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Description
Flashcards by Johannes Müller, updated more than 1 year ago
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Created by Johannes Müller
about 5 years ago
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| Question | Answer |
| Nennen 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) |
| Wie 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) |
| Nennen 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) |
| Erklären 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 |
| Nennen 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 |
| Wofür 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. |
| Was 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. |
| In 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. |
| Nennen 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. |
| Nennen Sie die 5 Punkte des Prozessmanagement | Erzeugen,Löschen Ausführung aussetzen, wieder starten Prozesse synchronisieren Kommunikation zwischen Prozesse Behandlung von Problemen z.B.Deadlock |
| 5. Skizzieren Sie den Prozess eines Kontext-Wechsels. (Zusammenspiel user process und kernel) | |
| Aufgaben von Betriebssystemen: Speichermanagement | Ein 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 |
| Speicherhierarchien Zugriff der CPU | Register (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) |
| Aufgaben von Betriebssystemen: Dateisystem-Management | Abstraktion von der Hardware • Tracks / Sectors vs. Verzeichnisse / Dateien Dateisystem • Konsistenz bewahren, Ausfallsicherheit • Verzeichnisse und Dateien: • erzeugen, löschen • verändern • verwalten, schützen • laden, speichern • Festplatte organisieren |
| Aufgaben von Betriebssystemen: Sicherheit | Protection • 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 |
| Was ist der Kernel? | - Zentrale Anwendung des Betriebssystems - Anwendung, die direkten Zugriff auf Hardware hat - Läuft ständig - Aufgabe: Prozess- und Datenorganisation |
| Wie 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 |
| Was 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 |
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