Betriebssysteme - Threads

• Prozesse und Tasks können mehrere Threads besitzen
• Threads sind nicht gegeneinander abgeschottet
• Threads nutzen gemeinsam die Ressourcen des Prozesses
• Threads sind an die Existenz des Prozesses gebunden

Gemeinsames Code-Segment, gemeinsame Datensegmente (globale Variable, Heap), gemeinsame Ressourcen, daher:

- kein Austausch des "äußeren Kontextes" erforderlich

• kein Adressbereichswechsel
• kein Austuasch von Datei-Handles usw.

- Kontextwechsel damit wesentlich einfacher und schneller möglich:

• Prozessor-Register
• IP, SP
• Stack-Segment oder Stack-Pointer

- Kommunikation zwischen Threads einfacher

Betriebssystem kennt:

• nur Prozesse
• keine Threads

Threadverwaltung durch:

• Benutzerprogramm ( auf Basis einer Thread-Bibliothek)

Betriebssystem kennt:

• Prozesse
• Threads

Threadverwaltung durch:

• Betriebssytem-Kernel

Vorteile:

• Betriebssystem kann unproduktiven und unkooperativen Threads die Kontrolle entziehen
• Automatischer Thread-Wechsel bei blockierendem Systemruf möglich
• Threads eines Prozesses auf mehrere Prozessoren verteilbar

Nachteile:

• Höherer Aufwand für Thread- um Wechsel wegen Systemrufs
• betriebssystemgebunden

Vorteile:

• Sehr schneller ThreadwechseI‚ da kein Systemaufruf nötig
• auf jedem Betriebssystem realisierbar

Nachteile:

• Threads müssen Kontrolle freiwillig abgeben
• Kein automatischer Threadwechsel bei Blockierung in Systemrufen
• Threads eines Prozesses nicht auf mehrere Prozessoren verteilbar 

Eine Unterbrechung ist ein Signal an den Prozessor

• Befehlszyklus eines Prozessors wird unterbrochen
• Aufruf einer speziellen Routine zur Unterbrechungsbehandlung

• in Ausführung befindlicher Befehl löst (direkt oder indirekt) Unterbrechung aus -> Unterbrechung trifft somit den "Verursacher"
• Unterbrechungsauslöser
  • Prozessor ("Trap")
    • Arithmetische Fehler
    • Adressenfehler (Bsp.: schreiben in Speicher der nur gelesen werden darf)
  • Befehl (Systemruf)
    • System-Call im Programm (Aufruf INT-Befehl)

• Unterbrechung außerhalb der Prozessoraktivität
• Quelle ist z.B. ein selbstständig arbeitendes Gerät (vertreten durch E/A- Baustein)
• Unterbrechung trifft mitten in die Programmverarbeitung
• Unterbrechungsauslöser
  • E/A-Unterbrechungen
  • Zeitgeberunt. durch Taktgeber
  • Prozessoranruf zur Mehrprozessorsynchronisation
  • Notunterbrechungen
    • Ausfall Strom oder Hardware