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Betriebssysteme

Grundlagen Betriebssysteme - Speicherverwaltung - Prozesse -Dateisysteme

Grundlagen Betriebssysteme - Speicherverwaltung - Prozesse -Dateisysteme

28
5.0 (1)
Jan Daniel
Jan Daniel

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Flashcards 28
Students 17
Language Deutsch
Category Computer Science
Level University
Created / Updated 26.04.2014 / 05.04.2024
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Study

Was sind die Aufgaben der Prozessverwaltung?

Effizienter gebrauch der CPU und Steuerung der Prozesse.

  • Sicherstellung der Systemstabilität
  • Prozess / Speicherkonsistenz
  • Durchlaufzeit regeln
  • Scheduling - Synchronisation

Welche Zustände kann ein Prozess haben, benennen Sie auch die 4 Übergänge.

Die 5 Zustände sind

  • neu                              
  • bereit                                
  • aktiv                                
  • blockiert                          
  • terminiert    

Die Übergänge zwiwschen diesen                                                

  • Neu        --> Zulassung              --> Bereit
  • Bereit      --> Zuteilung                --> Aktiv 
  • Aktiv       --> Timeout                 --> Bereit 
  • Aktiv       --> Aussortierung          --> Terminiert
  • Aktiv       --> Warten auf Ereignis  --> Blockiert 
  • Blockiert  --> Ereignis tritt ein       --> Bereit

Erklären Sie den Unterschied zwischen aktivem Warten und Blockieren. Geben Sie jeweils ein Szenario als Beispiel.

Aktives Warten bedeutet das der Prozess immer wieder nachfragt aber im Hintergrund weiter läuft.

Blockieren: Der Prozess "blockiert / schläft" sich selber und wartet auf ein Ereignis. ( z.B. eine Eingabe )

Was sind Threads?

Threads sind Aktivitätsträger, sie führen einzelne Handlungsvorschriften aus.

Teilen sich die Ressourcen und den Speicherbereich mit ihrem Prozess. ( Quasi ein Mini Prozess )

Was bedeutet, dass ein BS in der Lage ist Multithreading durchzuführen?

Das Betriebssystem ist in der Lage mehrere Threads in einem Prozess zu verwalten.

Gleichzeitige Bearbeitung von unabhängigen Aufgaben innerhalb eines Prozesses.

Wo liegt die Thread Tabelle bei einem Kern verwalteten Thread? Wo liegt die Prozess Tabelle?

Die Thread Tabelle bei einem im Kern-Verwalteten Thread liegt im Kernel selbst.

Neben verschiedenen Tabellen zur Speicherverwaltung und zur Dateiverwaltung führt das Betriebssystem auch eine Tabelle mit allen aktuellen Prozessen in einer speziellen Datenstruktur.

Diese Tabelle enthält die gesamte Information für die Prozessverwaltung. Diese kerneleigene Datenstruktur wird oft auch als Prozesstabelle bezeichnet.

Was ist Prozess Scheduling? Nennen Sie drei Scheduling-Kriterien (Ziele) .

Effizienter gebrauch der CPU und Steuerung der Prozesse Allgemeine Ziele:

  • faire CPU Verteilung
  • Wartezeiten bestmöglich ausnutzen
  • Verweilzeit von Programmen minimieren
  • mögl. viele Threads pro Zeitintervall bedienen

Beschreiben Sie die Funktionsweise von Scheduling-Algorithmen

First-come first-served Warteschlangenprinzip: Wer zuerst kommt wird zuerst bedient.

- sehr einfach zu Implementieren

- Prozessorbesitz bis zum Ende des Prozesses ( nicht präemtiv )

Shortest-job first Hierbei wird der kleinste Prozess zuerst abgearbeitet

- Prozessorbesitz bis zum Ende des Prozesses ( nicht präemtiv )

Round-Robin Zeitscheibenverfahren: Jeder Prozess bekommt immer ein stückchen "vom Kuchen" ab

- sehr gerecht ( präemtiv )

Was ist der Unterschied zwischen Präemptiven und Nicht-Präemptiven Scheduling?

Nicht Präemtiv: Der Prozess wird hier nicht unterbrochen.

Präemtiv : Hier besteht die Möglichkeit den Prozess zu unterbrechen.

Was ist ein Idealer Speicher ?

  • unendlich groß
  • unendlich schnell
  • nicht flüchtig
  • geringe Kosten

Nennen Arten von Speicher der Reihe nach ihren Zugriffszeiten.

von langsam nach schnell

  • Magnetischen Bandlaufwerke
  • Festplatten
  • Hauptspeicher ( RAM )
  • Cache -Register

Ein Computer soll für einen Mehrprogrammbetrieb ausgelegt sein. Wovon hängt die maximale Größe der quasi gleichzeitig ablaufenden Programme ab?

Hängt von der Größe des physikalischen Arbeitsspeichers ab.

Wozu braucht man Speicherverwaltung? Was leistet sie?

Ressourcenverwaltung, damit das System immer gut ausgelastet und viele Prozesse quasi gleichzeitig abgearbeitet werden können.

- teilt Speicher zu ( Zuweisung )

- gibt Speicher frei ( Auslagerung )

Wie lautet die Formel zur Berechnung der CPU - Auslastung?

1-pn

p = Wartezeit in Dezimal

n = Anzahl der Prozesse/Programme

Erkläre die Platzierungsstrategie First Fit.

Platziert den neuen Prozess in der ersten möglichen Speicherlücke die groß genug ist.

Erkläre die Platzierungsstrategie Best Fit.

Durchsucht den kompletten Speicher nach der optimalsten Speicherlücke.

-langsam

Erkläre die Platzierungsstrategie Worst Fit.

Durchsucht den kompletten Speicher nach der größte Lücke im Speicher und lagert den Prozess dort ein.

Erkläre die Platzierungsstrategie Rotating First Fit.

Die Speicherverwaltung merkt sich an welcher Stelle der letzte Prozess platziert wurde und beginnt ab diesem Punkt den neuen Suchvorgang ähnlich First Fit.

Erkläre die Platzierungsstrategie Quick Fit.

Hier hat die Speicherverwaltung eine Liste über sämtliche Speicherlücken und platziert den Prozess in der optimalsten Lücke.

Wodurch wird die virtuelle Adresse in eine physische (Speicher-) Adresse umgerechnet?

Durch die Paging Tabelle.

Woran erkennt das Betriebssystem, ob sich eine Speicherseite eines Prozesses im Hauptspeicher befindet oder nicht?

Am valid Bit welches anzeigt ob die Speicherseite im RAM ist oder nicht.

Nennen Sie verschiedene Arten des Dateizugriffes.
 

Sequentieller Zugriff:

  • Alle Bytes/Records nacheinander von Anfang an lesbar
  • Überspringen oder Zugriffe außerhalb der Reihenfolge ist nicht möglich
  • Komfortabel, solange es sich um Magnetbänder handelt

Random access:

  • Bytes/Records werden in beliebiger Reihenfolge gelesen
  • Essentiell für Datenbanksysteme
  • Lesevorgang beginnt
    1. an der aktuellen Stelle oder
    2. die SEEK Operation setzt die Startposition fest


 

Wozu dienen Dateiattribute? Nennen Sie exemplarisch 6 Typische.
 

  • zusätzliche Dateiinformationen
  • variieren von Dateisystem zu Dateisystem

Beispiele für Attribute:

  • Erstellungs Datum
  • Änderungs Datum
  • Zugriffs Datum
  • Rechte
  • Eigentümer
  • Größe
  • Passwörter
  • versteckt / nicht versteckt
  • schreibgeschützt ja / nein
  • read only

Nennen Sie allgemein 4 typische Dateioperationen.
 

  • create
  • delete
  • open
  • close
  • read
  • write
  • execute
  • append --> anhängen an eine Datei
  • seek --> positioniert den Dateizeiger an eine bestimmte Stelle
  • set attributes
  • get attributes
  • rename

Was ist ein Verzeichnis und wozu ist es überhaput notwendig?
 

Ein Verzeichnis ist eine Datei. Diese kann wiederrum Verzeichnisse und Dateien enthalten.

Verzeichnisse dienen der Übersichtlichkeit, erleichtert die Multi User Fähigkeit. ( Rechtemanagment )


 

Wie werden prinzipell Dateisysteme auf Hardware ( HDD ) abgebildet und wie von OS eingebunden bzw. angesteuert?
 

Das Dateisystem registriert die Lage und die Aufteilung  der Dateien und Ordner. Je nach Betriebssystem werden verschiedene Dateisysteme verwendet.

BIOS liest MBR ein und führt ihn aus

MBR enthält Partitionstabelle mit Bootpartition.
 

Nennen Sie die 3 Technicken der Speicherverwaltung.
 

Swapping ( einfache Strategie , jeder Prozess komplett in den Speicher geladen - eine Zeit verweilen und dann wieder auf die Festplatte ausgelagert )

Virtual Memory

  • Paging ( der physikalische Speicher wird durch den virtuellen Speicher erweitert gleichgroße Adressräume Paging Tabelle)
  • Segmentierung ( eine variable Version des Paging , flexible Adressräume )

Partitionierung

  • statisch ( feste Adressräume )
  • dynamisch ( flexible Adressräume )

 


 


 

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