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@ -2,7 +2,20 @@
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\usepackage[utf8]{inputenc}
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\usepackage{tikz}
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\usepackage{pdflscape}
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\usepackage{verbatim}
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\usetikzlibrary{mindmap}
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\usepackage[hidelinks,pdfencoding=auto]{hyperref}
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% Information boxes
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\newcommand*{\info}[4][16.3]{
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\node [ annotation, #3, scale=0.65, text width = #1em, inner sep = 2mm ] at (#2) {
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\list{$\bullet$}{\topsep=0pt\itemsep=0pt\parsep=0pt
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\parskip=0pt\labelwidth=8pt\leftmargin=8pt
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\itemindent=0pt\labelsep=2pt}
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#4
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\endlist
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};
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}
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%%%% Predefined Colors: black, blue, brown, cyan, darkgray, gray, green, lightgray, lime, magenta, olive, orange, pink, purple, red, teal, violet, white, yellow.
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@ -69,26 +82,26 @@
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child{node{Robustheit}}
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}
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child[concept color=blue!30]{node{Betriebssysteme}
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child{ node {Mainframe Betriebssystem}
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child{ node {Mainframe}
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child{ node {performante E/A}}
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child{ node {Massen-daten-verarbeitung}}
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}
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child{ node {Server Betriebssystem}
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child{ node {Server}
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child{ node {Web Server, Fileshare}}
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}
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child{ node {Parallelrechner Betriebssystem}
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child{ node {parallele Algorithmen mit hohem Rechenbedarf}}
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child{ node {Parallelrechner}
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child{ node {parallele Algorithmen, hoher Rechenbedarf}}
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child{ node {schnelle IPC}}
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}
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child{ node {Desktop/Laptop Betriebssystem}
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child{ node {Desktop/Laptop}
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child{ node {Interaktivität \& Responsivität}}
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}
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child{ node {Echtzeit Betriebssystem}
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child{ node {Echtzeit}
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child{ node {Einhaltung zeitlicher Garantien}}
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child{ node {Fahrzeug-, Anlagensteuerung}}
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}
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child{ node {Eingebettete Systeme}
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child{ node {in Fahrzeugen, Kaffeemaschinen...}}
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child{ node {Eingebettete}
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child{ node {Controller, Kaffeemaschinen,...}}
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}
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}
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;
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@ -99,9 +112,9 @@
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level 1/.append style={level distance=4cm, sibling angle=90},
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level 2/.append style={level distance=3cm, sibling angle=35},
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every node/.append style={scale=0.8}]
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\node{Prozessormanagement}
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child[concept color=blue!30] { node {Prozesserzeugung}
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child { node {Vorraus-setzungen}
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\node{Prozessor-management}
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child[concept color=blue!30] { node {Prozess-erzeugung}
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child { node {Vorraussetzungen}
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child { node {Rechte}}
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child{ node {Ressourcen Verfügbar}}
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child{ node {Sicherheit}}
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@ -137,11 +150,11 @@
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child{node{Rechte-management}}
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child{node{Speicher-management}}
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||||
child{node{Prozessor-management}}
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||||
child{node{Kommunikations-management}}
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||||
child{node{Kommu-nikations-management}}
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||||
child{node{Virtueller Adressraum}}
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child{node{allg Ressourcen Management}}
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}
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child[concept color=green!30] { node {Prozessterminierung}
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child[concept color=green!30] { node {Prozess-terminierung}
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child{node{durch}
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child{node{Aufgabe erledigt}}
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child{node{Fehler aufgetreten}}
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@ -181,10 +194,74 @@
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level 2/.append style={level distance=3cm, sibling angle=30},
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every node/.append style={scale=0.8}]
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\node{Scheduling}
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child { node {Scheduler-aktivierung}}
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child { node {Aktivierung}
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child{node{Threadzustände im 3/5 Modell}
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child{node{bereit: kann aktiv werden}}
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child{node{aktiv: arbeitet}}
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child{node{blockiert: wartet auf Ereignis}}
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child{node{frisch: erzeugt, Rechte fehlen}}
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child{node{beendet: in Freigabephase}}
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}
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child{node{Entscheidung Überprüfen bei}
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child{node{Prozess/Thread Erzeugung/Terminierung}}
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child{node{Ereignis eintritt}}
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child{node{Wechsel von Prioritäten}}
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child{node{periodisch}}
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}
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}
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child{node{Ziele}
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child{node{abhängig von Einsatz des Betriebssystems}}
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child{node{ergänzt durch allg Ziele}}
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child{node{Einhaltung von Fristen}}
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child{node{Minimieren der Thread/Prozess-wechsel}}
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}
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child { node {Scheduling Strategien}
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child { node {Batch-System}}
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child { node {Interaktives System}}
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||||
child { node {Batch-System}
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child{node{Auslastung teurer Betriebsmittel (CPU)}}
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child{node{Minimierung der Scheduling Kosten (wenig Wechsel, kurze Laufzeiten)}}
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child{node{Maximierung des Durchsatzes (erledigte Arbeit/Zeit)}}
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child{node{First Come First Served}
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||||
child{node{in Reihenfolge der rechenbereiten}}
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||||
child{node{sehr einfach, guter durchsatz}}
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||||
child{node{nicht immer klug}}
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}
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child{node{Shortest Remaining Time Next}
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||||
child{node{Thread mit vorr. kürzester Restrechenzeit}}
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child{node{preemtiv; konkurrrierende Threads verdrängen}}
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child{node{Restlaufzeit muss vorliegen}}
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}
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}
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||||
child { node {Interaktives System}
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child{node{Benutzer kann eingreifen}}
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||||
child{node{Minimierung von Reaktionszeiten}}
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child{node{Fairness (mehrere Benutzer)}}
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||||
child{node{Round Robin Varianten}
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||||
child{node{jeder Thread gleicher Teil der Zeitscheibe}}
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||||
child{node{einfach zu implementieren}}
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||||
child{node{geringe Algorithmuskosten}}
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||||
child{node{schnelle Entscheidungen}}
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||||
child{node{geringes Wissen notwendig}}
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}
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}
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||||
}
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||||
child{node{Prioritäten}
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||||
child{node{jeder Thread erhält indv. Priorität}}
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||||
child{node{höchste Prioritäten erhalten Prozessor}}
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||||
child{node{gleiche Priorität: Round Robin}}
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}
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||||
child{node{in Echtzeitsystemen}
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||||
child{node{EDF: earliest deadline first}
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child{node{dynamische Lasten; adaptiv}}
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child{node{Threads nennen Deadline/Frist}}
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||||
child{node{kausale und zeitliche Unabhängigkeit}}
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||||
child{node{Priorität setzt kürzere Fristen}}
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}
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||||
child{node{RMS: rate-monotonic scheduling}
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child{node{periodische Lasten}}
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||||
child{node{Threads nennen Periodendauer}}
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||||
child{node{kürzeste Periodendauer aktiv}}
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||||
child{node{statische Prioritäten}}
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}
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||||
};
|
||||
\end{tikzpicture}
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||||
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||||
@ -193,7 +270,41 @@
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||||
level 1/.append style={level distance=4cm},
|
||||
level 2/.append style={level distance=3cm, sibling angle=30},
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||||
every node/.append style={scale=0.8}]
|
||||
\node{Privilegierungsebenen};
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||||
\node{Privilegierungsebenen}
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||||
child{node{Konzepte}
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||||
child{node{private Adressräume}}
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||||
child{node{Zugriffsschutz auf Arbeitsspeicherbereiche}}
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||||
}
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||||
child{node{kritische Operationen}
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||||
child{node{Abschalten der Uhr}}
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||||
child{node{Abschalten des Ereignismanagement}}
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||||
child{node{Veränderung des Speicherlayouts}}
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||||
child{node{Veränderng kritischer Prozessorkontrollregister}}
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||||
child{node{Zugriff auf E/A Geräte}}
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||||
}
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||||
child{node{P. Ebenen}
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||||
child{node{steuern Rechte}
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||||
child{node{zur Ausführung privilegierter Prozessorinstruktionen}}
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||||
child{node{zur Konfiguration des Arbeitsspeicher-Layouts}}
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||||
child{node{zum Zugriff auf Arbeitsspeicherbereiche}}
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||||
child{node{zum Zugriff auf E/A-Geräte}}
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}
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child{node{realisiert in Ringen (0-3)}}
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}
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child{node{Implementierung}
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child{node{Hardware Unterstützung}}
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child{node{Teil "Current Privilege Level" (CPL)}}
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||||
child{node{permantente Überwachung}}
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||||
child{node{Änderung der CPL beschränken}}
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||||
}
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||||
child{node{Botschaften}
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||||
child{node{P.E. < 3 ablaufende Aktivität hat Zugriff auf kritische Ressourcen}}
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||||
child{node{P.E. 0 ablaufende Aktivität hat Zugriff auf}
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||||
child{node{Ressourcen eines Prozessors}}
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||||
child{node{MMU-Register zur Arbeitsspeicherkonfiguration}}
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||||
child{node{Register der E/A-Peripherie}}
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}
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||||
};
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||||
\end{tikzpicture}
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||||
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||||
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Kommunikation und Synchronisation
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@ -202,15 +313,62 @@
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||||
level 2/.append style={level distance=3cm, sibling angle=30},
|
||||
every node/.append style={scale=0.8}]
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||||
\node{Kommunikation und \\Synchronisation}
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||||
child { node {Elementare Konzepte}}
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||||
child { node {wechselseitiger Ausschluss}}
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||||
child { node {Elementare Konzepte}
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child{node{Ziel}
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child{node{nur 1 Thread darf zu einem Zeitpunkt mit best. Speicherbereich arbeiten}}
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||||
child{node{erst nach beendigung, darf ein anderer Thread damit arbeiten}}
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}
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child{node{Austausch von Daten zwischen Prozessen $\rightarrow$ Kommunikation}}
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child{node{Abweichende Geschwindigkeiten von Sender und Empfänger $\rightarrow$ Synchronisation}}
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||||
child{node{Eine Phase, in der ein Thread eine exklusive Operation auf einer Ressource ausführt, heißt kritischer Abschnitt.}}
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||||
child{node{Kritische Abschnitte erfordern den wechselseitigen Ausschluss (die Isolation) konkurrierender Threads bzw. Prozesse.}}
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}
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child { node {wechselseitiger Ausschluss}
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child{node{Korrektheit: in kritischen Abschnitt höchstens ein Thread}}
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||||
child{node{Lebendigkeit: Falls ein Thread einen kritischen Abschnitt betreten möchte, dann betritt (irgendwann) ein Thread diesen Abschnitt.}}
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||||
child{node{Verhungerungsfreiheit: Kein Thread wartet für immer vor einem kritischen Abschnitt}}
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}
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child { node {Mechanismen}
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child { node {(binäre) Semaphore}}
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child { node {Hoare'sche Monitore}}
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child { node {(binäre) Semaphore}
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child{node{2 Zustände: frei, belegt}}
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child{node{2 atomare Operationen}
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child{node{belegen: P}}
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child{node{freigeben: V}}
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}
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child{node{Sämtliche Nutzer dieses kritischen Abschnitts müssen diese semaphore verwenden}}
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child{node{Unterstützung durch Hardware: die TSL-Operation (TestAndSetLock)}}
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||||
child{node{Implementierung im Ressourcenmanagement}}
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||||
child{node{Mehrwertiger Semaphor (oder Zählsemaphor) mit mehreren Semaphoren; maximaler Sem-Wert = n, bestimmt maximale Anzahl von Threads, die gleichzeitig aktiv sein können}}
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}
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child { node {Hoare'sche Monitore}
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child{node{Zusammenfassen von Daten/Operationen/Zugriff zu abstrakten Datentyp}}
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child{node{Zugriff auf Daten über implizit synchronisierende Operation}}
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||||
child{node{kritischer Abschnitt und Daten in durch Monitor geschütztem Bereich}}
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child{node{wechselseitiger Ausschluss}
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child{node{Türsteher an Eingang \& Ausgang}}
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child{node{Betreten nur mit Monitor Zustimmung}}
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child{node{falls Thread in Monitor aktiv, kein weiterer rein (P)}}
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||||
child{node{falls Thread Monitor verlässt, Wartenden rein (V)}}
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||||
child{node{Threads Verlassen statt Warten im Monitor}}
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}
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child{node{je Monitor eine Semaphor}}
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child{node{am Eingang eine P-Operation}}
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child{node{am Ausgang eine V-Operation}}
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}
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}
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child { node {weitere}
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child { node {Trans-aktionaler Speicher}}
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child { node {Botschaften}}
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child { node {Trans-aktionaler Speicher}
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child{node{keine Sperre bei Ausschluss $\rightarrow$ Parallelität}}
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child{node{nach Operation untersuchen auf Fehler und Korrektur}}
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child{node{Kombination mit Transaktionen}}
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}
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child { node {Botschaften}
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child{node{für Kommunikation zwischen}}
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child{node{Prozessen innerhalb eines Systems}}
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child{node{Anwendungsprozessen}}
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child{node{Senden/Empfangen von Botschaften}}
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child{node{Kommunikationsparadigma}}
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}
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child { node {Fernaufrufe (Remote Procedure Calls)}}
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child { node {System-aufrufe}}
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child { node {Ereignis-management}}
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