspekt: Der Kernel könnte Daten auf dem User Stack hinterlassen, die Informationen über andere Prozesse oder den Kernel preisgeben.

1 Milliarde pro Sekunde. Dabei ist egal wieviele Stufen die Pipeline besitzt, da nach jeder nano Sekunde ein Befehl fertig ist.

1. Programmierte E/A: Der Prozessor führt das E/A-Kommando (im Auftrag eines Prozesses) aus und wartet dann aktiv auf das Ende der E/A.
2. Interruptgestuerte E/A: Der Prozessor führt das E/A-Kommando aus, wartet aber nicht aktiv auf das Ende. --> synchrones abarbeiten von Prozessen möglich
3. DMA: Der DMA Controller kümmert sich um Datenaustausch zwischen Hauptspeicher und E/A-Gerät. Prozesser sendet Request an DMA Controller. Dieser "meldet" sich wieder beim Prozessor wenn er abgeschlossen hat

Zusammenschluss von unabhängigen Computer, welches sich für den Benutzer wie ein einzelnes System darstellt. Diese Computer kommunizieren über einen (High-Speed) Bus und teilen sich NICHT den physikalischen Speicher.

Ja. Falls der Kern ein nachrichtenorientiertes System ist. (Message-Passing-System)

Da für die Dauer der ISR ALLES andere blockiert wird.

Bei dem Systemaufruf fork() wird für den Kindprozess keine neue Seite geladen sondern, bei beiden (Eltern&Kind) wird das Copy-on-write Bit gesetzt. 

• Bei Lesezugriffen beider Prozesse geschieht nichts.
• Bei einem Schreibzugriff löst das COW-Bit ein Page fault aus und jeder Prozess bekommt eine eigene Kopie der Seite

• Langfristig: Kommt eine neue Task in das System oder nicht?
• Mittelfristig: Swapping. Ein - oder Auslagern
• Kurzfristig: Prozesszuteilung zur CPU

• Registerwerte
• Heap memory
• Stack memory
• Globale Variablen

Falls in diesem System immer nur ein einziger Prozess läuft. Es ist also nicht nötig den Zustand des Prozesses zu speichern, da dieser niemals angehalten wird.

Im Prinzip ist es dem Programmierer egal.
Falls aber Wert auf Leistung und Geschwindigkeit gelegt wird sollte beachtet werden, dass jeder Systemaufruf einen Kontextwechsel veranlasst, der Zeit kostet. Es kann auch weiterhin ein wenig dauern, dass der Prozess nach dem Kontextwechsel wieder rechnen darf.

TODO

Eine Trap Anweisung schaltet von User-mode in Kernel-mode. (Beispielsweise E/A). Ein Trap wird vom Anwendungsprogramm ausgelöst um eine gewisse Systemfunktion aufzurufen.

• FIFO: is klar, ne?
• SSTF: den Block der am wenigsten Kopf-Bewegung erfordert (beide Richtungen) (Shortest Seek Time First)
• SCAN: Fahrstuhl-Prinzip, der immer nur in eine Richtung sich bewegt, bis er oben (unten) angekommen ist.
• C - SCAN: Wie SCAN nur, dass wenn er an einem Ende angekommen ist wieder von vorne anfängt (Wie die Schaltplatte)

Blockorientierte Gerätedateien bestehen aus nummerierten Blöcken, von denen jeder unabhängig von allen anderen gelesen oder geschrieben werden kann. Es ist möglich, einen beliebigen Block zu suchen und von dort zu lesen oder zu schreiben. Dies ist mit Zeichendateien nicht möglich

1. Bei rein sequentiell arbeitenden Prozessen
2. Kommandozeilen-Interpreter / Shell

Ein sogenannter "Kleinst-Rechner" für einfache Anwendungen wie Termin-/Adressverwaltung, Internet, E-mail etc.

Am Besten du hast die Tabelle im Stallings drauf

0,95 * 2ns = 1,9 ns (Cache - Wort)

0,05 * 0,99 * 10ns = 0,495 ns (RAM)

0,05 * 0,01 * 10.000.000ns = 5000 ns

Summe = 5002,395 ns = 5,002395 mycros

Direct Memory Access: Speicherzugriff direkt auf den Arbeitsspeicher, statt (wie früher) den Umweg über die CPU zu nehmen.

Der Scheduler bestimmt einen anderen Prozess der laufen darf. Der verdrängte Prozess bleibt rechenbereit.

Ein Systemaufruf erlaubt dem Benutzer Betriebsystemfunktionen des Kerns aufzurufen und auszuführen.

• Konkurrierende Prozesse wollen Zugriff auf die gleiche Ressource und sind sich ihrerer gegenseitigen Existens meißtens nicht bewusst
• Kooperierende Prozesse, greifen auch auf die gleiche Ressource zu, da sie sich aber kennen, können sie den Zugriff synchronisieren

Programme werden in Segemente aufgeteilt -->Segmente können größer als Seiten sein. 

Clock ist wie FIFO, nur gibt es noch zusätzlich ein USE-Bit, dass einem Eintrag die Möglichkeit einer "2.Chance" einräumt.

open, write, read, close

Das Zeitsignal könnte in einem kritischen Bereich auftreten (z.B. bei manipulierung der Thread-Queue) --> führt zu inkonstenten Daten

Lösung: Signal zwischenspeichern und nach umsortieren der Queues prüfen ob ein Signal aufgetreten ist.

Festlegen einer linearen Reihenfolge.

Die Antwort/Reaktions-Zeit muss inerhalb eines definierten Intervalls geschehen! Beispiel: Airbag.

Nein, da der Kernel die Threads als einen einzigen Prozess auffasst und diesen nicht auf mehre Prozessoren aufteilen kann.

-1 bei Fehler oder die PID des beendeten Kind Prozesses

??

Command Line Interface ( Konsole :)  )

blocked -> running: falls kein andere Prozess in der ready queue ist

ready -> blocked ist nicht möglich, da der Prozess wenigstens kurz laufen muss um zu blockieren.

nein, da dann der gesamte Prozess blockiert und nie wieder aufgeweckt wird.

Befehle und Daten eines Prozesses liegen "nah" beieinander im Adressraum.

Senden: 

• Blockierend: Sender wartet, bis Nachricht empfangen wird
• nicht Blockierend: Sender kann fortfahren in der Bearbeitung

Empfangen:

• blockiert bis er eine Nachricht bekommt
• fährt fort, gibt somit auf eine Nachricht zu empfangen

In UNIX Systemen sorgt der SLAB-Allocater für effizienten Umgang mit Kernel-internen Objekten. --> Objekte werden nicht gleich zerstört (Task-Structs, Filetables usw.) Sozusagen ein interner Cache.