Betriebssysteme
Kartei zur Vorlesung Bsys
Kartei zur Vorlesung Bsys
Erläutern sie den systemaufruf clone() bei Linux
Eigentlich kennt Linux keine Threads, jedenfalls nicht so direkt wie bei anderen Systemen.
Stattdessen wird der Betriebssystemaufruf clone genutzt. Dabei kann angegeben werden, ob der Adressraum mitkopiert werden soll oder nicht. Mit einer Kopie ensteht ein neuer richtiger Prozess, ohne Kopie lediglich ein neuer Prozess im selben Adressraum, was einem Thread entspricht
In welchen Zuständen kann sich eine Task befinden?
- running
- blocking
- ready
beschreiben sie die Zustandsübergänge bei Tasks
...
Welche Aufgaben haben der Scheduler und der Dispatcher?
Der Dispatcher ist für das Umschalten von einer rechnenden zu einer rechenbereiten Task zuständig.
Der Scheduler ist für die Auswahl und Einplanung der Tasks zuständig. Er legt fest, wann welche Task ausgeführt werden kann
Wozu dient der Task-Control-Block
Für jede Task wird im Betriebssystem ein Task-Control-Blok angelegt. Diese Datenstruktur beschreibt die Task
Was st die Ready-Queue
Die RQ enthält eine Liste aller rechenbereiten Tasks
Nach welchen kriterien wird eine Task eingeplant? 5 tück
- Fairness: jeder Prozess erhäglt einen gerechten Anteil an der Prozessorzeit
- Effizienz: Der Prozessor ist immer möglichst vollständig ausgelastet
- Antwortzeit: Die Antwortzeit eines interagierenden Benutzers wird minimiert
- Verweilzeit: Die Wartezeit auf Beendigung eines Auftrages wird minimiert
- Durchsatz: Die Anzahl der Aufträge in einem Intervall wird maximiert
Was bedeutet Preemption
CPU kann einer Task jederzeit entzogen werden
Nennen Sie einen anderen Namen für Non-Preemtive-Scheduling?
FCFS (First Come First Serve)
Welche Schedulingalgorithmen sind ihnen bekannt? 4 Stück
- FCFS (First come first Serve)
- SJG (shortest job first)
- Zeitscheibenverfahren (round-robin)
- Prioritätsbasiertes Scheduling
Beschreiben sie das Zeitscheibenverfahren
Alle Task bekommen der Reihe nach eine gewisse Rechenzeit zugewiesen bevor gewechselt wird,
Beschreiben Sie das Prioritätsverfahren (Scheduling)
Jede Das bekommt eine feste Priorität. Tasks höhere Priorität in der Queue werden zuerst ausgeführt, kommt eine Task mit höherer Priorität als die gerade ausgeführte in die Queue, wird gewechselt
Was sind dynamische Prioritäten?
Betriebssystem kann die Prioritäten in Grenzen ändern
Was ist der unterschied zwischen normalen und Echtzeitscheduling?
Echtzeitsysteme müssen im Gegensatz zu normalen Systemen bestimmte Zeitvorgaben beachten.
Daraus ergeben Sich weitere Schedulingstrategien z.B:
- Offline-Scheduling: Berechnung der Taskeinplanung im vorraus
- erliest Deadline First: Die Task die zuerst fertig sein muss
- Rate Monotonic Scheduling: Task muss zu immer bestimmten Zeiten eingplant werden > Varianz der Intervalldifferenzen reduzieren
Was ist eine Race.Condition? Skizzieren sie ein Beispiel
Als Race-Condition bezeichnet man Situationen bei denen die Verzahnund der Ausführungen con mehreren Tasks unter verschiedenen zeitlichen Bedingungen zu unerwarteten/falschen Ergebnissen führen kann.
X=x+1 2 mal parallel ausgeführt kann zum ergebnis 1 oder 2 führen
Was ist ein Kritischer Bereich?
Teil eines Programms auf den mehrere Threads zugreifen können, bei dem aber bei gleichzeitigem zugriff inkonsistenz entstehen kann
Nennen Sie die Forderungen an einen kritischen Bereich. 4 Stück
- Nur ein Prozess darf sich zu jedem Zeitpunkt in einem bestimmten kritischen Bereich bedinden
- Es dürfen keine Annahmen über die Ausführungsgeschwindigkeiten oder die Anzahl der beteiligten Prozessoren gemacht werden
- Kein Prozess, der sich nicht in seinem kritischen Bereich befindet, darf andere Prozesse blockierenKein Prozess soll unendlich lange warten müssen, bis er in einen kritischen Bereich eintreten kann
Welche Möglichkeiten biete die Hardware bei der Implementierung eines kritischen Bereichs?
- Interruptsperre
- Test-and-Set
Was ist eine Semaphore?
Eine Semaphore ist eine abstrakte Datenstruktur mit folgenden Operationen:
- P(s) - pausieren
- V(s) - Fortsetzen
Nennen Sie die Semaphorbedingung
#P(s) <= #V(s)
Was ist ein Betriebssystem?
- Alles was nicht Betriebssystem ist
- Software zwischen Anwendung und Hardware
- Hilfsprogramm zum Ansteuern der Hardware
Was sind Aufgaben eines Betriebssystems?
- Systemstart
- Geräteverwaltung
- Starten von Programmen
- Verwalten von Resourcen
- Benutzerverwaltung
- ...
Nennen sie einige Beispiel von Betriebssystemen?
Linux
Windows
Mac OS X
iOS, Android
MS-DOS
Welche Generationen von Betriebssystemen gibt es?
- Röhren und Steckkarten,
- Transistoren und Stapelverarbeitung (Lochkarten, Ablauf beschreiben)
- IC's und Mehrprogrammbetrieb
- PC's (C64, CP/M, IBM-PC MS-DOS)
- Vektorenrechner
Welche Aufgaben hat die Memory-Management-Unit? (MMU)
Eine logische Adresse in eine physikalische Umwandeln
Was ist der Unterschied zwischen logischer und physikalischer Adresse?
Logische Adressen sind Adressen die ein Programm sieht. Sie sind in Registern abgelegt und werden später auf physikalische Adressen abgebildet.
Physikalische Adressen existieren einmalig und werden durch physische Leitungen der CPU gebildet.
Zählen Sie die verschiedenen Betriebsstrukturen auf (5 Stück)
(Betriebssystemarten)
- Monolitisches System
- Mikrokernelsystem
- Virtuelle Maaschinen
- Netzwerksysteme
- Hybridkernel
Wodurch zeichnet sich ein monolitisches System aus?
Besteht aus einer einzigen großen Datei
Was sind die Vor- und Nachteile eines monolitischen Systems?
Vorteile
- Hohe Geschwindigkeit
Nachteile
- Sehr unfelxibel weil bei änderung von Hardware und Treibern der komplette Code neu kompiliert werden muss!
Nennen Sie Beispiele für monolitische Systeme
- Unix
- MS-DOS
Welche vorteile bieten Linux-Kernel Module?
Durch die Kernel-Module ist es möglich den Kernel eines Monolitischen Systems dynamisch zur laufzeit zu verändern. Das ist möglich da das Linken auf die Laufzeit verlagert wird.
Wie sind Mikrokernelsysteme aufgebaut? (Prinzip, Idee)
Der Kernel ist auf das notwendigste reduziert (teile von der Speicherverwaltung und Prozessverwaltung).
Der Rest wird auf Serviceprozesse ausgelagert (z.B Treiberverwaltung etc.)
Nennen Sie beispiele für Mikrokernelsysteme
- Windows (bedingt)
- NEXT
- Minix
Welche Vor- und Nachteile bieten Mikrokernelsysteme?
Vorteile
- Hohe Erweiterbarkeit
- Sehr Stabil da Komponenten unabhängig voneinander sind (Modularität)
Nachteile
- Wesentlich langsamer als Monolithische Systeme
Was ist eine Virtuelle Maschiene?
Eine virtuelle Maschine, kurz VM, ist ein Computer, der mittels Virtualisierung nicht direkt auf einer Hardware ausgeführt wird.
Eine Virtuele Maschiene simuliert eine nicht physikalisch vorhandene Komponente oder System.
Welche Arten von Virtuellen Maschinen gibt es?
- Hardwarevirualisierung
- Virtuelle Laufzeigumgebungen
- Virtualisierung der Programmierer API
Wie funktioniert bzw. was ist die Hardwarevirtualisierung?
Die komplette Hardware eines Computersoder bestimmte komponenten werden Virtualisiert.
Nennen Sie einige virtuelle Laufzeitumgebungen (4 Stück)
- Windows DOS-BOX
- VMWare
- Virtual PC
- Java VM
Was ist ein Hypervisor?
Auch Virtual Machine Monitor genannt, ist ein Stück Software welches es erlaubt Virtuelle Systeme zu erzeugen,starten und zu managen. Es dient sozusagen als Zwischenschicht zwischen VMs und Hardware.
(Es simuliert für die VMs mit den nötigen Resourcen?)
Was ist ein Thin-Client
Ein Thin-Client ist ein auf wenige Funktionen abgespecktes Betriebssystem. Das System wird aus einem ROM oder über das Netzwerk geladen. Nach dem Start wird eine Applikation geladen, die sich mit einem geeigneten Protokoll mit einem Server verbindet.
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Lernkarten
Welche Programmier APIs für graphische Schnittstellen unter Windows kennen sie (kein .NET)
(2 Stück)
- GDI (Graphics Device Interface)
- Open-GL
- Direct-X
Was ist der Unterschied zwischen GDI und Direct-X?
GDI ist im gegensatz zu Direct-X zu langsam für 3D-Grafik
Was ist Open-GL
Ein herstellerunabhängiger Standart der Grafikdarstellung
Was sind die Unterschiede zwischen Windows-Forms und WPF(Windows Presentation Foundation)?
(3 Stück)
- WPF Objekte können per Programm oder per Deklaration (XAML) erzeugt werden
- WPF Objekkte können (nahezu) beliebig geschachtelt und tranfsormiert werden
- WPF Objekte sind Vektorgraphiken und nicht mehr Pixelgraphiken wie bisher
Welche Möglichkeiten zur Erstellung von graphischProgrammen sind Ihnen bei JAVA bekannt?
(3 Stück, inzen eher 4)
- AWT
- SWING
- SWT
- (JAVAFX
Welche Vor- und Nachteile bietet SWT gegenpüer Swings.
Schneller als Swing
selbes Look and feel wie jeweiliges Betriebssystem, dadurch muss es jedoch immer auf allen Betriebssystemen getestet werden da es anders ausschaut.
WElchen Vor-und Nachteil bietet Swin gegenüber AWT?
Kooj and Fell anpassbar
Welches ist unter Windows die Haupt Programmier-API?
C und Assembler (DLL Dateien)
Was sind DLLs?
Dynamic Link Libraries:
Sollen mehrere Applikationen die gleiche Bibliothekk verwenden, ist es besser, die Bibliothek in eine DLL auszulagern, so dass die Applikation dieselbe Datei verwenden. Die DLL wird bei der ersten Verwendung in den Speicher geladen und von den folgenden Applikationen mitverwendet.
Wie wird die Win-32-API angesprochen, d.h. nach welchem Prinzip wird diese in einem Programm eingebunden?
Über 3 DLLs (kernel32, user32, gdi32), diese müssen eingebunden werden um Systemdienste verwalten zu können.
Was ist der Unterschied zwischen einer statischen Bibliothek und einer DLL?
statische: ausführbares Programm = Bibliothek + Programm
DLL: ausführbares Programm = Referenz auf Bibliothekk + Programm
Zu welchen Zeitpunkten kkann eine DLL geladen werden?
Die DLL wird bei der ersten Verwendung in den SPeicher geladen.
Was ist dder Vor- und Nachteil einer DLL gegenüber einer statischen Bibliothek?
Vorteil: Ausführbares Programm ist kleiner, bei fehler mussn ud DLL neu erstellt werden - Programm nicht
Nachteil: Übersicht (Versionsverwaltung)
Was versteht man unter DLL-Höhle?
Durch eine ungeschickte Reihenflge der Installation von Software kann eine neue DLL durch eine alte Version ersetzt werden. Microsoft selber bezeichnet diese Situation als DLL-Höhle
Was ist ein COM-Object?
COM ist ein Modell für Komponentensoftware um Applikationen im Baukastenprinzip zusammenzusetzen.
In welchen Cintainerdateien kann sich ein COM-Object befinden? 2 Stück
- DLL (InProcess-Komponenten)
- EXE (LocalServer-Komponenten/Out of Process)
Beschreiben sie den Vorgang des Ladens eines COM-Objektes in den Arbeitsspeicher?
Der Ort der Containerdatei wird in der Ragistry hinterlegt. Das Objekt und dessen Schnitstelle wird mit Hilfe eines Universal-Unique-Identifiers identifiziert. Der Client, der sich einer der Komponenten bedienen will, spezifiziert das gewünschte Objekt mit Hilfe der UUID. Die COM-Runtime lädt schließlich das Objekt in den Speicher und verbindet den Client über eine der Schnittstellen mit dem COM-Objjekt
durch was wird ein COM-Objectindentifiziert?
Universal-Unique-Identifiers (UUID)
Durch was wird die Schnittstelle eines COM-Objectes identifiziert?
UUID
Was ist ein "shared-object-module" bei UNIX?
Dynamische Bibliothek
Wo wird nach shared-object-modulles bei UNIX gesucht?
Im LD_LIBRARY_PATH
Wie werden bei Linux Systemaufrufe durchgefphrt, d.h mit welchen Intruktion wird der Kernel aufgerufen?
Linux führt Systemaufrufe mit Hilfe eines Softwareinterrupts durch
Was ist eine Datei?
Dateien sind "Behälter zur dauerhaften Speicherung beliebieger Informationen"
Wie ist ein Dateiname in den Formaten FAT, NTFS und RMS aufgebaut?
FAT: 8 Zeichen Name und 3 Zeichen Extension
NTFS(Windows) und UNIX: 256 Zeichen.
RMS: 32 Zeichen Name, 32 Zeichen Extension, Versionsnummer.
In WElchen Dateisystemen gibt es Dateiextension (.txt, .exe usw)?
Fat umd RMS
Welche Operationen sind auf Dateien möglich? (5 Stück)
- open()
- close()
- read()
- write()
- seek()
Was bedeutet asynchrone Ein-Ausgabe?
Intern arbeitet das Betriebssystem immer asynchron damit mehrere Anfragen verschiedener Prozesse effizient bearbeitet werden können. Die Ein- und Ausgabe wird für den Anwender synchronisiert.
Welche Organisationsformen von Verzeichnissen sind ihnen bekannt? Nennen Sie Vor- und Nachteile
(3 Stück)
- flacher Namensraum > alle Dateinamen müssen Systemweit eindeutig sein
- hierarchische Organisation > als Baumstruktur
- attributierte Organisation > Dokumentenmanagementsysteme
Was ist ein Hardlink?
Mehrere Dateinamen zeigen auf dieselbe Datei
Nennen Sie Dateisysteme die Hardlinks unterstützen
Windows, Unix
Was ist ein Softlink?
Ein Dateiname zeigt auf einen anderen Dateinamen
Nennen Sie Dateisysteme, die Softlink unterstützen
Unix, Windows (nur auf Verzeichnisse)
Ist ein Desktop-Shortcut unter Windows ein Soft- oder Hardlink?
Weder noch: Shortcuts sind spezielle Dateien, die der Explorer interpretiert. Sie scheinen jedoch wie Softlinks zu funktionieren von Außen.
Wie können zwei Namensräume (zweier Verzeichnisse) zusammengeführt weden, so dass danach wieder Eindeutigkeit beim Zugriff auf die Blätter (Dateien) erreicht wird?
Durch Mounting
Was ist ein Laufwerksbuchstabe?
In aktuellen Windowsversionen sind Laufwerksbuchstaben nur symbolische Links
Wie funktioniert mounten?
Einbinden eines Namensraums an die Stelle des Mountpoints
Welche Operationen sind auf Verzeichnisse definiert? (4 Stück)
- Suchen
- Namen anlegen
- Namen löschen
- Namen umbenennen
Was ist eine Partition einer Festplatte?
Bevor ein Dateisystem auf einer Festplatte installiert werden kann, muss die Festplatte partitioniert werden. Die PArtition ist der RAum auf der Festplatte auf der Daten abgelegt werden können.
Wozu teilt man die Festplatte in PArtitionen auf?
Übersicht, Sicherheit, Flexiblel
Was ist der Unterschied zwischen einer primären und einer erweiterten PArtition?
Eine erweiterte PArtition ist eine Primäre partition, die weiter unterteilt ist.
