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Fragen und Fragestellungen zum Verständnis zur Vorlesung
Prozesszustände und Zustandsmodelle
Warum existieren Prozesszustände? Gehen Sie speziell auf die Prozesszustände „bereit“ und „blockiert“ ein.
Welches sind die in praktisch jedem Betriebssystem implementierten (grundlegenden) Prozesszustände?
Nennen Sie Gründe für die Einführung weiterer Prozesszustände. Welche weiteren Prozesszustände sind Ihnen bekannt?
Was ist die Aufgabe von Zustandsmodellen?
Charakterisieren Sie das 3/5- und das 7-Zustandsmodell.
Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Prozesszuständen, Zustandsmodellen und der Automatentheorie?
Scheduler
Aus welchen Gründen existiert im Betriebssystem die Komponente „Scheduler“ und welche Aufgaben hat diese?
Besitzt jedes Betriebssystem einen Scheduler?
Charakterisieren Sie die Arbeitsweise eines Schedulers.
Welche Vorkommnisse können allgemein zu einer Aktivierung des Schedulers führen?
Scheduling-Strategie und Scheduling-Algorithmus
Nennen Sie mögliche strategische Ziele des Scheduling.
Was ist der Unterschied zwischen Scheduling-Strategie und Scheduling-Algorithmus?
Kontextwechsel
Was bedeutet es, einen Kontextwechsel auszuführen? Was muss dabei alles getan werden?
Wodurch entstehen die Kosten eines Kontextwechsels und worauf wirken sich diese aus?
Last und Lastmuster
Was ist unter „Last“ in einem Computer-System zu verstehen?
Welche charakteristischen Lastmuster könnten dabei vorliegen?
Welcher mögliche Zusammenhang existiert zwischen verschiedenen Lastmustern und verschiedenen Schedulingstrategien?
Batch-Systeme, Interaktive Systeme und Echtzeitsysteme
Wodurch sind die genannten Systeme jeweils charakterisiert?
Nennen Sie jeweils geeignete Scheduling-Strategien und charakterisieren Sie diese.
Privilegierungsebenen
Welchen Sinn haben Privilegierungsebenen?
Welches sind die grundlegenden, typischerweise verwendeten Privilegierungsebenen?
Wie wirkt sich die Ausführung einer Aktivität in einer bestimmten Privilegierungsebene auf deren Arbeitsweise aus?
Synchronisation & Kommunikation
Was versteht man unter einem kritischen Abschnitt?
Warum darf sich in einem kritischen Abschnitt immer nur 1 Thread aufhalten?
Wie können kritische Abschnitte geschützt werden?
Was ist eine exklusiv nutzbare Ressource?
Welchen Zusammenhang gibt es zu kritischen Abschnitten?
Welcher Zusammenhang existiert zwischen „exkluviv nutzbarer Ressource“, „kritischer Abschnitt“ und „race conditions“?
Semaphor
Beschreiben Sie einen Semaphor?
Wozu wird er verwendet?
Monitor (Hoar‘scher)
Beschreiben Sie einen Monitor?
Wozu wird dieser verwendet?
Welche Vorteile bieten Monitore gegenüber Semaphoren?
Was bedeutet Atomarität (von Anweisungen)?
Wo ist Atomarität bei Semaphoren notwendig?
Wie kann Atomarität durch Maschinenbefehle unterstützt werden?
Wozu dienen Bedingungsvariable? a) bei Monitoren
b) Welche Verwendungsmöglichkeiten sind noch denkbar?
Transaktionaler Speicher
Welche Entwicklungen führten zu Entwicklungsarbeiten bezüglich dieses Konzepts?
Verbirgt sich hinter diesem Konzept eine pessimistische oder eine optimistische Herangehensweise an die Synchronisationsproblematik – und warum?
Botschaften und botschaftenbasierte Kommunikation
Unter welchen Bedingungen muss botschaftenbasierte Kommunikation zur Anwendung kommen?
Charakterisieren Sie die 2 elementaren Methoden zur Realisierung botschaftenbasierter Kommunikation!
Fernaufrufe
Warum wird unter den entsprechenden Bedingungen (siehe oben) nicht alle Kommunikation über Botschaften abgewickelt – was ist das Besondere an den stattdessen auch verwendeten Prozedurfernaufrufen bzw. Methodenfernaufrufen?
Wie ist die Kommunikation in Mikrokern-Betriebssystemen organisiert?
Systemaufrufe
Welchem Zweck dienen Systemaufrufe?
Welche Beispiele von Systemaufrufen sind Ihnen bekannt? – Wozu dienen diese jeweils?
Warum realisieren Systemaufrufe keinen direkten Einsprung in den Betriebssystemkern?
Mit welchen Problemen muss bei der Realisierung von Systemaufrufen umgegangen werden – und wie sehen die Lösungen aus?
Ereignisse und Ereignismanagement
Welche Dinge sind im Betriebssystemkontext Ereignisse?
Welche Möglichkeiten gibt es, mit Ereignissen umzugehen?
Welche Vorteile bieten Interrupts (Unterbrechungen)?
Welche drei Modelle gibt es zum Umgang mit Interrupts?
Was sind Interruptvektor, Interruptvektortabelle und Interrupt-Service-Routinen?
Warum und inwieweit ist die Rechner-Hardware in die Interrupt-Bearbeitung involviert?
Was versteht man unter Interrupts auf Anwendungsebene und wie kann damit umgegangen werden?