ZHAW BSY 2020
Lernkarten zu den Lernzielfragen. Informatik, BSY, ZHAW, 2020
Lernkarten zu den Lernzielfragen. Informatik, BSY, ZHAW, 2020
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 111 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Informatique |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 09.06.2020 / 20.06.2022 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/20200609_zhaw_bsy_2020
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| Intégrer |
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Wieso werden heute vermehrt Threads eingesetzt? Z ̈ahlen Sie Anwendungen auf nund diskutierenSie Vor-und Nachteile von Threads gegen ̈uber Prozessen.
Umschaltung zwischen Threads schneller (Thread-Kontext kann sehr schlank gehalten werden),WEB-Services, Spread-Sheets, Arbeitsteilung auf gemeinsamen Daten und Multicore Maschinen
Erkl ̈aren Sie den Unterschied zwischen Kernel-Level Threads und User-Level Threads. DiskutierenSie Vor- und Nachteile
Kernel-Level Threads: der Kern weiss um die Thread, User-Level Threads: der Kernel weiss nichtsvon den Threads ... siehe Vorlesung
Wie k ̈onnen Sie feststellen, ob es sich um Kernel- oder User-Level Threads handelt?
Blockierenden System-Call aufrufen: wenn der Prozesss blockiert→User-Level Thread
Erkl ̈aren und diskutieren Sie die BegriffeLong-Term Scheduling,Medium-Term SchedulingundShort-Term Scheduling
Long-Term: welche Prozesse werden f ̈ur die Ausf ̈uhrung zugelessen bzw gestartet, Medium-Term: welche Prozesse werden im Speicher gehalten, welche ausgelagert, Short-Term: Dispatcher→welcher Prozess wird ausgef ̈uhrt.
Was ist der Unterschied zwischen einem CPU-bound Prozess und einem I/O-bound Prozess?
CPU-bound: Prozess ”rechnet” haupst ̈achlich, sehr wenig I/O, I/O-bound: Prozess f ̈uhrt vorallem I/O Operatione aus und wartet demzufolge oft.
Erkl ̈aren und diskutieren Sie die Begriffepreemptiveundnonpreemptive.
preemtive: Prozesse werden vom BS unterbrochen oder gebem CPU freiwillig ab, nonpreemptive:Prozesse werden vom BS nicht unterbrochen, Unterbruch bei blockierendem System-Call undwenn CPU freiwillig abgegeben
Z ̈ahlen Sie Vor- und Nachteile folgender Schedulingverfahren auf: FCFS, RR, ML und MLF
KEIN ANTWORT GEGEBEN. Siehe einzelne folien - Vorlesung 4 -sheduling, seite 11 und folgende
Welches Schedulingverfahren ben ̈otigt den kleinsten Overhead?
FCFS
Erkl ̈aren und diskutieren Sie Real-Time Systeme. In welchen Punkten unterscheiden sich solcheSysteme von ̈ublichen Desktop Systemen.
Resultat der Berechunung muss richtig sein aber zu ̈astzlich zum ”richtigen” Zeitpunkt. Meistspezielles Scheduling-Verfahren, keine interaktive Tasks.
Windows und Linux/Unix unterst ̈uzen Real-Time Scheduling: was bedeutet das und was istbeim Einsatz dieser Systeme zu beachten?
Software Real-Time Scheduling, h ̈ohere Priorit ̈at, kann ev. nicht mehr abgebrochen werden(Progrmmierfehler)→neu booten.
Wann liegt eine Race Condition vor?
Wenn mindestens zwei Tasks auf gemeinsame Daten zugreifen und mindestens einer der Zugriffeeine Schreiboperation ist
Funktioniert Peterson’s Algoritmus f ̈ur preemptives und nonpreemtives Scheduling (single CPU)?Kann das Verfahren auf Multicore-Systemen eingesetzt werden?
Nein, weil Petersons’s Algorithmus ßpinned ̈und bei nonpreemtiven Verfahren kein Kontext-Switch forciert werden kann. Eher nicht, moderne Multicore-Systeme verwenden in der Regelein relaxed Memroy Modell.
K ̈onnen User-Level Threads mit Semaphoren synchronisiert werden?
Nein, weil der ganze Prozess schlafen gelegt wird, wenn ein Thread auf eine geschlossene Se-maphore trifft.
Erkl ̈aren Sie Transactional Memory (TM) und was Vor- und Nachteile sind.
Bei TM werden Zugriffe auf gemeinsame Daten wie Transaktionen gehandhabt: sie sind atomar.Vorteile sind: Transaktionen sind ”composable”, d.h. k ̈onnen verschachtelt werden, es gibt keineDeadlocks und TM ist bei Hardwareuntesrt ̈utzung schnell. Nachteil: f ̈ur sehr kleine kritischeRegionen eher langsamer, ben ̈otigt HW-Unterts ̈utzung.
Erkl ̈aren und diskutieren Sie Monitore. Was ist der Unterschied zu Semaphore?
]Monitore sind ein Sprachkonstrukt wie z.B. synchronized in Java, Semaphore sind Systemfunk-tionen und k ̈onnen von allen Sprachen verwendet werden.
Was unternehmen die meisten Betriebsysteme bez ̈uglich Deadlocks?
In der Regel nichts
Diskutieren Sie den Unterschied zwischenDeadlock PreventionundDeadlock Avoidance.
Verhindern: daf ̈ur sorgen, dass mindestens eine der vier Deadlock Bedingungen nicht eintrifft.Vermeiden: Ressource wird nur vergeben, wenn kein Deadlock entstehen kann.
Nennen Sie die drei Bedingungen, die einen Deadlock m ̈oglich machen. Welche vierte Bedingungmuss auftreten, damit ein Deadlock ensteht?
Gegenseitiger Ausschluss, Hold and Wait (Task gibt belegteRessource nicht frei), no preemption(Ressource kann dem Task nicht weggenommen werden, Circular Wait: Kreis von Anforderungenund Alloktaion besteht
Wie l ̈asst sich beim Anfordern von Ressourcen einCircular Waitverhindern?
Ressourcen immer in der gleichen Reihenfolge anfordern.
Nennen und diskutieren Sie Gr ̈unde, wieso mehrere Tasks gemeinsam eine Aufgabe l ̈osen sollen
Parallelverrabeitung: Leistungssteigerung, Benutzerfreundlichkeit: Print-Spooling, gleichzeitigmehrere Aufgaben l ̈osen, Informationsaustausch, etc.
Was ist der Unterschied zwischen Interprozesskommunikation und Synchronisation?
Interprozesskommunikation: Austausch von Daten, Synchronisation: Austausch von Kontrollin-formation.
Erl ̈aren und und diskutieren Sie eine m ̈ogliche Klassifizierung der Kommunikationsmodelle.
Message Passing: Austausch von Meldungen, implizite Synchronisation, Shared Objects: Zugriffauf gemeinsame Objekte (gemeinsamer Adressraum): meist explizite Synchronisation, ObjectStreams: Daten str ̈omen vom Sender zum Empf ̈anger (Daten ein bis mehrere Bytes).
Erkl ̈aren und diskutieren Sie im Zusammenhang mit Message Passing die BegriffeasynchroneKommunikation,synchrone KommunikationundRendez-Vous
Asynchron: Sender und Empf ̈anger blockieren nicht, Synchron: Sender oder Empf ̈anger blockiert,Rendez-Vous: Sender und Empf ̈anger blockieren.
Wie sind Messages (Nachrichten) grunds ̈atzlich aufgebaut?
Header und Daten, Header: Sender, Empf ̈anger, Steuerinformation, Typ, L ̈ange.
Welche M ̈oglichkeiten f ̈ur die indirekte Adressierung gibt es bei Message Passing? Was ist derUnterschied zwischenPortundMailbox? Wer istBesitzereiner Mailbox oder eines Ports?
one to one, one to many, many to one, many to many, Port: X to one,Mailbox: X to many.Port geh ̈ort i.d.R. dem Empf ̈anger, Mailboxes oft dem Betriebssystem.
Erkl ̈aren und diskutiere Sie, wie unter Unix/Linux eine Posix Message Queue aufgesetzt wirdund wie der Kernel die Queues verwaltet.
message queue descriptor mit mqopen() undNamenerzeugen, der Kernel f ̈uhrt Tabelle mitqueue-Eintr ̈agen, Verwaltung wie bei File Systemen.
Wie kann mit Hilfe von Message Passing ein Mutex realisiert werden? Diskutieren Sie dieseM ̈oglichkeit
Alle involvierten Prozesse kommunizieren mit einer Mailbox, inder nur eine Meldung, dasSynchronisationstoken abgelegt wird: der Besitzer des Tokenhat Zugriff auf die gemeinsamenDaten, muss nach Nutzung zur ̈uckgelegt werden.
Wie werden Posix Interprozesskommunktions-Ressourcen unter Unix/Liunx verwaltet? Erkl ̈arenSie wie eine solche Ressourcen grunds ̈atzlich erzeugt werden kann und wie andere ProzesseZugang erhalten.
Verwaltung ̈uber ein virtuelles File System, angelegt in /dev, andere Prozessen ̈offnen Ressourcen ̈uber Namen.
Erkl ̈aren und diskutiere Sie, wie unter Unix/Linux ein Shared Memory aufgesetzt wird und wieder Kernel die Shared Memory Region verwaltet (Posix).
Zu allgemeione Frage. Posix wird erklärt in Vorlesung 6 IPC, Seite 18
Was sind Signale unter Unix/Linux? Wie k ̈onnen Sie abgefangen werden? Wie reagiert einProzess auf ein Signal, f ̈ur das er keinen Handler installiert hat?
Signale verhalten sich wie Interrupts und rufen Handler auf, Verarbeitung aber erst nach einemRescheduling des Prozesses.
Was ist eine Pipe? Wie wird sie eingerichtet? Erkl ̈aren Sie die Zugriffssemantik. Was ist eineNamed Pipe ?
Pipe: ein Fifo Buffer→byte stream, wird oft zwischen verwandten Prozessen verwendet (wirdbei fork() vererbt). Named Pipe: Pipe mit Namen, die zwischen nicht verwandten Prozessenaufgebaut werden kann ( ̈uber den Namen).
Was sind Sockets und welche zwei grundlegenden Typen gibt es? Wenn ein Socket eingerichtetist, wie kann der Anwender auf den Socket zugreifen?
Kommunikations-Schnittstelle zwischen vernetzten Rechnern. Typen: TCP/IP und Unix Do-main, etc.
Z ̈ahlen Sie verschiedenste Interprozesskommunkationsmechanismen unter Unix/Linux und Win-dows auf. Wo liegen die wesentlichen Unterschiede?
Pipes, Shared Memory, Message Queues, Winsocks, RPC, etc., sehr ̈ahnliche Semantik, Aufset-zen→File Handle”, meist viele Parameter.
Wieso kann Speicherschutz nicht schon zur Kompilationszeit erreicht werden?
Der Speicherbedarf ist zur Kompilationszeit in den meisten F ̈allen nicht bekannt: dynamischeSpeicherallokation, Stack, etc
Was ist der Unterschied zwischen interner und externer Fragmentierung?
Interne Fragmentierung: Speicher wird in Bl ̈ocke gleicher Gr ̈osse aufgeteilt: ein solcher dieserBl ̈ocke wird nicht vollst ̈andig genutzt.
Was ist der Unterschied zwischen logischer und physikalischer Adresse?
Der Prozessore erzeugt logische Adressen→werden von Memory Managment Unit in physika-lische Adressen (zeigen auf real existierende Speicherpl ̈atze) abgebildet.
Aus welchen Gr ̈unden wollen mehrere Programme auf gleiche Speicherbereiche zugreifen?
Zusammenarbeit, Koordination
Was ist der Unterschied zwischenPageundFrame?
Logischer Adressraum wird in Pages aufgeteilt, physikalischer Adressraum wird in Frames auf-geteilt: Page und Frame sind gleich gross, Pages werden von MMU auf Frames abgebildet
Was ist der Unterschied zwischenPageundSegment?
Ein Segment enth ̈alt einen logischen Programmbereich (Code, Daten bzw. Stack).
Erkl ̈aren Sie den Unterschied zwischen einfachem Paging und Virtual Memory Paging
Bei einfachem Paging steht der ganze Prozess im Hauptspeicher,bei Virtual Memory Pagingwerden nur die gerade ben ̈otigten Pages in den Speicher geladen→Prozess kann gr ̈osser seinals phys. Speicher zur Verf ̈ugung steht.
