Betriebssysteme

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A. R.

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Résumé	Diese Lernkarten behandeln grundlegende Konzepte von Betriebssystemen auf Universitätsniveau. Sie konzentrieren sich auf Prozesse, Prozesskontexte, Interrupts und deren Bedeutung für die CPU-Kontrolle sowie die Interaktion zwischen Benutzermodus und Systemmodus. Die Karteikarten erklären, wie Betriebssysteme Prozesse verwalten, Registerinhalte nutzen und Unterbrechungen verarbeiten. Sie richtet sich an Studierende der Informatik, die ein tieferes Verständnis der Funktionsweise moderner Betriebssysteme erlangen möchten.
Cartes-fiches	16
Utilisateurs	2
Langue	Deutsch
Catégorie	Informatique
Niveau	Université
Crée / Actualisé	17.01.2015 / 09.03.2019
Lien de web	https://card2brain.ch/box/betriebssysteme9
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Liste des carte

Wir hatten zuvor ja auch über „Referentielle Integrität“ gesprochen. Warum gibt es so

etwas eigentlich nicht bei Betriebssystemen?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Resultiert letztlich aus der Existenz eines

Schemas, dies gibt es ja bei Betriebssystemen nicht.

Welche Arten von Unterbrechungen gibt es?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Hardwareunterbrechungen: I/O und Timer,

Softwareunterbrechungen: Trap-Befehle und Systemaufrufe. Im Anschluß mußte dann erklärt

werden, was genau geschieht, wenn ein Prozeß unterbrochen wird, und wie es dazu kommt,

daß er wieder drankommt.

Was kann geschehen, wenn zwei Prozesse auf dieselbe Variable zugreifen wollen?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Sie können sich gegenseitig Daten überschreiben.

Was ist ein Prozess?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Programm in Ausführung, wird vom BS verwaltet (Prozesskontext)

Was steht denn so im Prozesskontext?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

V.a. Inhalte PCB: Prozess-ID, User/Group-ID, Basis- und Grenzregister, offene

Dateien, Registerinhalte...

Kurstext:

• den Registerinhalten, insbesondere

• Befehlszahler und

• Grenzen des Adressraums, sowie der

• Prozessnummer

und anderen Informationen

Wofür braucht das BS denn die Registerinhalte im PCB?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Um einen Prozess quasi unverändert weiterrechnen zu lassen, z.B. nach Interrupt

Im PCB ist auch vermerkt ob der Prozess im Benutzer oder Systemmodus ausgeführt wird

Kann ein Prozess auf seinen eigenen Prozesskontext zugreifen?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Nein, dann könnte er sich die eine andere ID geben, oder seine Grenzregister

verändern und sich mehr Rechenzeit verschaffen

Wo ist dann der Prozesskontext untergebracht?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Im Adressbereich des BS

Was verursacht Interrupts?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Hardware (asynchron), Software (synchron), jeweils Beispiele

Wie kann ein Prozess BS-Dienste in Anspruch nehmen, er darf ja nichts?

Wie sieht das aus? Wieso kann der Prozess den System-Modus nicht

ausnutzen?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Systemaufruf, Trap-Befehl, BS übernimmt Kontrolle

(mit etwas Diskussion) Prozess kann den Sprung in den Adressbereich des BS

nicht wirklich steuern, nur den gewünschten Systemdienst als Aufruf-Parameter mitgeben,

damit wird (analog Interrupt-Vektor) die Adresse der gewünschten Routine ermittelt und

angesprungen.

Welche Informationen benötigt das Betriebssystem zu einem Prozess?

Teile des Prozesskontextes erklärt, System- und Benutzermodus

Bei einem Einprozessorsystem laufen Prozesse nicht parallel. Wie läuft es dann ab?

Was passiert bei Ablauf der Zeitscheibe? Wie wird der Wechsel durchgeführt?

Zuweisung einer Zeitscheibe. Verfahren Round Robin erklärt

noch zu ergänzen

Bräuchte es bei einem Stapelbetrieb ein Befehlszählregister?

wie wird festgestellt, wer eine Unterbrechung ausgelöst hat?

Nein, es kann einfach der nächste Prozess rechnend gemacht werden, sobald einer beendet

ist, es werden keine Unterbrechungen ausgelöst.

Abfragen aller Geräte oder Unterbrechungscontroller/Unterbrechungsvektor

Was ist ein Interrupt im allgemeinen?

Der Controller benachrichtigt die CPU, sobald er den Auftrag ausgefuhrt hat; hierzu unterbricht er die CPU bei ihrer augenblicklichen Arbeit.
Dieser Unterbrechungsbetrieb bildet die Grundlage fur die Arbeitsweise moderner Computersysteme.

Angenommen, es gäbe keine Interrupts - welche Alternative hätte man?

Polling !

Die CPU kann (neben ihrer anderen Arbeit) immer wieder das Statusregister des Controllers abfragen, um festzustellen, ob der Auftrag schon erledigt ist; diesen Abfragebetrieb nennt man im Englischen polling.
Liegen die Register im Hauptspeicherbereich (wie im Fall von speicherabgebildeter
Ein-/Ausgabe) so lasst sich eine solche Abfrage zwar recht schnell erledigen, aber wenn sie immer wieder erfolglos bleibt, wird insgesamt viel CPU-Zeit damit verbraucht.

Warum sind Interrupts für das Betriebssystem wichtig?

Erlangen von Kontrolle über CPU und Sicherheit (System/Benutzermodus).

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