Betriebssysteme
Betriebssysteme an der FH-Wedel
Betriebssysteme an der FH-Wedel
Kartei Details
| Karten | 61 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Informatik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 18.10.2018 / 30.11.2018 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20181018_betriebssysteme
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Nennen Sie die wesentlichen Vorteile von UEFI gegenüber BIOS
Unterstützung von Laufwerken mit mehr als 2.2 TB Schnelleres Booten Paralleles Laden der GerätetreiberUEFI Treiber werden vom BS wiederverwendet Netzwerkzugriff schon zur Bootzeit UEFI-Shell: Eigene Kommandozeile Bootmanager zur Auswahl des zu startenden BS ist schon integriert
Nennen Sie die wesentlichen Vorteile von UEFI gegenüber BIOS
- Unterstützung von Laufwerken mit mehr als 2.2 TB
- Schnelleres Booten
- Paralleles Laden der Gerätetreiber
- UEFI Treiber werden vom BS wiederverwendet
- Netzwerkzugriff schon zur Bootzeit
- UEFI-Shell: Eigene Kommandozeile
- Bootmanager zur Auswahl des zu startenden BS istschon integriert
Nennen Sie die wesentlichen „Dienstleistungen“ eines Betriebssystems
- Prozess- und Betriebsmittelverwaltung
- Abstraktion der Hardware
- Bereitstellung einer Benutzeroberfläche
- Umsetzung von Dateisystemen
Welche der folgenden Aufgaben gehört NICHT zu den Aufgaben eines BS-Kerns?
Abstraktion von der Hardware
Dateisystemzugriff
Grafische BenutzeroberflächeGeräteverwaltung
Beschreiben Sie die drei Hauptarten von BS-Kernel und gehen Sie dabei auf die Vor- und Nachteile ein!
- Monolithische Kernel BS
- (+) Performanz
- (-) Wartbarkeit und Stabilität
- Mikrokernel BS
- (+) Wartbarkeit und Stabilität
- (-) Performanz
- Hybride BS Kernel Kompromiss zwischen Performanz und Stabilität/Wartbarkeit
Die Geschwindigkeit eines Programmablaufs kann immer durch das Angeben von zeitlichen Parametern im Source-Code reproduzierbar festgelegt werden.
Durch die Zuordnung der Prozesse zur CPU und Prozesse mit höherer Priorität sind zeitliche Programmabläufe selten reproduzierbar.
- PCB ist eine Datenstruktur, die genutzt wird, um assoziierte Daten für einen Prozess zu speichern
- PCBs werden in der Prozesstabelle des BS gespeichert
Nennen und beschreiben Sie die 3 Zustände eines Prozesses
gemäß dem Standardschema für das Zustandsmodell
Bereit
Rechnend
Blockiert
Ein Thread hat einen eigenen Stack und eigene CPU Register, Threads eines Prozesses teilen sich aber den gleichen Speicher innerhalb dieses Prozesses
Was wird mit dem UNIX Befehl fork erzeugt?
Eine exakte Kopie des Elternprozesses
Neben den gezeigten Systemaufrufen, gibt es insbesondere in der Programmiersprache C++ unterschiedliche Möglichkeiten Threads zu erzeugen und zu steuern. Nennen Sie 3
- POSIX (pthreads)
- C++ Bibliothek Boost
- std::thread
Beim präemptiven Scheduling kann ein Prozess das ganze Betriebssystem blockieren.
Nennen und Beschreiben Sie 3 Kriterien für eine gute Scheduling-Strategie!
Fairness
Hohe Ressourcen-Auslastung
Interaktivität
Hoher Durchsatz an Prozessen
Kurze Durchlaufzeit für einen Prozess Garantierte Laufzeiten (Echtzeit-BS)
Nennen Sie die Vor- und Nachteile des Zeitscheibenverfahren
(+) Fair und weitestgehend Interaktiv (bei ausgewogenem Verhältnis von CPU-intensiv vs. E/A-intensiv
(-) Wahl der Zeitscheibe ist nicht trivial
Welche Idee wird mit dem Multilevel Feedback Queue Scheduling verfolgt?
Gegenüber MQS dürfen Prozesse die Warteschlange wechseln
Zeitfressende Prozesse werden abgestuftAlte Prozesse werden hochgestuft
Wie wird beim Completely Fair Scheduler (CFS) die Priorität der Prozesse berücksichtigt?
Beim CFS wird in einer vruntime Variablen die virtuelle Laufzeit eines Prozesses abgelegt, dabei wird der real ermittelte Wert durch einen Faktor gem. der Priorität gewichtet
Der Prozess mit dem kleinsten Wert darf als nächster rechnen.
Welche Probleme treten beim Producer/Consumer Pattern auf ?
Producer möchte Daten in den vollen Zwischenspeicher schreiben
Consumer möchte Daten aus dem leeren Zwischenspeicher lesen
Zwei Producer möchten zeitgleich Daten auf dem Zwischenspeicherablegen (Nebenläufigkeitsproblem)
Wie lautet die generelle Lösung für die Verhinderung des gleichzeitigen Zugriffs zweier Prozesse auf den kritischen Abschnitt?
Wechselseitiger Ausschluss
Welche Bedingungen sollte eine gute Lösung erfüllen?
Keine zwei Prozesse dürfen gleichzeitig in ihrem kritischen Regionen sein
Es dürfen keine Annahmen über Geschwindigkeit und Anzahl der CPUs gemacht werden
Kein Prozess, der außerhalb seiner kritischen Region läuft, darf einen anderen Prozess blockierenKein Prozess sollte ewig darauf warten müssen, in seine kritische Region einzutreten
Warum ist die Lösung mit Nutzung einer gemeinsamen Sperrvariablen keine zuverlässige Lösung?
Ein Prozess könnte den Wert der Sperre auslesen und noch vor dem Ändern des Wertes durch einen Interrupt unterbrochen werden (Beispiel: Druckerspooler)
Die Lösung nach Peterson verwendet zwei Prozeduren, wobei ein Prozess innerhalb der enter_region() solange warten muss, bis er den kritischen Bereich betreten kann.
Erklären Sie den Begriff atomare Aktionen!
Bei BS sind atomare Aktionen Abläufe von Funktions- aufrufen, die nicht unterbrochen werden
Mit Hilfe von Unterbrechungssperren lassen sich auf Multi-Prozessorsystemen atomare Aktionen realisieren.
Nennen Sie zwei Möglichkeiten die verwendete Speicherblockgröße unter Linux festzustellen!
per Befehl: getconf PAGE_SIZE
per Datei: Eintrag in page.h ( #define PAGE_SIZE ... )
Die Seitentabelle besitzt genau einen Eintrag pro Seitenrahmen im physischen Speicher.
Erklären Sie kurz das Zusammenspiel von MMU und Betriebssystem bei einer Speicheranfrage eines Prozesses mit virtuellem Speicher
- MMU übersetzt die virtuelle in eine physikalische Adresse
- BS organisiert das Nachladen von dem externen Speicher, falls die Seite nicht im Arbeitsspeicher vorliegt (Seitenfehler)
Wie groß wäre der Offset einer virtuellen 16 Bit-Adresse bei einer Seitengröße von 1KB?
Wie viele Seiten könnten dann im virtuellen Speicher verwaltet werden?
16–10=6->26 =64Einträge
Erklären Sie kurz die Vor- und Nachteile den Cache zwischen CPU und MMU
zu setzen
- Vorteil: MMU nur bei Cache-Miss
- Nachteil: Bei Prozesswechsel muss ein Cache-Flush durchgeführt werden, da die virtuellen Adrssen beim neuen Prozess nicht mehr gültig sind
Erklären Sie kurz den 2-stufigen Aufbau der Seitentabellen bei der IA-32 Architektur (4 KB Seitengröße)
10 Bit: page directory / 10 Bit: page table / 12 Bit: offset
Welche Möglichkeiten bietet Linux für die Verwendung als Auslagerungsspeicher?
Swap-Datei: kann dynamisch mitwachsen, bessere Administration Swap-Partition: Größe fest, aber schneller als die Dateilösung
Was passiert, wenn Prozesse zu viel Speicher anfordern so dass die Größe der Swap-Partition nicht mehr ausreicht?
Der Prozess wird abgebrochen und der Speicher wieder frei gegeben
Was enthält das Linux Pseudodateisystem /proc ?
Detaillierte Prozess- und BS-Informationen, u.a. swappiness und „Ordner“ für jeden laufenden Prozess
Berechnen Sie für folgende Sequenz von Seitenanfragen die Anzahl der Seitenfehler bei Verwendung der Least Recently Used (LRU) Strategie und einem Arbeitsspeicher mit 3 Seitenrahmen: 1352235243
1 3 5 2 2 3 5 2 4 3 -> 6 Seitenfehler (LRU)
Bei der Aging Strategie wird ein Zähler für jede Seite verwendet, der bei jedem Aufruf der Seite um 1 erhöht wird.
Erklären Sie den Begriff „Bélády‘s anomaly“
Mehr Seitenrahmen im Hauptspeicher können bei FIFO auch zu mehr Seitenfehlern führen
Beschreiben Sie kurz die Grundidee von Hashwert indizierten Seitentabellen und nennen Sie die Vor- und Nachteile!
Idee: Seitentabelle verkleinern -> virtuelle Seitennummern mit gleichem Hashwert werden als Liste in die gleiche Zeile der Tabelle eingefügt
Vorteil: weniger Platzbedarf für die Seitentabelle
Nachteil: es wird mehr Zeit für die Suche in der Liste benötigt
Nennen Sie drei Weiterentwicklungen von FAT32 gegenüber FAT16
28 Bit vs. 16 Bit Clusternummern
8 TB vs. 2 GB max. Datenträgergröße
Long File Names vs. 8.3
Hauptverzeichnis: Größe veränderbar und Speicherort nichtvorgegeben
Der Master Boot Record (MBR) befindet sich immer im Sektor 0 der Festplatte.
Welchen Vorteil bringt die Verwendung der neuen GUID (Globally Unique Identifier) Partition Table (GPT) gegenüber MBR?
MBR verwendet nur 32 Bit für die Definition der Größe und Position einer Partition -> nur 2 TB (bei 512 Byte-Blockgröße)
GPT verwendet 64 Bit -> 273 Bytes = 8 ZB
