BS-IS 1

Betriebssysteme

Betriebssysteme

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F. F.

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F. F.

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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

Level

Primary School

Created / Updated

24.03.2013 / 23.07.2015

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

Prozess

Threads

Aufteilung Prozess in quasiparallele Unterprozesse

Prozess

Task

Prozess mit mehr als einem Thread

Speichermanagement

Adresse

Index

Speichermanagement

Paging

Aufteilung des Hauptspeichers in gleich große Einheiten, Seite, 4 KiB

Speichermanagement

virtuelle Adresse

Adresse im virtuellen Speicher eines Prozesses, wird durch MMU auf reale Adresse umgerechnet

Spichermanagement

TLB

Translation Lookaside Buffer, Cache für Adressübersetzungen

Speichermanagement

Swapping

Nicht benötigte Seiten vorübergehend auf Festeplatte auslagern

Speichermanagement - Swapping

Pagefault

Vom Prozessor adressierte Speicherstelle ist ausgelagert -> Seite neu laden

Speichermanagement - Swapping

Auslagerungsalgorithmus

Verfahren zur Bestimmung, welche Seite verdrängt wird

Speichermanagement - Swapping

Thrashing

Ständiges Auslagern -> verlangsamt Prozess

Speichermanagement - Swapping

Auslagerungsalgorithmen

First In - First Out: am längsten nicht augelagerte Seite
Least Recently Used: am längsten nicht genutzte Seite
Not Recently Used: Seite, die seit einem festgelegten Zeitraum nicht mehr genutzt wurde
Not Frequently Used: Seite, die seit einem festgelegten Zeitraum nur selten genutzt wurde

Speichermanagement -

Pagetable

Zuordnung einer Seite eines virtuellen Speichers zu einer Seite des Hauptspeichers

Speichermanagement - virtueller Speicher

Heap

Für zur Laufzeit (neu) erzeugte Objekte, diese können in mehreren Methoden benutzt werden

Speichermanagement - virtueller Speicher -Heap

Fragmentierung

Lücken im Heap durch Objeklöschung

Stapel

Datenstruktur mit LIFO-Prinzip

Computer

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

verarbeitet Daten
gemäß eines Programmes
Programm muss austauschbar sein

Betriebsmittel

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Betriebsmittel werden zur Asführung von Programmen gebraucht.

unveränderliche Hardware
veränderliche Software

Prozessor

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

programmgesteuerte Datenverarbeitung

Speicher

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Ablage für Daten und Programme

Ein-/Ausgabe

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

externe Peripheriegeräte

Drucker
Bildschirm
Tastatur

Bussystem

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Sammelleitung zur Datenübertragung

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

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Rechenwerk: Ausführung aritmetisch-logischer Operationen
Steuerwerk: Ablaufsteuerung

Aufgabe Rechenwerk

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Ausführung aritmetisch-logischer Operationen

Aufgabe Steuerwerk

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Ablaufsteuerung

Maschinencode

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

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

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Flashcards

Prozess

Threads

Aufteilung Prozess in quasiparallele Unterprozesse

Prozess

Task

Prozess mit mehr als einem Thread

Speichermanagement

Adresse

Index

Speichermanagement

Paging

Aufteilung des Hauptspeichers in gleich große Einheiten, Seite, 4 KiB

Speichermanagement

virtuelle Adresse

Adresse im virtuellen Speicher eines Prozesses, wird durch MMU auf reale Adresse umgerechnet

Spichermanagement

TLB

Translation Lookaside Buffer, Cache für Adressübersetzungen

Speichermanagement

Swapping

Nicht benötigte Seiten vorübergehend auf Festeplatte auslagern

Speichermanagement - Swapping

Pagefault

Vom Prozessor adressierte Speicherstelle ist ausgelagert -> Seite neu laden

Speichermanagement - Swapping

Auslagerungsalgorithmus

Verfahren zur Bestimmung, welche Seite verdrängt wird

Speichermanagement - Swapping

Thrashing

Ständiges Auslagern -> verlangsamt Prozess

Speichermanagement - Swapping

Auslagerungsalgorithmen

First In - First Out: am längsten nicht augelagerte Seite
Least Recently Used: am längsten nicht genutzte Seite
Not Recently Used: Seite, die seit einem festgelegten Zeitraum nicht mehr genutzt wurde
Not Frequently Used: Seite, die seit einem festgelegten Zeitraum nur selten genutzt wurde

Speichermanagement -

Pagetable

Zuordnung einer Seite eines virtuellen Speichers zu einer Seite des Hauptspeichers

Speichermanagement - virtueller Speicher

Heap

Für zur Laufzeit (neu) erzeugte Objekte, diese können in mehreren Methoden benutzt werden

Speichermanagement - virtueller Speicher -Heap

Fragmentierung

Lücken im Heap durch Objeklöschung

Stapel

Datenstruktur mit LIFO-Prinzip

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