Speicherverwaltung Flashcards
Beschreiben sie einfache und komplexe Systeme
einfach: Speicherverwaltung durch SW => nur reeles Speichersystem
komplex: BS nutzt HW-Bausteine MMU => auch virtuelles Speichersystem möglich
Unter welcher Nutzung wird der Primärspeicher ggf. verwaltet?
unter der Nutzung des Sekundärspeichers
nennen sie grundlegende Speicherprinzipien
1) direkt adressierbarer Speicher( Einsatzgebiete ROM und RAM )
2) Schieberegister
3) FIFO Speicher
4) LIFO Speicher (Stack)
Wie ist der Speicher angordnet
hierarchisch, nicht sichtbar für Applikationen
welche beiden Faktoren müssen bei der Speicherhierarchie abgewogen werden miteinander
Zugriffszeitoptimierung vs Kosten pro gespeichertes Bit
wo liegen die Arbeitsbereiche der Programme in den Speicherhierarchien
weiter oben, höhere Speicherhierarchien (Register Cache)
welches Prinzip herrscht in den Arbeitbereichen?
Das Lokalitätsprinzip
Was gilt für das Lokalitätsprinzip?
Wahrscheinlichkeit hoch, dass
- nächste angefragte Adresse in nächster Nachbarschaft sich befindet
- gerade angefragte adresse erneut angefragt wird
Nennen sie Techniken zur Verbesserung der Leistung zum Lesen und Schreiben von Daten
Read-ahead: Das Betriebssystem lädt im Voraus Daten in den Speicher, die wahrscheinlich bald von einem Programm benötigt werden, um die Lesezeiten zu verkürzen und den Zugriff auf Daten zu beschleunigen.
Lazy write: Statt Daten sofort auf den physischen Speicher zu schreiben, werden sie vorerst im Cache behalten und später gesammelt und in größeren Datenblöcken geschrieben. Dies verbessert die Leistung, birgt jedoch das Risiko von Datenverlust bei Stromausfällen oder Systemabstürzen.
“Read ahead” und “lazy write” sind Techniken, die in Dateisystemen verwendet werden, um die Leistung beim Lesen und Schreiben von Daten zu verbessern. Hier sind ihre Definitionen:
Was ist der Cache Speicher?
Der Cache-Speicher ist ein schneller Pufferspeicher, der zwischen der CPU (Zentraleinheit) und dem langsameren Hauptspeicher liegt. Sein Grundprinzip besteht darin, häufig verwendete Daten temporär zu speichern, um den Zugriff auf diese Daten zu beschleunigen. Hier sind die grundlegenden Prinzipien des Cache-Speichers:
Das Grundprinzip des Cache-Speichers besteht darin, die Lücke zwischen der hohen Geschwindigkeit der CPU und der vergleichsweise langsamen Geschwindigkeit des Hauptspeichers zu überbrücken, indem häufig verwendete Daten im Cache vorgehalten werden. Dies verbessert die Gesamtperformance des Systems, da der Zugriff auf Daten schneller erfolgen kann.
Beschreiben sie die 4 Eigenschaften des Cache Speichers
Lokalität: Der Cache nutzt räumliche und zeitliche Lokalität, da kürzlich abgerufene Daten wahrscheinlich erneut benötigt werden.
Hierarchische Struktur: Der Cache ist in mehrere Ebenen unterteilt, von denen jeder unterschiedliche Geschwindigkeit und Größe aufweist.
Die L1-Caches befinden sich normalerweise direkt in der CPU und sind die schnellsten, gefolgt von L2-, L3- und möglicherweise weiteren Caches. Je näher der Cache an der CPU liegt, desto schneller ist der Zugriff, aber die Größe des Caches nimmt normalerweise ab.
Cache-Blöcke: Der Cache lädt ganze Blöcke von Daten, um die räumliche Lokalität auszunutzen.
Cache-Zugriffszeit: Der Cache ermöglicht schnelle Zugriffe auf Daten, während der Hauptspeicher langsamer ist. Bei einem Cache-Miss muss auf den Hauptspeicher zugegriffen werden.
wie wird die zeitliche Cache Leistung des Cache Speichers berechnet?
Definieren sie die Begriffe:
1) virtueller Speicher
2) realer Speicher
3) Monoprogrammierung
4) Multiprogrammierung
Definieren sie die Grundaufgaben der Speciherverwaltung
Beschreiben sie in der Abstraktion der Abbildungsfunktionen:
die Eigenschaften des virtuellen Speichers in Bezug auf den physischen Speicher
virtuell zusammenhängend; real diskontinuierliche Anordnung
Beschreiben sie in der Abstraktion der Abbildungsfunktionen:
durch welche Programmierarten werden der physische und virtuelle Speicher umgesetzt?
Nennen sie 5 Adressumsetzungsmöglichkeiten, ob diese real oder virtuell sind und welche Programmierung dafür verwendet wird
wie sieht die Verwaltung über eine Freiliste aus?
Welche Suchalgos der Freiliste sind Ihnen bekannt?
Wie entsteht Verschnitt bei Heap-Verwaltungen?
beschreiben sie die “Mehrfache einer festen Blockgröße” als Implementierungsverfahren für Heap-Verwaltungen
Beschreiben sie die Heap-Verwaltung mit einem Buddy-System
Beschreiben sie das Konzept der Multiprogrammierung mit dem den Aspekten der:
- Partionierung
- Zuteilung
Beschreiben sie das Verfahren Swapping der Multiprogrammierung
- Es werden ganze Prozesse ausgelagert, wenn sie nicht mehr benötigt werden
- Bei Einlagern wird Partition dem Prozess angepasst => dyn. Partionierung
Beschreiben sie die Grundlagen der virtuellen Speicherverwaltung inkl. des:
- virtuellen Speichers
- Adressumsetzung
- Adressumsetzungsmethoden
Seite: Berech fester Größe
Beschreiben sie die segmentbasierte Adressumsetzung
- Teilt den Speicher in Segmente für unterschiedliche Teile des Programms.
- Verwendet eine Segmenttabelle zur Zuordnung von logischen zu physischen Adressen.
- Ermöglicht Flexibilität bei der Speicherzuweisung, aber kann zu Fragmentierung führen.
Beschreiben sie die seitenbasierte Adressumsetzung
- Teilt den Speicher in gleich große Seiten.
- Verwendet eine Seitentabelle zur Zuordnung von logischen zu physischen Adressen.
- Bietet effiziente Speicherverwaltung, aber kann zu erhöhtem Overhead führen
Seitenbasierte Adressumsetzung ermöglicht effiziente Speicherverwaltung
Welche Verfahren kennen sie bei knappen Speicher
