Betriebssysteme at Duale Hochschule Baden-Württemberg

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Was ist das Ziel von Rechensystemen?

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Wie heißen die verschiedenen Modi in einem OS?

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Welche Arten von Multiplexing gibt es?

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Können Anwendungen auf die Hardware zugreifen?

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Was muss das OS über die Hardware wissen?

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Was hat ein CPU alles?

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Was ist ein Prozess?

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Was sind Adressräume?

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Was sind Dateien?

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Wie sieht der Datenschutz im OS aus?

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Was ist eine Shell?

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Betriebssysteme

Was ist das Ziel von Rechensystemen?

Sie sollen Probleme lösen

Betriebssysteme

Wie heißen die verschiedenen Modi in einem OS?

User Mode -> Anwendungen wie Email etc -> eingeschränkter Zugriff auf Befehlssätze durch OS

Kernel Mode -> OS/Hardware direkt Zugriff -> Vollzugriff auf alle Befehlssätze


OS ist Software im Kernmodus

Betriebssysteme

Was sind die Aufgaben eines OS?

1. Abstraktion der Hardware

- nur notwendige Funktionen der Hardware -> billiger

- ähnliche Architektur -> große Unterschiede im Verhalten (Controller, Speicher) -> OS sorgt für einheitliche Zugriffe


2. Verwaltung von Ressourcen

- Anwendungen brauchen Ressourcen

- Mehrprozess/Mehrnutzer Betrieb

- gerechte Aufteilung der Ressourcen

- Multiplexing


"Mittler zwischen Anwendung und Hardware"

Betriebssysteme

Welche Arten von Multiplexing gibt es?

Zeitlich -> Aufgaben werden alle nacheinander abgearbeitet

Räumlich -> Aufgaben werden gleichzeitig abgearbeitet mit aufgeteilten Ressourcen

Betriebssysteme

Können Anwendungen auf die Hardware zugreifen?

Nein


Anwendung

------------------------ Virtual Machine Interface

OS

------------------------ Physical Machine Interface

Hardware

Betriebssysteme

Was muss das OS über die Hardware wissen?

Es MUSS die Details der Hardware kennen um die Abstrahierung für den Programmierer zu garantieren und eine Ressourcen-Verwaltung realisieren zu können

Betriebssysteme

Was hat ein CPU alles?

- ist das Gehirn des Computers

- unterschiedliche Menge an Befehlen auf jedem CPU

- Laden der Befehle dauert länger als Ausführung

- Spezialregister

-> Befehlszähler (Speicheradresse des nächsten Befehls)

-> Kellerregister ( enthält Eingabeparameter, lokale Variablen, etc)

-> Programstatuswort (welcher Modi, Status, CPU-Prio, Rechte)

- Verwaltung durch Multiplexing -> Zeitlich/Multithreading

- Systemaufruf (TRAP, Moduswechsel)

Betriebssysteme

Was ist ein Prozess?

= Programm in Ausführung

- Aktivitätseinheit mit Eigenschaften (Adressraum, Speicherstellen, Register, Fehlersignale, offene Dateien, verbundene Prozesse)

- Unterstützt Multiprogrammierung/Parallelität

- jeder Prozess besitzt virtuelle CPU (mit eigenen Befehlszähler, Variablen, Adressraum)

- hat EINEN eigenen Thread of Control (Ausführungsfaden)


- Systemaufrufe für Prozesse (Erzeugen/Beenden)

- Hierarchie (Priorität)

- Signale von OS an Prozess

- Benutzer/Rechte System (Benutzerid/Gruppenid/Admin)


Betriebssysteme

Was sind Adressräume?

- Konzept zur Verwaltung von RAM

- Unterteilung des RAMs in Adressräume -> keine gegenseitige Beeinflussung

- oft in Hardware realisiert aber durch OS verwaltet

- Problem begrenzter Speicher -> Virtueller Speicher auf HDD/SSD


Betriebssysteme

Was sind Dateien?

- Einheit zum Speicher von Daten (persistent) -> logische Informationseinheit

- Dateisystem ist Teil des OS

- Verbergen der Details von Festplatten und anderen Speichergeräten (abstraktion)

- Systemaufrufe (Create, Move, Open, Delete,Write,Close,Read)


- Root directory 

- working directiory (aktuelles dir)

- file descriptor (erzeugt beim öffnen)


- Spezia-Datei

-> Zeichendateien

-> BLockdateien (USB, SSD)


- Pipe

-> Datentransfer zwischen Prozessen

Betriebssysteme

Wie sieht der Datenschutz im OS aus?

Authentifizierung über:

- BenutzerID, GruppenID, Admin

- Eigentümer von Dateien/Prozessen


Autorisierung:

- rwx Bits read write execute

Betriebssysteme

Was ist eine Shell?

Was nutzt sie?

Ist sie Teil des OS?

- Kommandozeilen Interpreter

- nutzt Systemaufrufe

- KEIN Teil des OS

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