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BS/FSMT - BSZAM_Fach_Netzwerktechnik_____________

Orientieren Sie sich zur Lösung des Auftrags an den Inhalten des CISCO-Kurses Discovery 1, Kapitel 3 Netzwerke.

Begriffe Betriebssysteme:

1. Nennen und beschreiben Sie drei Aufgaben des Betriebssystems anhand eines Beispiels.

Programme, die den Computer kontrollieren (z. B. Speicherverwaltung), organisieren (z. B. Benutzer; Dateien), verwalten und überwachen (Echtzeiten) für Hardware, Port-Eingänge z. B. Email).

2. Nennen Sie zwei konkrete Programmwerkzeuge, die das Betriebssystem zur Verfügung stellt.

Systemsteuerung, Firewall, Textverarbeitung, Dienstprogramm zur Fernwartung, Benutzerverwaltung, Taskmanager..

CMD: Win7, Ausführen „Word“ n

3. Beschreiben Sie den Aufbau (Schichtenmodell) eines Betriebssystems anhand eines Blockschaltbildes.

Aufbau eines Betriebssystems (BS)Das Betriebssystem verwaltet alle wichtigen Ressourcen eines PCs und verbirgt die Komplexität der Kommunikation zwischen den Hardwarekomponenten vor dem Benutzer, um eine möglichst gute Anwenderfreundlichkeit zu erzielen. Dazu gehören vor allem die Verwaltung der Prozesse, das Speichermanagement und das Gerätemanagement.

Des Weiteren stellt ein Betriebssystem dem Benutzer eine Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Betriebssystem bereit, die meist als „Shell" {engl. für Schale) bezeichnet wird. Sie befähigt den Benutzer, Anweisungen, z. B. „kopiere Datei" an das Betriebssystem zu geben Unterschieden werden:Die kommandoorientierte Shell {CLI: Command Line Interface) Anweisungen oder Anweisungsfolgen, diese werden zeilenorientiert

dem Betriebssystem durch den Benutzer übergeben, z. B. MS-DOS-Prompt.

4. Stellen Sie den Aufbau des Kernels anhand eines Blockschaltbildes dar.

Berufliches Schulzentrum Amberg 06.05.2023 document.docx FRD - Seite 1 von 9 –


5. Beschreiben Sie Einzel- und Mehrfachbetrieb eines Betriebssystems.

Einzel- oder Mehrprogrammbetrieb findet eine Programmausführung nach der anderen statt. Das gerade ablaufende Anwenderprogramm hat die volle Kontrolle über die CPU. Bevor es nicht beendet

wird, hat das Betriebssystem keine Möglichkeit, von sich aus aktiv zu werden. Nachteilig bei solchen Betriebssystemen ist, dass einerseits die Ressourcen des Computers nicht genügend ausgenutzt werden, andererseits bei einem Fehler im Anwenderprogramm der Benutzer nicht mehr korrigierend eingreifen kann, der Computer ist „abgestürzt".

6. Erklären Sie den Begriff Multitasking? Unter Multitasking versteht man die Fähigkeit des Betriebssystems, mehrere Prozesse „gleichzeitig" zu verwalten (Paralleles abarbeiten von Anwendungen), obwohl physikalisch nur ein Prozessor vorhanden ist, der gleichzeitig mehrere Aufgaben ausführt. Streng genommen ist zu einem Zeitpunkt nur ein Prozess aktiv.

7. Erklären Sie die Begriffe Preemptives – und Kooperatives Multitasking.

Preemptives Multitasking Zeitscheiben der Prozessortechnik Beim preemptiven Multitasking legt das BS fest, wie viel Zeit jedem aktiven Programm zugeteilt wird. Die zugeteilte Zeit wird auch als Zeitscheibe (Time-Slice) bezeichnet)Die Kontrolle über die Zeitscheiben und den Prozessor behält immer das BS

Kooperatives MultitaskingAlle Programme, Prozesse, Threads (Faden; Programmteile)

müssen sich die Geräte (CPU, Speicher, Festplatte) der Hardware teilen.



Beim kooperativen Multitasking muss sich das BS verlassen, dass jedes Programm die Kontrolle wieder abgibt. Diesen Vorgang nennt man Yielding (zurückgeben). Stürzt eine Anwendung blockiert es das ganze BS und bringt es damit zum Absturz. Vorteil: geringerer SpeicherverbrauchAnwendung: Apple Macintosh (bis Version 9)

8. Erklären Sie den Begriff Scheduler. Der Task-Scheduler (ausgesprochen Skedjular) wird oft auch als Dispatcher (Lastverteiler) bezeichnet. Er ist der Teil des Betriebssystems, der die zur Verfügung stehende Prozessorzeit möglichst sinnvoll auf die anstehenden Aufgaben verteilt (Multitasking).Er verwaltet eine Liste der aktiven Prozesse, deren unter anderem, eine Zahl zugeordnet ist. Die Zahl bestimmt, wie dringend der dazugehörige Prozess zum Zuge kommen müsste. Derjenige mit der höchsten Zahl bekommt als Nächster für ein paar Mikro- oder Millisekunden die CPU zugeteilt.

Nennen Sie die Aufgaben des Schedulers.Der Scheduler managt die Prozesse.Vergibt die Prozessorleistung je Prozess.Mit dem Scheduling – Algorithmus wird die Priorität der Prozesse vergeben.

9. Einzel–Prozessor–Betrieb (Single–Prozessor)

Hier nutzt das BS die Leistung einer CPU und den entsprechenden Hardwarekomponenten (z. B. Speicher).

10. Multiprozessor–BetriebHier nutzt das BS mehrere CPUs. z.B. Windows NT, 2-8 CPUs ; LINUX, MAC OS oder Windows 7 nutzen auch mehr.

Einzelne Arbeitsaufträge werden beschleunigt.Die Geschwindigkeit wird durch die E/A Wünsche und den daraus resultierenden Datendurchsatz begrenzt. z.B. langsamere gemeinsame Speicher,

Echtzeitbetriebssysteme Echtzeitbetriebssysteme reagieren definiert auf ein äußeres Ereignis

innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, z. B. auf Messdaten, Signale in festen Zeitabständen, es muss innerhalb einer gewissen Zeit reagiert werden.

11. Nennen Sie Einsatzmöglichkeiten für Echtzeitbetriebssysteme.Zur Überwachung und Steuerung technischer Prozesse und Geräte,Für die Erfassung von MessdatenEmbedded systems: numerische Werkzeugmaschinen, Roboter, SPS

12. Nennen Sie die Unterscheidungsmerkmale von Echtzeitbetriebssystemen (Prozessrechnern) gegenüber Universalrechnern.

Realzeituhr,



Analog-Ein./Ausgängen; temperaturabhängiger WiderstandDigital-Ein-/Ausgängen; SchalterEiner Vielzahl angeschlossener Geräte: z.B. Messwertgeber, SensorenEine große Anzahl von Unterbrechungsebenen: Interrupt Prioritäten

13. An den Einsatz von Echtzeit-BS werden besondere Anforderungen gestellt. Nennen Sie einige Merkmale.

Zuverlässigkeit: Stabilität Fehlertoleranzen: GenauigkeitFehlerfall: z. B. in definierten Zustand übergehen;

Kapitel 3 Netzwerke.

14. Nennen Sie verschieden Arten von Diensten und passende Übertragungsmedien, die über ein Netzwerk bereitgestellt werden.

Computer (Server): Glasfaser, Kupfer Fernseher (Programme, z.B. Sky): Kabel, Satellit Telefon/Modem (Sprache, Bild…): Telefonleitungen, Kabel,

Mobilfunk

15. Beschreiben Sie den Begriff, konvergierte Netze. Die Nutzer können nunmehr gleichzeitig eine TV-Sendung

auf ihrem Computer sehen, ein Telefongespräch über das Internet führen oder mit dem Fernsehgerät im Internet recherchieren. Übertragung von Sprache, Video und Daten

16. Erklären Sie die Abkürzung SOHO – Netzwerk und beschreiben Sie die Möglichkeiten von SOHO-Netzwerken.

SOHO-Netzwerke (=small office home office) bezeichnet. SOHO-Netzwerke ermöglichen die gemeinsame Nutzung von

Ressourcen, wie Drucker, Dokumente, Bilder und Musik zwischen einigen lokalen Computern.

17. Nennen Sie die vier Hauptkomponenten eines Netzwerks und je ein Beispiel. Hosts, Endnutzergerät, z. B. PC Gemeinsame genutzte Peripheriegeräte, z. B. Kamera,

Scanner Netzkoppelelemente: Netzwerkgeräte, z. B. Hub, Switch,

Router Netzmedien sind Verbindungen z. B. CU, Glasfaser, drahtlose

Techniken.

18. Markieren Sie die vier Hauptkomponenten eines Netzwerks mit unterschiedlichen Farben.



19. Ordnen Sie den verschieden Serverarten die entsprechenden Clients zu.

20. Erklären Sie den Unterschied zwischen logischer und physikalischer Topologie.

21. Zur erfolgreichen Kommunikation gehören Regeln und Protokolle nennen Sie wesentliche Inhalte der Kommunikation.

Zu einem Protokoll für erfolgreiche menschliche Kommunikation gehören: Identifikation von Sender und Empfänger Übereinkommen über Medium oder Kanal (persönlich,

fernmündlich, schriftlich, bildlich) geeignete Kommunikationsmethode (gesprochen,

geschrieben, illustriert, interaktiv oder einseitig) gemeinsame Sprache Grammatik und Satzbau Geschwindigkeit und Steuerung der Übertragung22. Nennen Sie Details die in Protokollen für die Übertragung definiert werden.



Protokolle definieren die Details, wie eine Nachricht gesendet und übertragen wird. Dies beinhaltet:

Mitteilungsformat Mitteilungsgröße Zeitliche Steuerung Kapselung Kodierung Muster für eine

Standardnachricht

23. Stellen Sie die Entwicklung des De-facto-Standard Protokolls dar und nennen Sie den Namen.

24. Erklären Sie die Funktion und den Aufbau des Ethernet- Frames.

Präambel: Takt Synchronisation O/1 SFD: Start of Frame Delimiter: Markiert das Ende der

Taktinformation und beginn des Frames Länge/Typ: Anzahl der Daten-Bytes und Art des Protokolls FCS: Rahmenprüfsumme enthält Blockprüfzeichenfolge

25. Markieren Sie die Netzadresse und die Hostadresse



26. Nennen Sie für die verschiedenen Layer die eingesetzten Geräte im Netzwerk.

Switch Route Processor

Router

Switch, Hub

27. Markieren Sie die entsprechenden Komponenten.

28. Erklären Sie die Funktion des Hubs anhand folgender Fragen.



29. Erklären Sie die Funktion des Switches anhand der MAC-Adresstabelle.

30. Erklären Sie die Funktion des Switches anhand folgender Fragen.



31. Erklären Sie die Funktion einer Broadcastadresse.Ist eine reservierte Hardwareadresse, die an alle Hosts in einem lokalen Netzwerk gesendet werden sollen. Format Broadcast FF:FF:FF:FF:FF:FF hex.

32. Bearbeiten Sie die Übungen!Installieren Sie den Packet Tracer!

33. Mit welchem Befehl können Sie die Ports abfragen. Nennen Sie den zugehörigen Befehl auf der CMD Ebene.

Portnummern: der Layer 4 – Header enthält die Source- und Destination – Portnummer der Prozesse (Dienste), welche mit den übertragenen Daten arbeiten. Da in der Regel auf einem Host gleichzeitig mehrere Aktionen stattfinden (im Internet surfen, ein Email versenden, ein File downloaden, …) dienen die Ports zum Zuordnen der Daten zur entsprechenden Anwendung. Form einer Portnummer: Wert von 1 bis 65535 (16 Bit-Wert).Mit netstat können die Ports abgefragt werden.


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