Systemprogrammierung at TU Berlin

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Was ist die die implizite Prozessinteraktion?

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Nachteile von Busy waiting ?

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Was ist ein Prozess?

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Was unterscheidet einen User Level Thread von einem Prozess?

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Was ist die Sequentielle Unterbrechungsbehandlung?

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Was ist die Geschachtelte Unterbrechungsbehandlung?

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Was sind Interrupts/Unterbrechungen?

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Wie funktioniert ein Systemaufruf?

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Was versteht man unter Scheduling (Ablaufplannung) ?

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Was ist der Prozesskontrollblock (PCB)?

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Was ist die statische Prozessmenge?

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Was ist die Dynamische Prozessmenge?

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Systemprogrammierung

Was ist die die implizite Prozessinteraktion?

von impliziter Prozessinteraktion spricht man, dann wenn die Prozesse von ihrer Konkurrenz nichts mitbekommen z.B. beim warten auf ein exklusives Betriebsmittel, wie Netzwerkkarte.


Beide Prozesse würden jeweils ein Systemaufruf starten um das BM anzufordern, dabei übernimmt das BS die Rolle des Vermittlers und sieht implizit die Konkurrenz der beide Prozesse und wählt einen Prozess nach einem beliebigen Auswahlverfahren (FIFO,LIFO,bestfit etc.) aus.

Der andere wartende Prozess wird solange nicht beachtet bis das BM wieder frei ist.

Systemprogrammierung

Nachteile von Busy waiting ?

der wartende Prozess blockiert ständig die CPU durch seine ständigen abfragen, ob die Sperflag s sich verändert hat, welche sich nicht verändert haben kann, da der Prozess immer noch die CPU blockiert und somit der Prozess der das signal geben soll gar nicht dazu kommen kann.

Systemprogrammierung

Was ist ein Prozess?

Ein Prozess ist ein dynamisches Objekt, welches die sequenzielle Aktivitäten innerhalb eines Systems repräsentiert und damit eine bestimmte Aufgabe zu erledigen hat.


Ein Prozess besteht aus seinen Ressourcen im Speicher, seiner Verarbeitungsvorschrift (Programm Code) und einen Aktivitätsträger (Thread), in dem die Verarbeitungsvorschrift ausgeführt wird.  

Systemprogrammierung

Was unterscheidet einen User Level Thread von einem Prozess?

Zuerst einmal befinden sich Threads innerhalb eines Prozesses, der Prozess selber ist die Bündelungseinheit für seine Threads. Die Ausführungszustände der Threads, werden nicht, wie beim Prozess im PCB gespeichert sondern in einer Threadtabelle. Das Betriebssystem weiß von den User Level Threads nichts, nur vom Prozess bzw. Kernel Level Thread der die User Level Threads trägt. Die Verwaltung von Prozessen bzw. von den Kernel Level Threads ist dem Betriebssystem überlassen, die Verwaltung von den User Level Threads innerhalb eines Prozesses, ist jedoch der Laufzeitumgebung des Programms überlassen.

Systemprogrammierung

Was ist die Sequentielle Unterbrechungsbehandlung?

Unterbrechungen werden nacheinander in Auftrittsreihenfolge bearbeitet.

Hierbei werden andere Unterbrechungen während der Unterbrechungsbehandlung verboten. (Unterbrechungssperren setzen, disable Interrupts).

Das Verbot kann auf bestimmte Unterbrechungstypen beschränkt werden (Maskierung).

Systemprogrammierung

Was ist die Geschachtelte Unterbrechungsbehandlung?

Unterbrechungen werden nach ihrer Prioritätsklasse klassifiziert.

Sodass Unterbrechungen mit einer höheren Priorität Unterbrechungen mit einer niedrigeren Priorität unterbrechen kann.

Systemprogrammierung

Was sind Interrupts/Unterbrechungen?

Interupt ist ein Spezielles Signal, welches die CPU über das Ende einer Übertragung informiert.


Hierbei verfügt der Bus über (mindestens) eine Unterbrechungsleitung, welche nach jedem Befehl der CPU auf ein Signal (Spannung) überprüft wird.

Falls ja findet ein sofortiger Sprung in eine Prozedur zur Auswertung der Unterbrechung statt.

Falls Nein wird der nächste Befehl bearbeitet.

Systemprogrammierung

Wie funktioniert ein Systemaufruf?

  1. Anwendung bereitet Sytemaufruf vor (Register mit Parametern belege, architekturspezifisch)
  2. Anwendung führt spezielle Instruktion aus (svc/...)-> Trap
  3. Ausführung springt in den priviliegierten Modus
  4. BS analysiert Parameter, indentifiziert gewünschte Funktionalität 
  5. BS prüft Berechtigung, Ressourcen,.. führt ggf. gewünschte Funktion durch
  6. BS setzt Anwendung fort (Rückkehr in unprivilegierten Modus zur Instruktion, die der aus Schritt 2. folgt)

Systemprogrammierung

Was versteht man unter Scheduling (Ablaufplannung) ?

Unter Scheduling versteht man die Räumliche und zeitliche Zuordnung von Aktivitäten zu Instanzen, welche dies Aktivitäten durchführen können.

Systemprogrammierung

Was ist der Prozesskontrollblock (PCB)?

Der Prozesskontrollblock (PCB) eines Prozesses enthält Informationen durch die sich jeder Prozess eindeutig indentifizieren lässt, PID, Prozesszustand, Registerwerte der CPU (sofern Prozess nicht im Zustand laufend), Memory Pointer (Lage im Adressraum) und noch vieles mehr.


Diese Informationen ermöglichen es einen Prozess zu unterbrechen und später genau dort fortzuführen, wo dieser unterbrochen wurde.


Deswegen ist der PCB grundlegend für das BS, um Prozesse Nebenläufig auszuführen.

Systemprogrammierung

Was ist die statische Prozessmenge?

keine weiteren Prozesse kommen hinzu, d.h. alle Prozesse gegeben und ablauffähig.

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Was ist die Dynamische Prozessmenge?

während der Ausführung können neue Prozesse hinzukommen, auf die reagiert werden muss.

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