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Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Studiengang Informatik FHDW Vorlesung Betriebssysteme 1. Quartal 2002.

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1 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Studiengang Informatik FHDW Vorlesung Betriebssysteme 1. Quartal 2002

2 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Betriebssysteme: Allgemeines In diesem zweiten Abschnitt der Vorlesung Betriebssysteme sollen aufbauend auf die Grundkonzepte und Architekturen, sowie auf das Prozesskonzept die Speicherverwaltung und die Dateiverwaltung detaillierter eingegangen werden. Zudem soll anhand von praktischen Demonstrationen die Möglichkeiten des Einsatzes und die Funktionsweise von Virtuellen Maschinen verdeutlicht werden.

3 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Wiederholung Allgemeine Begriffsdefinitionen Geschichte der Betriebssysteme Betriebssystem-Konzepte Prozesskonzept (Modell) Prozesskommunikation Kritische Abläufe Prozesskommunikationsprobleme Das Philosophenproblem

4 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Prozess-Scheduling Grundsätzliches Verfahren Kriterien für Scheduling-Verfahren Round-Robin-Scheduling Prioritäts-Scheduling Mehrere Schlangen Shortest-Job-First Garantiertes Scheduling Zweistufiges Scheduling Umsetzung bei den aktuellen BS in der Praxis

5 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Detaillierte Diskussion der Scheduling- Verfahren Verschiedene Kriterien Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Verfahren Round-Robin-Scheduling Prioritäts-Scheduling Zweistufiges Scheduling Umsetzung bei den aktuellen BS in der Praxis Beispiel Windows NT 4.0 Aufbau und Architektur von Windows-NT 4.0 (siehe auch White-Paper)

6 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Speicherverwaltung Aufgaben der Speicherverwaltung Einfache Speicherverwaltung Fragmentierung (interne / externe) Verschiebbarkeit (Relocation) Organisationsformen (Bitmap, verkettete Listen..) Virtueller Speicher Segmente, Seiten, Seitenrahmen

7 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Allgemeine Speicherverwaltung Virtuelle Speicherverwaltung Paging / Demand Paging Caching Swapping Verschiedene Realisierungen bei aktuellen Betriebssystem-Varianten Translation LookAside Buffer (TLAB) Thrashing Lokalitätsprinzip Working Set

8 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Speicherverwaltung am Beispiel von Linux Paging Das Virtuelle Speichermodell Die Page Table im Detail Page Allocation und Page Deallocation Memory Mapping & Demand Paging Caching Die verschiedenen Caches Swapping Auslagern von Speicherseiten Der Kernel Swap Demon (kswapd) Freimachen von Speicherseiten

9 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Speicherverwaltung bei Linux Paging, Caching, Swapping Ein- /Ausgabe-System Anforderungen Physisches Ein- /Ausgabe-System Aufgaben eines Gerätetreibers Polling / Interrupt Logisches Ein- /Ausgabe-System Dateiverwaltung Dateikonzept (Datei, Dateisystem)

10 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Dateiverwaltung Dateikonzept (Datei, Dateisystem) Dateiorganisation logische Struktur Zugriffsformen Sequentieller Zugriff Wahlfreier Zugriff Indexsequentieller Zugriff Speicherplatzzuordnung und -Verwaltung Verzeichnisse Datenträger- Organisation Beispiel: Virtuelle Maschinen und Dateisysteme

11 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Datenträger-Organisation Sicherheit und Zugriffsschutz Leistungsverbesserungen Systemdienste zur Dateiverwaltung Praktische Beispiele für den Einsatz von Dateisystemen (MS-DOS, NTFS, ext2...)

12 Vorlesung: Betriebssysteme © 2002 Prof. Dr. G. Hellberg 1 Vorlesungseinheit Zusammenfassung und Wiederholung Klausurvorbereitung Praktische Beispiele und Ausblick


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