Karteikarten
Kap.1 :Was ist und was tut ein Betriebssystem?
Karten in diesem Stapel (18)
- 1Nennen Sie die 4 Komponenten eines Computersystems und nennen Sie jeweils ein Beispiel Hardware (Beispiele: CPU, RAM, I/O‐Geräte)
Betriebssysteme (Beispiele: Windows, Linux, iOS)
Anwendungsprogramme (Beispiele: Compiler, Browser, Office‐Programme, …)
Benutzer (Personen, Maschinen, andere Systeme) - 2Wie kann das Betriebssystem zwischen User‐ und Kernel‐Mode unterscheiden? Nennen Sie einen Vorteil und einen Nachteil der Ausführung von Programmen im Kernel‐Mode!OS kann zwischen User‐ und Kernel‐Mode mithilfe des Mode‐Bits unterscheiden:
o Mode‐Bit = 0 => Kernel‐Mode (Trap)
o Mode‐Bit = 1 => User‐Mode (Return)
Vorteil: schnellere Ausführung wegen schnelleren Zugriff auf Hardware
Nachteil: bei Bug stürzt das ganze System ab (Bluescreen) - 3Nennen Sie die zwei Typen von Interrupts und geben Sie jeweils ein Beispiel an! Hardware‐Interrupt (Bsp.: Eingabe auf Tastatur, USB‐Stick einstecken, …)
Software‐Interrupt (Bsp.: Softwarefehler, Anforderung auf Hardwarezugriff) - 4Erklären Sie den Begriff Multiprogramming! Warum ist Multiprogramming sinnvoll? Das Betriebssystem organisiert die Prozesse so, dass die CPU immer beschäftigt ist. Ein Teil
der auszuführenden Jobs wird dabei im Speicher gehalten, um Leerlauf zu verhindern.
Aus Effizienzgründen - 5Nennen Sie zwei Anwendungsfälle von Betriebssystemen und geben Sie die dabei wichtigen Anforderungen an das jeweilige Betriebssystem an Workstation/Desktop‐PC/Laptop: Benutzerfreundlichkeit und gute Performance
Embedded Systems: effizientes Ressourcenmanagement/ optimale Ausnutzung der
Ressourcen
Mobile Geräte: Benutzerfreundlichkeit und lange Akkulaufzeiten - 6Wofür werden Interrupts genutzt und was ist deren Vorteil gegenüber anderen Verfahren wie Polling? Nennen Sie ein Beispiel.Antwort: Die meisten Betriebssysteme werden durch Interrupts gesteuert. Durch Polling ist die Leistungsfähigkeit geringer.
- 7Was bezweckt ein System Call? Stellen Sie den Ablauf eines System Calls anhand eines Beispiels dar.Antwort: Ein Prozess will eine Dienstleistung des Betriebssystems, der Prozess hat beispielsweise keinen direkten Zugriff auf die Hardware. Er bittet das Betriebssystem: Ein Interrupt wird ausgelöst, es wird in den Kernel Mode gewechselt und das Betriebssystem erledigt die Anfrage der Anwendung. Danach wird das ursprüngliche Programm im User-Mode fortgesetzt.
- 8In welcher Beziehung stehen Programm, Prozess und Thread zueinander? (In Worten)Antwort: Ein Programm, das ausgeführt wird ist ein Prozess (Instanz eines Programms). Ein Prozess kann einen oder mehrere Threads haben.
- 9Nennen Sie zwei Aufgaben eines Betriebssystems und beschreiben Sie diese kurz.Antwort: Anwendungen kontrollieren: Kontrolliert Ausführung von Programmen um Fehler zu verhindern.
Ressourcen Verwalten: Fällt Entscheidungen zwischen konkurrierenden Ressourcenanfragen, um diese effizient und gerecht zu verteilen. - 10Nennen Sie die 5 Punkte des ProzessmanagementErzeugen,Löschen
Ausführung aussetzen, wieder starten
Prozesse synchronisieren
Kommunikation zwischen Prozesse
Behandlung von Problemen z.B.Deadlock - 115. Skizzieren Sie den Prozess eines Kontext-Wechsels. (Zusammenspiel user process und kernel)
- 12Aufgaben von Betriebssystemen: SpeichermanagementEin Programm muss im Hauptspeicher sein, um ausgeführt zu werden
Verwaltung:
• welche Daten / Code /Prozesse stehen wo im Speicher
• welche Prozesse werden im Speicher geholt oder auf die Festplatte ausgelagert
• Speicherbereiche für Prozesse reservieren und freigeben - 13Speicherhierarchien Zugriff der CPURegister (innerhalb des Prozessors, extrem wenig/schnell/teuer)
Hauptspeicher (flüchtig, wenig, relativ teuer, nicht so schnell)
Festplatten / SSDs (groß, günstig, langsam)
Andere Massenspeicher (Cloud, DVDs, Backup-Bänder usw.: noch
größer/langsamer) - 14Aufgaben von Betriebssystemen: Dateisystem-ManagementAbstraktion von der Hardware
• Tracks / Sectors vs. Verzeichnisse / Dateien
Dateisystem
• Konsistenz bewahren, Ausfallsicherheit
• Verzeichnisse und Dateien:
• erzeugen, löschen
• verändern
• verwalten, schützen
• laden, speichern
• Festplatte organisieren - 15Aufgaben von Betriebssystemen: SicherheitProtection
• Kontrollierter Zugriff der Prozesse auf
Ressourcen
Security
• User authentifizieren
• Gruppen und Policies verwalten
• Rechteverwaltung
• Was darf ein User machen
• Z.B. Kein Zugriff auf fremde Dateien / Verzeichnisse - 16Was ist der Kernel?- Zentrale Anwendung des Betriebssystems
- Anwendung, die direkten Zugriff auf Hardware hat
- Läuft ständig
- Aufgabe: Prozess- und Datenorganisation - 17Wie läuft ein Interrupt ab?Das Betriebssystem sichert den aktuellen Stand des Programms
• beschäftigt sich mit dem Gerät (z.B. Daten holen à in die Speicher)
• führt also ein spezielles Programm dafür aus, je nach Interrupt
Tabelle: Interrupt Vektor à Interrupt Service Routine
• wenn es fertig ist
à wiederherstellen des Zustands vor dem Interrupt
à weitermachen mit dem Programm - 18Was ist ein Prozess? Welche Eigenschaften hat er? Ein Programm, das ausgeführt wird
Ein Prozess braucht Ressourcen: CPU, Speicher, I/O, Dateien...
Hat Attribute, Eigenschaften, Strukturen
Kann einen oder mehrere Threads haben
Wird vom Betriebssystem verwaltet
Informationen
- Beschreibung
- Der Nutzer hat seine Fachbereichs-Information gelöscht. Karteikarten am Kap.1 :Was ist und was tut ein Betriebssystem?, erstellt von Gelöschter Nutzer am 31/01/2019.
- Erstellt von
- Gelöschter Nutzer · Jan 2019
- Aktualisiert
- 31 Jan 2019
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- Erstellt von Johannes Müller · 31 Jan 2019
- Kopiert von Johannes Müller · 31 Jan 2019
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