Betriebssysteme
Betriebssystemkonzepte
Betriebssystemkonzepte
Kartei Details
| Karten | 57 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Informatik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 11.04.2015 / 21.06.2023 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/betriebssysteme10
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Wie teilt sich die Software eines Rechners auf?
In Anwendungsprogramme, Betriebssystem und Hardwareansteuerung
In welche 2 Bereiche unterteilt man das Betriebsystem?
- Benutzermodus
- Kernmodus
Welche Schnittsttellen hat ein Betriebssystem?
- Benutzerschnittstelle
- Systemschnittstelle
- Hardwareschnittstelle
Aufbau eines Betriebsystems:
Siehe Bild
Welche Aufgaben hat ein Betriebssystem?
- Anwendungsprogramme laden und starten
- Hauptspeicherverwaltung
- Benutzer verwalten
- Hardware ansteuern
- Input/Output verwalten (Netzwerke/GUI...)
- Prozesse verwalten
Welche Aufgaben hat ein Betriebssystem nicht?
- Berechnungen durchführen
- Officeanwendungen
- (Browser)
Was sind Eigenschaften von Betriebssystemen?
- Multitasking/Multi-Processing
- Multiuser
- Multiprozessor
- 32/64Bit
- Echtzeitbetrieb
- Middleware
- Verteilte Systeme
- Virtualisierung
Architektur eines Rechners nach Neumann:
Bild:
Was sagt von Neumann über den Rechner
- Es gibt nur ein Speicher für Daten & Programme
- Prozessor(CPU) enthält Steuer- und Rechenwerk
- Speicher wird über Adressen angesprochen
- CPU verabeitet Daten & Befehle sequentiell
Wie kommunizieren die einzelnen Komponenten?
Über sogenannte Busse.
Eigenschaften eines Busses:
- Adressbus
- Datenbus
- 32bit oder 64bit
Aufbau und Funktion einer CPU
1. Programmcounter +1
2. nächste Befehlsadresse auf den Adressbus
3. über Datenbus in Befehlsregister(IR)
4. Befehl wird analysiert und Signal an ALU
5. Daten werden in Register übertragen
6. ALU rechnet und gibt Ergebnis in ACCU und Statusregister
7. Specihern des ACCU in Register oder Speicher oder Sprunganweisung
Was ist ein Dienst?
- Hintergrundprogramm ohne Bildschirmausgabe
- startet automatisch beim Booten
- läuft auch wenn kein Benutzer angemeldet ist
- Dienste arbeiten mit eigenen Rechten
Wie ist ein Dateisystem aufgebaut?
Hierarchisch!
Wurzelverzeichnis -> Verzeichnis -> einfache Datei
Was ist der absolute Pfad?
Vollständige Beschreibung: Wurzelverzeichnis + Unterverzeichnisse + Dateiname
Was ist ein flaches Dateisystem?
Es gibt keine Unterverzeichnisse!
Was ist Mounten/Einhängen?
Zur Verwaltung kann ein Dateisystem in einem anderen Dateisystem eingehängt werden.
Wo und wie werden lokale Variablen gespeichert?
Auf dem Stack von Oben nach Unten
Wo und wie werden globale Variablen gespeichert?
Auf dem Heap von Unten nach Oben
Unterschied Kernmodus & Benutzermodus
Kernmodus:
Enthält die grundlegenden Verwaltungsoptionen
Benutzermodus:
Bearbeitet benutzernahe Operationen
Betriebsystemkern = monolithisches System
"aus einem Block" besitz keine oder wenig Struktur
Virtualisierungsarten (3Stk.)
- Server
- Client
- Software
Typ-1-Hypervisor
Mini-Betriebssystem mit der einzigen Aufgabe virtuelle Rechner zu bilden
Typ-2-Hypervisor
Software/Prozess welche/r auf einem vollwertigen gastbetriebssystem läuft
Was ist ein Prozess
Ein Progamm in Ausführung!
Was ist Multiprogrammierung (Multitasking) ?
Prozesse laufen "parallel"
Quasiparallel:
Ein-Prozessor-System
CPU schaltet zwischen den Prozessen hin und her
echte Hardware parallelität:
Mehr Prozessor System
Was ist ein Vordergrundprozess
Prozess der mit menschlichen Benutzern interagiert
Was ist ein Hintergrundprozess
- keine Interkation
- Dienst
- keine zuordnung zu Benutzer
- werden beim Systemstart erzeugt
Was ist Prozesshirachie
Ein Prozess und davon weitere erzeugte Prozesse werden Eltern-kindprozesse genannt und bilden ein Prozeshiraschie
Unix = alles kommt von init.
Windows hat keie Prozesshirachie
Welche 3 Prozesszustände gibt es?
- rechenbereit
- rechnend
- blockiert
Wie werden Prozesse verwaltet?
Prozesstabellen
Prozesskontrollblöcke
Das Thread-Modell
Threads erweitern den Prozess um die Möglichkeit weitere Unterprogramme gleichzeitig in einem Prozess ablaufen zu lassen
Teilen sichdie Ressourcen auch den Adressraum
Wird auch Multithreading genannt
Eigenschaften von Threads und Prozessen
Bild
Sheduling Strategien
- First come first served
- Shortest job first
- Round Robin
- nach Prioritäten
Was ist eine Deadlock
Wenn sich Prozesse gegenseitig blockieren.
Ein Prozess wartet auf ein Ergebnis aus einem anderen Prozess und umgekehrt!
Lösungsmöglichkeiten für das Problem das sich Prozesse den Arbeitsspeicher teilen müssen
- Einteilung in feste Partitionen pro Prozess
- Swapping (kompletter Prozess auslagern)
- Paging (Teile werden augelagert)
Virtueller Arbeitsspeicher!
Virtueller Arbeitsspeicher:
Jeder Prozess erhält 4GB Speicher (vorgetäuscht)
Einteilung in sogenannte Pageframes mit der Größe 4kB (1Mio.)
Virtualle Adressen müssen bei jedem Zugriff in physische Adressen umgerechnet werden
Was ist TLB
= Caching der Pagetabek
Wichtige virtuelle Adressen werden hier in einem Cach gespeichert um das Paging zu beschleunigen!
