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Studiengang Informatik FHDW
Vorlesung:
Betriebssysteme II
4. Quartal 2004
Vorlesung: 1 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Betriebssysteme: Allgemeines
In 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: 2 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Betriebssysteme: Aktuelles
Nach 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: 3 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Wg. Betriebssysteme: Allgemeines
Wiederholung
Allgemeine Begriffsdefinitionen
Geschichte der Betriebssysteme
Betriebssystem-Konzepte
Prozesskonzept (Modell)
Prozesskommunikation
Kritische Abläufe
Prozesskommunikationsprobleme
Das Philosophenproblem
Vorlesung: 4 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 5 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 6 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 7 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 8 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 9 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 10 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 11 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 12 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Wg. Betriebssysteme: Scheduling
Prozess-Scheduling
Grundsätzliches Verfahren
Kriterien für Scheduling-Verfahren
Round-Robin-Scheduling
Prioritäts-Scheduling
Mehrere Schlangen
Shortest-Job-First
Garantiertes Scheduling
Zweistufiges Scheduling
Umsetzung bei den aktuellen BS in der
Praxis
Vorlesung: 13 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Wg. Betriebssysteme: Scheduling
Detaillierte 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: 14 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.
Speicherverwaltung
Aufgaben der Speicherverwaltung
Einfache Speicherverwaltung
Fragmentierung (interne / externe)
Verschiebbarkeit (Relocation)
Organisationsformen (Bitmap, verkettete
Listen..)
Virtueller Speicher
Segmente, Seiten, Seitenrahmen
Vorlesung: 15 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.
Allgemeine Speicherverwaltung
Virtuelle Speicherverwaltung
Paging / Demand Paging
Caching
Swapping
Verschiedene Realisierungen bei aktuellen
Betriebssystem-Varianten
Translation LookAside Buffer (TLAB)
Thrashing
Lokalitätsprinzip
Working Set
Vorlesung: 16 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Wg. Betriebssysteme: Speicherverw.
Speicherverwaltung am Beispiel von Linux
Paging
Das Virtuelle Speichermodell
Die Page Table im Detail
Page Allocation und Page Deallocation
Memory Mapping & Demand Paging
Caching
Die verschiedenen Caches
Swapping
Auslagern von Speicherseiten
Der Kernel Swap Demon (kswapd)
Freimachen von Speicherseiten
Vorlesung: 17 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
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: 18 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Betriebssysteme: Dateiverwaltung
Dateiverwaltung
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: 19 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Betriebssysteme: Dateiverwaltung
Datenträger-Organisation
Sicherheit und Zugriffsschutz
Leistungsverbesserungen
Systemdienste zur Dateiverwaltung
Praktische Beispiele für den Einsatz von
Dateisystemen (MS-DOS, NTFS, ext2...)
Vorlesung: 20 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Betriebssysteme: Aktuelles
Nach 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: 21 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
ENDE
Fragen?
Vorlesung: 22 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Quellen
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: 23 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg
Prozesse
Vorlesung: 24 Betriebssysteme II
2004 Prof. Dr. G. Hellberg