IUK01_01
BS
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Lernkarten
Definition Betriebssystem
“Die Programme eines digitalen Rechensystems, die zusammen mit den Eigenschaften dieser Rechenanlage die Basis der möglichen Betriebsarten des Rechensystems bilden und die insbesondere die Abwicklung von Programmen steuern und überwachen”
Aufgaben Betriebssystem
- Verbergen der Komplexität der Hardware
- Bereitstellung Benutzerschnittstellen
- Koordination Prozesse
- Verwaltung von Ressourcen
- Verwaltung Dateisystem
- Anbieten von Schnittstellen
- Kontrolle und Durchsetzung Kontrollmaßnahmen
Protokollierung Abläufe
Klassifikation Betriebssysteme
- historisch
- Betriebsart
- Verarbeitung
Anzahl gleichzeitiger Nutzer
Klassifikation BS - Betriebsart
- Stapelverarbeitung
- Dialogbetrieb
- Netzwerk
- Echtzeit
- BS für Prozessrechner
Universelle BS
Klassifikation BS - Verarbeitung
- Einzelprogrammbetrieb (hintereinander)
Mehrprogrammbetrieb (gleichzeitig bei mehreren CPUs, sonst quasiparallel)
Klassifikation BS - Benutzung
- Einzelbenutzer (exklusiv für einen Nutzer)
Mehrbenutzer (via Netzwerk oder Terminals)
Architekturmodelle von BS
- Monolithisch
- Kern-Schale
- Hierarchisch
Mikrokern
Monolithisches Modell
- direkt eingebaute Funktionen zur Speicher- und Prozessverwaltung, Prozesskommunikation, Treiber Hardwarekomponenten
- + alle BS-Funktionen im Kernel, aufwändige Kommunikation entfällt
- Auswechseln Module schwierig, meist komplette Kernelübersetzung
Kern-Schale-Architektur
- Schichten: Programme, BS-Kernel, Hardware
- Kommunikation über definierte Schnittstellen
Konsistent (Kommunikation nur zwischen Nachbarschichten) und quasi-konsistent (Nutzung aller niedrigeren Schichten)
Mikrokern-Architektur
Im Gegensatz zum monolithischen nur grundlegende Funktionen
Begriffe Prozessverwaltung
- Prozess (Ausführung Instanz eines Programms auf CPU, erzeugt durch OS infolge Auftrag)
- Multitasking (nebenläufiges Ausführen mehrerer Prozesse durch OS)
- Nebenläufigkeit (Prozesse können unabhängig voneinander abgearbeitet werden)
Multiprocessing (echte Parallelität mehrerer Prozesse)
Multitasking
- + Optimierung Auslastung, gerechte(re) Zuteilung CPU, Voraussetzung für Multiuserfähigkeit)
- Beispiel Websurfen + Musik hören
- Kooperativ (Win 3.11, Win 9x) – keine Priorisierung, Prozess entscheidet CPU-Freigabe
Präemptiv (ab WinNT, 2000, Unix, Linux) – OS teilt Prozessen CPU zu und entzieht wieder
Prozessarten und -zustände
- Zustände: wartend, bereit, aktiv, nicht existent
- Anwendung / System
- Interaktiv / Hintergrund
Im Userspace, durch Interrupts etc. in Systemspace
Prozesszeiten, -zuteilung, etc.
- Zuteilung CPU-Zeit durch Scheduler
- Modelle (Round Robin, feste und dynamische Prioritäten)
- Linux – Completely Fair Scheduler
- Prozessumschaltung durch Dispatcher
