Betriebssystem

Question 1

Definition: Schichtmodelle

Answer 1

Anwendungssoftware
Dienstprogramme des BS
hardwareunabhäniger Teil des BS
an Hardware angepasster Teil des BS
Peripheriegeräte
Hauptplatine
Laufwerke
Bildschirm

• jede Schicht fordert von niedrigeren Schicht Dienste an
• Schicht benötigt zur Erfüllung der Anforderung die selben Dienste von der nächsten Schicht

Question 2

Aufgaben des Betriebssystems

Answer 2

• Prozessmanagement
 Verteilung der Prozesszeit auf Prozesse und Zuteilungsstrategien auf verfügbare Prozessoren
• Speichermanagement
 Koordination der aktiven Programme im Arbeitsspeicher
 Swapping (Auslagerung) und Paging (Aufteilung) des Speichers auf externe Medien
• Datenverwaltung
 Organisation der Datenhierachie auf externen Speichern
 Abwicklung von Lese- und Schreibzugriffen
• Geräteverwaltung
 Bereitstellung von einheitlichen Zugriffsprozeduren auf Geräte
• Benutzerschnittstelle
 Kommunikationswerkzeug für Benutzer zu Programmen oder Daten
• Dienstprogramme
 bereitgestellte Programme zur Überprüfung und Verwaltung von Systemressourcen

Question 3

Definition: Programm

Answer 3

• statische Folge von Anweisungen
• Benutzung spezieller Programmiersprache
• liegt im Allgemeinen in Form von Daten vor
• kann Teilprogramme starten

Question 4

Defintion: Prozesse

Answer 4

• dynamischer Ablauf eines Programms
• Kommunikation untereinander
• Ausführung von Prozessor
• können nicht wirklich gleichzeitig laufen
• insbesondere durch zeitlich veränderlichen Zustand gekennzeichnet
• in BS durch Datenstruktur implementiert (jeder Prozess = Prozessinformationen (Process Control Block), die zur Prozessverwaltung dienen
  • Identifikationsnummer (Prozess ID), Prozesszustand, Instruction Pointer (nächste auszuführende Anweisung), Registerinhalte, zugeordnete Speicherinhalte, Liste von geöffneten Dateien, Priorität des Prozesses, Status der Ein-/Ausgabegeräte

Question 5

Definition Threads

Answer 5

• quasi parallel laufende Ablauffänden innerhalb eines Prozesses (Mulit-Treading)
• Eigenschaften
 kein eigenen Prozessadressraum, laufen im Adressraum des zugehörigen Prozesses
 Threads im gleichen Prozessadressraum = gegenseitig uneingeschränkten Zugriff auf ihre Daten
 Scheduler = Koordination und Umschalten der einzelnen Threads

Question 6

Defintion: Prozess Manager

Answer 6

• Koordination aller Aufgaben, die bei Ausführung von Prozessen anfallen.
 Management des Lebenszyklus (Erstellung, Ausführung und Beendigung des Prozesses)
 Scheduling (Erstellung eines Ausführungsplans für (pseudo-) simultane Prozesse)
 Context-Switching (Übergabe der CPU an andere Prozesse)
 Timing (Überwachung der Ausführungszeit
 Speicherverwendung (Koordination mit Memory Manager
 Koordination mit Dateisystem (Ein-/Ausgabe von Prozessen, Ladeoperation des Prozesses)
 Interprozesskommunikation (Zustellen von Nachrichten zwischen Prozessen und BS)

Question 7

Defintion: Scheduler + Ziele

Answer 7

• CPU-Zuteilung zu den einzelnen Prozessen
 kooperative Verfahren (Prozess steuert selbst, wann die Kontrolle an das BS zurückgegeben wird)
 konkurrierende Verfahren (BS steuert wann Umschaltung zu einem anderen Prozess erfolgt)
• Ziele
 maximaler CPU-Auslastung
 maximaler Durchsatz von Prozessen
 minimaler Wartezeit der Prozesse
 minimalen Antwortzeiten
 Zuteilung nur an arbeitende Prozesse

Question 8

Definition: Memory Manager

Answer 8

• Verwaltung des zur Verfügung stehenden Speichers
  • Festlegung der Speicherherachie, die sich an Größe und Geschwindigkeit der zur Verfügung stehenden Speicherarten orientiert
• Aufgaben
  • Verwaltung des Speichers (Liste mit freien/benutzten Speicherbereichen)
  • stellt Prozessen Speicherbereiche zur Verfügung und gibt diese nach Beendigung wieder frei
  • Erweiterung des Hauptspeichers durch Auslagerung von Speicherbereichen auf die Festplatte (swapping)

Question 9

Defintion: Virtuelle Adressierung

Answer 9

• Speicheradressierung mittels virtueller Adressen, die physikalischen Adressen abbilden
  Memory Management Unit (MMU) berechnet physikalische Adressen aus logischen (bzw. virtuellen) Adressen

Question 10

Defintion: Datei

Answer 10

• Menge von logisch zusammengehörenden Daten, die auf geeignetem Medium permanent gespeichert und über Bezeichner identifizierbar sind

Question 11

Defintion: Dateisystem

Answer 11

• Menge aller vom BS in derselben Art verwalteten Dateien, einschließlich aller Verwaltungsinformationen
• moderne Dateisystem = hierarchischer Aufbau
• Zusammenfassung von mehreren Dateien in Ordner (folder)
 baumähnlich verzweigte Struktur
• Aufgaben
 Abbildung der Daten
 Realisierung des Zugriffs
 Speicherverwaltung des Mediums
 Gewährleistung von Datenschutz

Question 12

Defintion: File System Manager

Answer 12

• Verwaltung von Festspeicher
 Laden/Speichern von Programmen und Daten
• Abstraktion und Strukturierung des Festspeichers
 Abbildung der logischen Struktur (Dateien/Verzeichnisse) auf physikalische Strukturen (Geometrie des Speichermediums)
• Koordination zwischen parallel zugreifenden Prozessen
 Integrität und Konsistenz der Daten

Question 13

Runlevel in Linux

Answer 13

• Runlevel 1: Systemwartungsarbeiten, nur SU ist zugelassen, nur Root-Partition gemountet
• Runlevel 2: Multi-User-Modus ohne Netzwerk
• Runlevel 3: Multi-User-Modus mit Netzwerk
• Runlevel 4: frei
• Runlevel 5: Muliti-User-Modus mit Netzwerk + autom. X-Start
• Runlevel 0: Herunterfahren des Systems
• Runlevel 6: Herunterfahren und Starten des Systems
• Befehl „init runlevelnummer“: bewirkt Wechsel in den angebenen Runlevel
• Befehl „runlevel“: zeigt aktuellen Runlevel an