Technische Informatik II Rechnerarchitektur und Betriebssysteme Universität Bielefeld – Technische Fakultät AG Rechnernetze und verteilte Systeme Peter.

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1 Technische Informatik II Rechnerarchitektur und Betriebssysteme Universität Bielefeld – Technische Fakultät AG Rechnernetze und verteilte Systeme Peter B. Ladkin ladkin@rvs.uni-bielefeld.de Wintersemester 2001/2002

2 Technische Informatik II 2 Rechnerarchitektur " Hardware Architektur ¥ Von Neumann (stored program) ¥ CPU / Bus / Speicher / I/O " Software Architektur ¥ Stored-Programme ausführen ¥ Hardware-Kommunikationsbetrieb ¥ Multitasking (viele Programme "gleichzeitig" ausführen

3 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 3 Detailles " Peter Ladkin " Büro: C0-282 " Tel 106-3569. Fax 106-6482 " AG RVS Tel 106-3566 " Sprechstunde Mi 14.00-15.00 " ladkin@rvs.uni-bielefeld.deww ladkin@rvs.uni-bielefeld.deww " w.rvs.uni-bielefeld.de " Leider keine Tutoren

4 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 4 Aufbau der TechInf I und II " Bestimmte Lücken füllen " Inhalt über die Interessensgruppe GS TechInf " 2 Module für ein Multi-Uni-Projekt in Computer- unterstütztes Lernen " Anders als vorher " Vorheriger Inhalt "streamlined" " Zusätzlicher Inhalt, um die Lücken zu füllen

5 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 5 Provisorische Vorlesungsinhalt " Im Aufbau " Allgemeine Themen und Bilder für V 1-8 " Stories " Vorheriger Inhalt zuordnen und verkürzen " Skripte (TechInf I und II) gleichzeitig überarbeitet

6 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 6 Literaturhinweis - Skripte " TechInf 1 ¥ Existiert, muss überarbeitet werden ¥ Registerbau und Befehl-Ausführung fehlt " TechInf 2 ¥ Existiert als Folien ¥ Benutzt Beschriebungssprache TLA+ ¥ TLA+ wird vereinfacht (z.B. Keine Module mehr) ¥ Begleitungsskript für Rechnerstrukturen

7 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 7 Literaturhinweis - Bücher " Operating System Concepts ¥ Silberschatz und Galvin, 5. Ausg., Addison-Wesley Longman, 1998 " Modern Operating Systems ¥ Tanenbaum, 2. Ausg., Prentice-Hall, 2001 " Structured Computer Organisation ¥ Tanenbaum, 4. Ausg., Prentice-Hall, 1999 " Übersetzungen allgemein nicht zu empfehlen

8 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 8 Literaturhinweis - Bücher " Rechneraufbau und Rechnerstrukturen ¥ Oberschelp, Vossen, 6. Ausg., Oldenbourg 1994 ¥ Oldie but goodie (wie die Authoren.....)

9 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 9 Vorlesung 1 " Sie sehen es ¥ Einführung in den Inhalt

10 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 10 Vorlesung 2 " Allgemeine von Neumann Architektur " CPU Architektur " Wie ein vN-Computer sowie ein CPU funktioniert im allgemein " Assembly-Sprache " Befehl-Ausführung

11 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 11 Architektur eines vN-Rechners

12 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 12 Architektur eines CPUs

13 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 13 Vorlesung 3 " Bus Architektur in Detaille " RAM " Wie Speicher adressiert wird " Wie I/O adressiert wird

14 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 14 Bus-Architektur

15 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 15 Multibus-Architektur

16 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 16 Vorlesung 4 " Virtueller Speicher " Paging " Allegemeine Memory Management

17 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 17 Virtuelle Speicher: Übersetzung

18 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 18 Virtuelle Speicher - Mapping

19 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 19 Vorlesung 5 " Interrupts ¥ Wie geregelt ¥ Softwaremässig disabled

20 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 20 Interrupts - Benutzung

21 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 21 Vorlesung 6 " Single-tasking (Bsp. MS-DOS) " Multitasking (Bsp. Unix/Linux) ¥ Multitasking über Interrupts

22 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 22 Single Tasking - MSDOS

23 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 23 Vorlesung 7 " Architektur für Multitasking ¥ Queues " Active " Ready " Waiting

24 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 24 Multitasking - Unix

25 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 25 Vorlesung 8 " Scheduling Policies " Stories

26 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 26 Vorlesung 9 " Stories

27 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 27 Vorlesungen 10-16 " Reste

28 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 28 File-Systeme " Verwaltung " Fragmentierung " Garbage Collection

29 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 29 Prozessen und -Verwaltung " Prozess-Tabelle " Prozess-Ausführung (Bsp. Unix) ¥ Fork ¥ Exec ¥ Signals

30 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 30 Exclusive Access an Ressourcen " Mehrere Benutzer; ein Drucker " Mehrere Prozessen, ein CPU " Mutual Exclusion

31 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 31 Mutual Exclusion " Probleme " Tools (insbesondere Semaphoren) " Beschreibung von Zustand und Aktionen " Problem-Behandlung und -Beseitigung " Achtung, Mathe!

32 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 32 Scheduling " General-purpose Systeme (Desktops) " Echtzeit-Systeme (Handy's, Auto-Spritz- Systeme) " Safety-critical Systeme (Flight Control Computer, ABS, insb. Für Flugzeuge, Notfall- Systeme in Kraftwerke)

33 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 33 Prozess und Zustand Beschreibung

34 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 34 Prozess Beschreibung

35 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 35 Prozess Beschreibung - Explosion

36 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 36 Zustands-Änderungen

37 Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II 37 Fin " Provisorisch " Genügend für heute