BS-IS 1

Betriebssysteme

Betriebssysteme


F. F.
Diese Lernkarten bieten eine grundlegende Einführung in die Informatik, insbesondere in die Funktionsweise von Betriebssystemen und Prozessoren. Sie behandeln Themen wie Speichermanagement, Prozesse, virtuelle Speicherbereiche, Unterbrechungen und Treiber. Die Karteikarten sind ideal für Anfänger, die die Grundlagen der Informatik verstehen möchten, insbesondere wie Betriebssysteme Hardware und Software verwalten und wie Prozesse auf einem Computer ablaufen.
Flashcards
55
Students
3
Language
German
Category
Computer Science
Created / Updated
24.03.2013 / 23.07.2015

Flashcards

Computer

  • verarbeitet Daten
  • gemäß eines Programmes
  • Programm muss austauschbar sein

Betriebsmittel

Betriebsmittel werden zur Asführung von Programmen gebraucht.

 

  • unveränderliche Hardware
  • veränderliche Software

Prozessor

programmgesteuerte Datenverarbeitung

Speicher

Ablage für Daten und Programme

Ein-/Ausgabe

externe Peripheriegeräte

  • Drucker
  • Bildschirm
  • Tastatur

Bussystem

Sammelleitung zur Datenübertragung

Aus was besteht die CPU und welche Aufgaben hat die CPU (Central Processing Unit)

  • Rechenwerk: Ausführung aritmetisch-logischer Operationen
  • Steuerwerk: Ablaufsteuerung

Aufgabe Rechenwerk

Ausführung aritmetisch-logischer Operationen

Aufgabe Steuerwerk

Ablaufsteuerung

Maschinencode

 

Anweisungen die unmittelbar von Prozessor verstanden werden.

  • schnell
  • prozessorspezifisch

Maschinenwort

Zahl der Bits die gleichzeitig verarbeitet werden können.

Mehrkernchip

mehrere CPU's im Chip

Speicherhierarchie

  • Prozessorregister
  • L1/L2 - Caches
  • Hauptspeicher
  • Massenspeicher

Prozessorregister

einige wenige Speicherplätze direkt im Prozessor

Registergröße: Maschinenwort

L1/L2/L3-Caches

kleine, schnelle Speicher auf/neben dem Prozessor, für häufig benutzte Daten

Hauptspeicher

max. 4 GiB(32bit)/16 EiB(64bit), flüchtig

Massenspeicher

dauerhaft & langsam

magnetisch/optisch/flash,

Bestandteile eines Eingabe / Ausgabe - Gerät                   

eigentliches Gerät

  • komplexe Schnittstelle

Controller

  • Hardware zur Ansteuerung des Geräts
  • stellt vereinfachte Schnitstelle bereit

Ein- / Ausgabegerät - Strategien

  • aktives warten - Prozessor fragt immer wieder nach Daten
  • Interrupt - Prozzessor wird bei neuen Daten unterbrochen
  • Direct Memory Access (DMA) - Daten werden am Prozessor vorbei in den Hauptspeicher geschrieben

Busse

  • PCI: 508 MiB/s
  • PCI Express: 1-32 GiB/s
  • SCSI: 610 MiB/s
  • USB: 596 MiB/s
  • IDE: 159 MiB/s
  • S-ATA: 5,7 GiB/s

Treiber

Software - vermittelt zwischen Controller und Betriebssystem

Unterscheidung

  • zeichenorientiert: serielle, direkte Übertragung
  • Blockorientiert: wahlfreie, gepufferte Übertragung

Treiber - Zeichenorientiert

serielle, direkte Übertragung

Treiber - blockorientiert

wahlfreie, gepufferte Übertragung

Puffer: Zwischenspeicher zur Effizienzsteigerung

Treiber - Puffer:

Zwischenspeicher zur Effizienzsteigerung

Hardware: Unterbrechungen - Interrupts

Unterbrechung der normalen Programmsteuerung

Hardware: Unterbrechungen unterscheidet man in...

  • synchron / intern:  Ausnahme
    • Fault: Anweisung nicht auführbar
    • Trap: Anweisung verursarcht fehler
  • asynchron / extern:
    • z.B. Drücken des Reset Knopfes

Hardware Unterbrechungen

 

Behandlung von Interrupts

  • Interrupt-Nummer: Identifizierung eines Interrupts
  • Interrupts Service Routine (ISR): Programm zur Behandlung eines Interrupts
  • Interrupt-Vektor: Array bestehend aus Interrupt Nummer und Interrupt Service Routine

Betriebssystem

  • Verwaltet Betriebsmittel eines Computers
  • ermöglicht Ausführung vom Programmen

Betriebssystem

Abstraktion

Reduktion der komplexen Fähigkeiten eines BS auf konkrete Funktionalität

Betriebssystem

Virtualisierung

  • Ressourceneinteilung;
  • virtueller Speicher/Prozessor

Betriebssystem

Prozess

Programm in Ausführung

Betriebssystem

Multitasking

mehrere Prozesse parallel auf einem Prozessor

Betriebssystem - Prozess

Scheduling

Organisiert den Prozesswechsel

Betriebssystem - Prozess

virtuelle Prozessoren

Aufteilung der Prozessorzeiten auf einzelne Prozesse

Betriebssystem

virtueller Speicherbereich

jeder Prozess hat eigenen Anteil am Hauptspeicher

Betriebssystem

Ausführungsberechtigung - Berechtigungslevel

Einschränkung der verfügbaren Maschinenanweisungen für einen Prozess z.B. 0-3

Prozesse

Prozesshierarchie

Ein Prozess wird stets durch einen anderen erzeugt

Prozess

Interprozesskommunikation

Austausch von Nachrichten/Signalen

z.B.

  • Beendung eines Prozesses
  • Anhalten / fortsetzen eines Prozesses

 

Prozess

Prozesszustände

  • Running (Prozess ist Prozessor zugeteilt),
  • Ready (lauffähig, aber nicht zugeteilt),
  • Blocked (nicht lauffähig, wartet auf Daten/durch Signal angehalten)

Prozesspriorität

Wichtigkeit eines Prozesses

Study