Vorlesung: 1 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Studiengang Informatik FHDWStudiengang Informatik FHDW

Vorlesung:

Betriebssysteme I

3. Quartal 2005

Vorlesung: 2 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebssysteme: AllgemeinesBetriebssysteme: AllgemeinesIn diesem zweiten Abschnitt der Vorlesung Betriebssysteme sollen aufbauend auf die Grundkonzepte und Architekturen, sowie auf das Prozesskonzept die Speicherverwaltung und die Dateiverwaltung und andere Dienste detaillierter eingegangen werden. Zudem soll anhand von praktischen Demonstrationen die weitergehenden Möglichkeiten des Einsatzes und der Rolle von BS im IT-Umfeld verdeutlicht werden. Dieses soll durch zahlreiche Praxis-Beispiele unterstützt werden.

Vorlesung: 3 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebssysteme: AktuellesBetriebssysteme: AktuellesNach der kurzen Wiederholung der wichtigsten Begrifflichkeiten und Zusammenhänge werden aktuelle Entwicklungen und Tendenzen im Umfeld der Betriebssysteme und Netzwerke zur Motivation gegeben.

Wovon haben Sie gehört?

Was wird benötigt?

Verschiedene Anwendungs /Einsatzbereiche

Kosten- /Nutzen Betrachtungen

Praktische Beispiele und Ausblick

Vorlesung: 4 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Wg. Betriebssysteme: AllgemeinesWg. Betriebssysteme: AllgemeinesWiederholung

Allgemeine Begriffsdefinitionen

Geschichte der Betriebssysteme

Betriebssystem-Konzepte

Prozesskonzept (Modell)

Prozesskommunikation

Kritische Abläufe

Prozesskommunikationsprobleme

Das Philosophenproblem

Vorlesung: 5 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 6 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 7 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 8 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 9 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 10 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 11 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 12 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse

Vorlesung: 13 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Wg. Betriebssysteme: SchedulingWg. Betriebssysteme: SchedulingProzess-SchedulingGrundsätzliches VerfahrenKriterien für Scheduling-VerfahrenRound-Robin-SchedulingPrioritäts-SchedulingMehrere SchlangenShortest-Job-FirstGarantiertes SchedulingZweistufiges SchedulingUmsetzung bei den aktuellen BS in der Praxis

Vorlesung: 14 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Wg. Betriebssysteme: SchedulingWg. Betriebssysteme: SchedulingDetaillierte 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)

Vorlesung: 15 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.Speicherverwaltung

Aufgaben der Speicherverwaltung

Einfache Speicherverwaltung

Fragmentierung (interne / externe)

Verschiebbarkeit (Relocation)

Organisationsformen (Bitmap, verkettete Listen..)

Virtueller Speicher

Segmente, Seiten, Seitenrahmen

Vorlesung: 16 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.Allgemeine SpeicherverwaltungVirtuelle SpeicherverwaltungPaging / Demand PagingCachingSwappingVerschiedene Realisierungen bei aktuellen Betriebssystem-VariantenTranslation LookAside Buffer (TLAB)ThrashingLokalitätsprinzipWorking Set

Vorlesung: 17 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.Speicherverwaltung am Beispiel von LinuxPaging

Das Virtuelle SpeichermodellDie Page Table im DetailPage Allocation und Page DeallocationMemory Mapping & Demand Paging

CachingDie verschiedenen Caches

SwappingAuslagern von SpeicherseitenDer Kernel Swap Demon (kswapd)Freimachen von Speicherseiten

Vorlesung: 18 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.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)

Vorlesung: 19 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebssysteme: DateiverwaltungBetriebssysteme: DateiverwaltungDateiverwaltung

Dateikonzept (Datei, Dateisystem)

Dateiorganisation logische Struktur

Zugriffsformen

Sequentieller Zugriff

Wahlfreier Zugriff

Indexsequentieller Zugriff

Speicherplatzzuordnung und -Verwaltung

Verzeichnisse

Datenträger- Organisation

Beispiel: Virtuelle Maschinen und Dateisysteme

Vorlesung: 20 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebssysteme: DateiverwaltungBetriebssysteme: DateiverwaltungDatenträger-Organisation

Sicherheit und Zugriffsschutz

Leistungsverbesserungen

Systemdienste zur Dateiverwaltung

Praktische Beispiele für den Einsatz von Dateisystemen (MS-DOS, NTFS, ext2...)

Vorlesung: 21 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

Betriebssysteme: AktuellesBetriebssysteme: AktuellesNach der kurzen Wiederholung der wichtigsten Begrifflichkeiten und Zusammenhänge werden aktuelle Entwicklungen und Tendenzen im Umfeld der Betriebssysteme und Netzwerke zur Motivation gegeben.

Wovon haben Sie gehört?

Was wird benötigt?

Verschiedene Anwendungs /Einsatzbereiche

Kosten- /Nutzen Betrachtungen

Praktische Beispiele und Ausblick

Vorlesung: 22 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ENDEENDE

Fragen?Fragen?

Vorlesung: 23 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

QuellenQuellen Tannenbaum, Andrew, Moderne Betriebssysteme M. Weber, Foliensatz Universität Ulm Microsoft Whitepapers Novell Brainshare 2004 Novell Papers 2003 / 2004 Novell Tour 2004 Präsentation Oracle 2004 Präsentation Targosoft 2004 Präsentation Matsushita 2004

Vorlesung: 24 Betriebssysteme I 2005 Prof. Dr. G. Hellberg

ProzesseProzesse