Berufliches Gymnasium Technikwissenschaft. Gliederung des Gesamtvortrages 1. Halbjahr Architektur...

Berufliches Gymnasium

Technikwissenschaft

Gliederung des Gesamtvortrages1. Halbjahr

Architektur von DV-Systemen Binär-, Dual-, Dezimal- und

Hexadezimalsystem Technischer Aufbau der CPU Speichertypen

RAM-Technologien

Hauptplatine und Chipsatz

Gliederung des Gesamtvortrages2. Halbjahr

Betriebssysteme / Software Prozesse und Rechenkerne Prozesskommunikation Virtualisierung und virtuelle Geräte Technische Informatik

Ein- und Ausgabegeräte Speicherarten

Bussystem

Bussystem = Gesamtheit aller elektrischen Leitungen

DATENBUS DATENBUS Träger der Daten, der Prozessor liest die Daten vom DatenbusTräger der Daten, der Prozessor liest die Daten vom Datenbus

ADRESSBUS ADRESSBUS Jede Baugruppe hat eine eigene Adresse, sodass eine eindeutige Jede Baugruppe hat eine eigene Adresse, sodass eine eindeutige

Zuordnung ermöglicht wird. Im Adressbus werden diese Adressen Zuordnung ermöglicht wird. Im Adressbus werden diese Adressen gespeichert. gespeichert.

STEUERBUSSTEUERBUS Unter Verwendung des Steuerbusses gibt der Prozessor bekannt was Unter Verwendung des Steuerbusses gibt der Prozessor bekannt was

mit den Daten im Datenbus geschehen soll, er ist somit der Träger von mit den Daten im Datenbus geschehen soll, er ist somit der Träger von eventuellen Befehlen.eventuellen Befehlen.

Rechnen im Binärsystem

Dezimalsystem 172 d

Hexadezimalsystem AC h

Dualsystem / Binärsystem 10101100 b

Umwandlungen um Binärsystem

172 d =

172 : 2 = R 0 86 : 2 = R 0 43 : 2 = R 1 21 : 2 = R 1 10 : 2 = R 0 5 : 2 = R 1 2 : 2 = R 0 1 : 2 = R 1

1010 1100 b =

1010 b = 0A h 1100 b = 0C h

AC h

1010 1100 b AC h

Beispiel für eine Addition

1 1 1 1 1 0 1 1 1 0

1 0 1 1 1 0 0 1 1

+ 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1

Codes

Vorschriften für eine eindeutige Zuordnung, zwischen Zeichen eines Zeichensatzes und den Zeichen eines anderen Zeichensatzes

Numerische Codes Codiert Ziffern

Alphanumerische Codes Codieren Ziffern, Buchstaben und Steuerzeichen ASCII

Leitungscodes Umwandlung von Binären in Digitale Signale

ASCII

„DaY“ D = 68d = 1000100 A = 97d = 1100001 Y = 121d = 1111001

1000100-1100001-1111001

RAM Technologien

RAM-Bausteine haben 2 Technologien

SDRAM DRAM

Refresh - Methoden

Burst-Refresh Cycle-StealingHidden-RefreshSelf-Refresh

Betriebssystem / Software

Software Summe aller digital speicherbaren Programme

und Daten

SystemsoftwareAnwendersoftware

Betriebssysteme

Verwaltung aller BSVerwaltung und Sicherung von Daten und

ProgrammenSicherung einer störungsfreien

Ausführbarkeit von Anwendungen

Klassifizierung von Betriebssystemen

Nach BenutzerwahlNach ProgrammwahlNach Prozesszahl

„echtes“ und „unechtes“ Multitasking Präemptives und Kooperatives MT

Prozesse und Rechenkerne

Prozess für Auftrag aus:

Von Benutzer = Benutzerprozess

Von Betriebssystem = Systemprozess

Hierarchie

Beim Erzeugen von Prozessen entsteht in Systemen eine art Prozesshierarchie

Vater-Sohn-Relation Von einem Prozess erzeugter Prozess

ist der SohnDer erzeugte Prozess ist der Vater

Inhalt gehört → Liste der Sohnprozesse und Angabe des Vaterprozesses

Prozesse und Rechenkerne

Fast alle Prozesse haben eigene Prozessadressräume

Leichtgewichtsprozesse (Threads) laufen in Prozessadressräumen normaler Prozesse ab

Prozesse und Rechenkerne

Prozesskontext

Enthält Informationen, die das BS über einen Prozess besitzt

Bestimmte Teile des Prozesskontextes werden als Prozessattribute bezeichnet

Im BS nicht zusammenhängend abgelegt sondern gruppiert

Identifikatoren

Ein Prozess besitzt einen internen Namen, den Prozessidentifikator.

Der interne Name ist Systemorientiert Nur innerhalb des Rechensystems

eindeutig

Rechte

Rechte enthalten primär Zugriffsrechte auf die vom Betriebssystem verwalteten Objekte

Andere Art von Rechten belegt bestimmte Menge eines Betriebsmittels über eine bestimmte Zeitspanne

Prozessprioritäten geben Wichtigkeit von Prozessen bei Anforderung von Betriebsmitteln

Arbeitszustand

Arbeitszustand enthält alle notwendigen Informationen für die Rechnerkernverwaltung nicht existierend wartend rechenbereit rechnend

Zustandsübergänge

Übergänge zwischen den Arbeitszuständen erfolgen durch Dienste der: Prozessverwaltung Ereignisverwaltung Rechenkernverwaltung

Strategien

Strategien: Priorität des Prozesses Reihenfolge des Eintreffen eines Auftrages Zeitschreibenverfahren

Prozessliste ist die Liste der Prozesse, die die Reihenfolge bei der Rechnerkernverwaltung angibt

Prozessverwaltung

Die Prozessverwaltung ist für die Objekte des Typs Prozess zuständig

Folgende Dienste werden bereit gestellt: Erzeugen eines Prozesses Löschen eines Prozesses Informieren über Prozessattribute Ändern der Prozessattribute

Virtueller Rechnerkern

Jedem Prozess ist virtueller Rechnerkern zugeordnet

Wenn ein Prozess rechnend ist, hat er einen realen Rechnerkern

Zustand virtuellen Rechnerkern = Zustand realer Rechnerkern

Erzeugen Prozess

Unterschiedlich von System zu SystemNeue Prozess läuft als

Leichtgewichtsprozess des Prozessadressraums des Vaters ab

Bei der Initialisierung werden festgelegt: Größe Werte beim Vaterprozess Welche Parameter übergeben werden

Löschen Prozess

Belegten Betriebsmittel werden freigegeben

Vaterprozess wird benachrichtigtSystemlisten werden bereinigt

Prozesskommunikation

(Inter-) Prozess Kommunikation

Breitbandig•Nachrichten

•Große Datenmengen werden in sehr kurzer Zeit übertragen

•Lokale Prozesskommunikation EinzelplatzSender/Empfänger sind das selbe

•Globale Prozesskommunikation verschiedene Rechner bilden Sender/Empfänger)

SchmallbandigProzesse abstimmen

Kleiner BinärcodeKeine allg. Daten transportiert

Beobachten benachbarter ProzesseNicht offiziell im Betriebssystem vorgesehen

Implizit Explizit•Ereignisse

•Prozessalarme

Prozesskommunikation

Breitbandig

Implizit Explizit

-erfolgt ohne Unterstützung u. Kenntnis des Betriebssystems-Beteiligte Prozesse nutzen

gemeinsame SpeicherbereicheAsynchron

Synchron(z.B. beim Telefonieren)

Nachrichten-/Stromorientiert

Prozesskommunikation

Schmalbandig

Ereignisse Prozessalarme

Ausführung von Befehlen bei einem typischen Alarm

Reaktion, die benötigt wird um Prozess fortzuführen