Betriebssystemarten und Architekturen

Question 1

Welche Grundfunktionen des Betriebsystems gibt es?

Answer 1

Question 2

Was sind die sich aus den Grundfunktionen ergebenden Aufgaben?

Answer 2

Question 3

Beschreiben Sie die Einordnung im Schichtenmodell eines Rechners

Answer 3

Question 4

Welche Betriebssystemarten (2) gibt es und wie werden sie klassifiziert (3)

Answer 4

Question 5

Welche Klassen von Echtzeitbetriebssystemen kennen sie?

Answer 5

Question 6

Welche Scheduling Algorithmen kennen sie?

Answer 6

FPP: Fixed Priority Preemptive
FPN: Fixed Priority non-preemptive
FIFO: First In First Out
Timeslice

Question 7

Welche BS-Architekturen kennen sie?

Answer 7

Question 8

Erzählen Sie was zum Grundmodell eines Rechners

Answer 8

Question 9

Wie ist der Prozessoraufbau nach dem Grundmodell eines Rechners?

Answer 9

Question 10

Erzählen Sie was zu den Registern eines BS

Answer 10

Question 11

was ist PC, PSW, SP, CU, PU

Answer 11

Programm Counter
Programmstatuswort
Stapelzeiger
Control unit
Processor unit

Question 12

Was ist der Big Endian?

Answer 12

Bei der Big-Endian-Anordnung wird das höchstwertige Byte (das sogenannte Most Significant Byte, MSB) zuerst gespeichert und das niederwertigste Byte (das sogenannte Least Significant Byte, LSB) zuletzt. Es ähnelt der natürlichen menschlichen Lesereihenfolge von links nach rechts. Beispielhaft wird die 16-Bit-Zahl 0x1234 in Big-Endian-Anordnung als 0x12 (MSB) gefolgt von 0x34 (LSB) gespeichert.

Question 13

Was ist der Little Endian?
von Intel verwendet

Answer 13

Bei der Little-Endian-Anordnung wird das LSB zuerst gespeichert und das MSB zuletzt. Dies entspricht einer umgekehrten Reihenfolge im Vergleich zur Big-Endian-Anordnung. Die gleiche 16-Bit-Zahl 0x1234 würde in Little-Endian-Anordnung als 0x34 (LSB) gefolgt von 0x12 (MSB) gespeichert.

Question 14

was ist der Adressraum?

Answer 14

Adressraum = Menge aller möglichen Adressen,

Question 15

was ist die Speicherstelle?

Answer 15

Speicherstelle = Kleinste adressierbare Einheit (häufige Größe: 1 Byte)

Question 16

was ist die Adressraumgröße?

Answer 16

Adressraumgröße = Anzahl aller möglichen Adressen

Question 17

wie ist die Reihenfolge der Adressen in den adressraumplatzierungen?

Answer 17

1) Code, Konstanten - Dinge in C ganz vorne im Adressbereich, Programmcode
2) Daten, globale und lokale Variablen mit Initialisierung, Speicherklasse static
3) nicht init. Var. (global und lokal) mit Speicherklasse static
4) Heap, dyn. allokiert und freigegeben mit malloc()
5) Stack, lokale Variablen mit Speicherklasse auto()

Question 18

Wie wird der Speicher vom Stack kategorisiert?
Was ist die Bezeichnung für das Hinzufügen von elementen und Entfernen von elementen?

Answer 18

LIFO, last in first out
der Stackpointer zeigt auf den Top of Stack Element
Push &
Pop

Question 19

welchen Adressraumbereichen würden sie die Variablen aus dem folgenden Code zuweisen?
1) winner
2) textlength
3) ps
4) n
5) p

Answer 19

1) II - init
2) I - Code
3) V - stack
4) IIInicht init
5) V - stack

Question 20

wie wird der Wert der Variable 0x12345678 beginnend ab der Adresse 0x080490ba verteilt?

Answer 20

0x080490ba - 0x78 LSB
0x————-b - 0x56
0x————-c - 0x34
0x————-d - 0x12 MSB
Auf eine Zahl am ende der Adresse kommt ein Byte als Wert einer Variable

Question 21

wofür wird die Sicherung der Rücksprungadresse in Bezug auf Unter- und Oberprogramme verwendet?

Answer 21

Um den Fluss der Ausführung zwischen dem Hauptprogramm und dem Unterprogramm zu steuern.

Question 22

Welche Befehle werden bei der Sicherung der Rücksprungadresse verwendet, um auf Unter oder Oberprogramm zu kommen?

Answer 22

Im Kontext von Assembler- oder maschinennaher Programmierung werden oft die Befehle JSR (Jump to Subroutine) und RET (Return) verwendet, um Unterprogrammaufrufe und die Rückkehr zum Oberprogramm zu ermöglichen.

Question 23

Wo wird die Rücksprungadresse bei der Sicherung mit dem Befehl JSR gespeichert?

Answer 23

Die Rücksprungadresse, also die Adresse des Befehls im Hauptprogramm, von dem aus der Unterprogrammaufruf erfolgte, wird auf dem Stapel (Stack) gespeichert. Anschließend erfolgt der Sprung zur Adresse des Unterprogramms.

Question 24

Der Befehl RET (Return) wird verwendet, um vom Unterprogramm zum Hauptprogramm zurückzukehren. Was passiert dabei?

Answer 24

Dabei wird die zuvor auf dem Stapel gespeicherte Rücksprungadresse wiederhergestellt und der Programmfluss zurück zum Hauptprogramm geleitet.

Question 25

Welche Systemaufrufe kennen sie?

Answer 25

Question 26

Was sind Systemaufrufe?

Answer 26

betriebssystemnahe Programmierung (direkte Nutzung der API)

Question 27

nennen sie eine typische systemprogrammiersprache

Answer 27

C

Question 28

wozu dienen systemaufrufe?

Answer 28

sie dienen dazu aus einem Programm eine Dienstleistung des Betriebssystems aufzurufen

Question 29

welchen Rückgabewert leifern Systemaufrufe im Fehlerfall?

Answer 29

-1

Question 30

was tut der der systembefehl “fork()”
was erzeugt der Befehl noch?

Answer 30

Erzeugt Kopie des aufrufenden Prozesses (Elternprozess) also ein Kindprozess
Die Prozess ID des Kindprozesses

Question 31

was ist “fd” im Kontext der Systemaufrufe? Nennen Sie einen beispiel in der Verwendung

Answer 31

Unter fd versteht man den file Descriptor. Damit lassen sich zb über den Befehl fd = open dateien öffnen

Question 32

Beschreiben Sie die Schritte eines Systemaufrufs
zb. n=read(fd, &buffer, nbytes)

Answer 32

Schritte 1-3: Speichern auf Stack
Schritte 4-6:
- Benutzerprogramm ruft read auf
- Code für read wird im CPU Register abgelegt (Eintrittscode)
- Sw-Interrupt auslösen => Moduswechsel
Sprung auf feste Adresse im Kern (Eintrag auf der Interrupt-vektortabelle)
Vektornummer: 0x80 Linux, windows 0x2e
Schritte 7-9:
- Dispatcher(Systemdienstverteiler) erkennt Aufruf von read()
- Systemdienst wird abgearbeitet
- Dispatcher(Systemdienstverteiler) gibt Kontrolle zurück(Kernaustritt)
Schritte 10-11:
- Rücksprung in das Benutzerprogramm
- Aufräumen des Stacks

Question 33

Erzählen sie was zur Multiprogrammierung und erwähnen sie dabei Speicherpartitionen und ihre Rolle im Hinblick auf Jobs.

Answer 33

Die Multiprogrammierung ist eine Technik, die es ermöglicht, mehrere Programme (auch als Jobs bezeichnet) gleichzeitig auf einem Computersystem auszuführen. Bei der Multiprogrammierung werden die Programme in separate Speicherpartitionen geladen und das Betriebssystem verwaltet den Wechsel zwischen den laufenden Jobs.

Die Speicherpartitionen werden verwendet, um den Speicherplatz für jedes Programm zu reservieren. Jeder Job erhält eine dedizierte Partition, in der sein Programm und die zugehörigen Daten geladen werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Jobs isoliert voneinander ausgeführt werden und sich nicht gegenseitig beeinflussen können.

Question 34

Was versteht man unter spooling bei der Multiprogrammierung?

Answer 34

Zwischenspeichern von Jobs und deren Daten auf einem Pufferspeicher (Spool), während andere Jobs im System ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine optimale Auslastung der Geräte und eine reibungslose Parallelverarbeitung.

Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On-Line) ist eine Technik, die häufig mit der Multiprogrammierung verwendet wird. Es bezieht sich auf das Zwischenspeichern von Daten von Ein- und Ausgabegeräten, um eine effiziente und parallele Verarbeitung zu ermöglichen. Beispielsweise können Druckaufträge oder Daten für die Massenspeicherung in einem Pufferspeicher (Spool) zwischengespeichert werden, während andere Jobs im System ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine optimale Auslastung der Geräte und eine reibungslose Parallelverarbeitung.

Question 35

Was versteht man unter Timesharing unter Multiprogrammierung

Answer 35

Aufteilung der Rechenzeit auf Nutzer und Jobs

Timesharing ist eine weitere Technik, die mit der Multiprogrammierung einhergeht. Sie ermöglicht es mehreren Benutzern, das Computersystem gleichzeitig zu nutzen, indem jedem Benutzer ein kleiner Zeitabschnitt zugewiesen wird. Das Betriebssystem wechselt schnell zwischen den Benutzern, wodurch der Eindruck entsteht, dass jeder Benutzer das System exklusiv nutzt. Dies ermöglicht eine effiziente Ressourcennutzung und eine bessere Interaktion mit dem System.