Technische Informatik II Rechnerarchitektur und Betriebssysteme Universität Bielefeld Technische...

Technische Informatik II

Rechnerarchitektur und

Betriebssysteme

Universität Bielefeld Technische FakultätAG Rechnernetze und verteilte Systeme

Peter B. Ladkinladkin@rvs.uni-bielefeld.de

Wintersemester 2001/2002

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II2

Rechnerarchitektur

Hardware Architektur Von Neumann (stored program) CPU / Bus / Speicher / I/O

Software Architektur Stored-Programme ausführen Hardware-Kommunikationsbetrieb Multitasking (viele Programme "gleichzeitig"

ausführen

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II3

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 w.rvs.uni-bielefeld.de Leider keine Tutoren

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II4

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

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II5

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

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II6

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

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II7

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

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II8

Literaturhinweis - Bücher

Rechneraufbau und Rechnerstrukturen Oberschelp, Vossen, 6. Ausg., Oldenbourg 1994 Oldie but goodie (wie die Authoren.....)

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II9

Vorlesung 1

Sie sehen es Einführung in den Inhalt

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II10

Vorlesung 2

Allgemeine von Neumann Architektur CPU Architektur Wie ein vN-Computer sowie ein CPU

funktioniert im allgemein Assembly-Sprache Befehl-Ausführung

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II11

Architektur eines vN-Rechners

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II12

Architektur eines CPUs

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II13

Vorlesung 3

Bus Architektur in Detaille RAM Wie Speicher adressiert wird Wie I/O adressiert wird

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II14

Bus-Architektur

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II15

Multibus-Architektur

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II16

Vorlesung 4

Virtueller Speicher Paging Allegemeine Memory Management

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II17

Virtuelle Speicher: Übersetzung

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II18

Virtuelle Speicher - Mapping

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II19

Vorlesung 5

Interrupts Wie geregelt Softwaremässig disabled

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II20

Interrupts - Benutzung

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II21

Vorlesung 6

Single-tasking (Bsp. MS-DOS) Multitasking (Bsp. Unix/Linux)

Multitasking über Interrupts

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II22

Single Tasking - MSDOS

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II23

Vorlesung 7

Architektur für Multitasking Queues

Active Ready Waiting

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II24

Multitasking - Unix

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II25

Vorlesung 8

Scheduling Policies Stories

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II26

Vorlesung 9

Stories

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II27

Vorlesungen 10-16

Reste

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II28

File-Systeme

Verwaltung Fragmentierung Garbage Collection

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II29

Prozessen und -Verwaltung

Prozess-Tabelle Prozess-Ausführung (Bsp. Unix)

Fork Exec Signals

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II30

Exclusive Access an Ressourcen

Mehrere Benutzer; ein Drucker Mehrere Prozessen, ein CPU Mutual Exclusion

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II31

Mutual Exclusion

Probleme Tools (insbesondere Semaphoren) Beschreibung von Zustand und Aktionen Problem-Behandlung und -Beseitigung Achtung, Mathe!

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II32

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)

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II33

Prozess und Zustand Beschreibung

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II34

Prozess Beschreibung

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II35

Prozess Beschreibung - Explosion

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II36

Zustands-Änderungen

Wintersemester 2001/2002Technische Informatik II37

Fin

Provisorisch Genügend für heute