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Questions and Answers
Welche der folgenden IPC-Arten ist auf allen Betriebssystemen verfügbar?
Welche der folgenden IPC-Arten ist auf allen Betriebssystemen verfügbar?
- Signals
- Sockets (correct)
- Message Queues
- Named Pipe
Was ist ein Beispiel für ein Problem, das durch Race Conditions verursacht werden kann?
Was ist ein Beispiel für ein Problem, das durch Race Conditions verursacht werden kann?
- Ein Prozess wartet auf eine Nachricht von einem anderen Prozess.
- Ein Prozess greift auf einen gemeinsamen Speicher zu.
- Zwei Prozesse möchten gleichzeitig die gleiche Datei drucken. (correct)
- Ein Prozess sendet Daten über eine Netzwerkverbindung.
Wozu dienen Mutexe in der Interprozesskommunikation?
Wozu dienen Mutexe in der Interprozesskommunikation?
- Zur Erhöhung der Geschwindigkeit von Prozessen.
- Zur Synchronisation und zum gegenseitigen Ausschluss. (correct)
- Zur Überwachung von Netzwerkverbindungen.
- Zur Speicherung von Daten zwischen Prozessen.
Was beschreibt eine Race Condition am besten?
Was beschreibt eine Race Condition am besten?
Welche der folgenden Methoden gehört nicht zu den POSIX-kompatiblen IPC-Techniken?
Welche der folgenden Methoden gehört nicht zu den POSIX-kompatiblen IPC-Techniken?
Welches Problem kann durch gleichzeitigen Zugriff auf eine gemeinsame Ressource entstehen?
Welches Problem kann durch gleichzeitigen Zugriff auf eine gemeinsame Ressource entstehen?
Welche der folgenden IPC-Methoden wird speziell zur Kommunikation zwischen Prozessen verwendet?
Welche der folgenden IPC-Methoden wird speziell zur Kommunikation zwischen Prozessen verwendet?
Welches der folgenden Zeichen beschreibt nicht, dass die Synchronisation zwischen Kommunikationspartnern wichtig ist?
Welches der folgenden Zeichen beschreibt nicht, dass die Synchronisation zwischen Kommunikationspartnern wichtig ist?
Welche Schicht des ISO/OSI-Modells wird als erste Schicht bezeichnet?
Welche Schicht des ISO/OSI-Modells wird als erste Schicht bezeichnet?
Was ist ein Protokoll in der Netzwerktechnik?
Was ist ein Protokoll in der Netzwerktechnik?
In welcher Schicht des ISO/OSI-Modells findet die Datenübertragung zwischen verschiedenen Netzen statt?
In welcher Schicht des ISO/OSI-Modells findet die Datenübertragung zwischen verschiedenen Netzen statt?
Welche Aussage über die Schichten des ISO/OSI-Modells ist wahr?
Welche Aussage über die Schichten des ISO/OSI-Modells ist wahr?
Welches dieser Beispiele zeigt eine korrekte Schicht des ISO/OSI-Modells?
Welches dieser Beispiele zeigt eine korrekte Schicht des ISO/OSI-Modells?
Welche der folgenden IPC-Möglichkeiten sind für den Datenaustausch relevant?
Welche der folgenden IPC-Möglichkeiten sind für den Datenaustausch relevant?
Was beschreibt die Funktion der Schicht 3 im ISO/OSI-7-Schichtenmodell?
Was beschreibt die Funktion der Schicht 3 im ISO/OSI-7-Schichtenmodell?
Welche Aussage trifft auf die Anwendungsschicht (Schicht 7) zu?
Welche Aussage trifft auf die Anwendungsschicht (Schicht 7) zu?
Was versteht man unter dem Begriff 'Interprozesskommunikation' (IPC)?
Was versteht man unter dem Begriff 'Interprozesskommunikation' (IPC)?
Was ist die Aufgabenstellung der Sitzungsschicht (Schicht 5) im ISO/OSI-Modell?
Was ist die Aufgabenstellung der Sitzungsschicht (Schicht 5) im ISO/OSI-Modell?
In welchem Jahr wurde der ASCII Standard entwickelt?
In welchem Jahr wurde der ASCII Standard entwickelt?
Wie könnte man die Bandbreite eines Fahrradkurierdienstes zur Datenübertragung interpretieren?
Wie könnte man die Bandbreite eines Fahrradkurierdienstes zur Datenübertragung interpretieren?
Was wird unter der Darstellungsschicht (Schicht 6) im ISO/OSI-Modell verstanden?
Was wird unter der Darstellungsschicht (Schicht 6) im ISO/OSI-Modell verstanden?
Was beschreibt die Bandbreite in der Kommunikation?
Was beschreibt die Bandbreite in der Kommunikation?
Was wird als Latenzzeit in der Kommunikation bezeichnet?
Was wird als Latenzzeit in der Kommunikation bezeichnet?
Welches Element gehört nicht zu den Eigenschaften der Kommunikation?
Welches Element gehört nicht zu den Eigenschaften der Kommunikation?
Was beschreibt die 'Message Rate' in der Kommunikationsbewertung?
Was beschreibt die 'Message Rate' in der Kommunikationsbewertung?
Was ist keine Art der Verbindung in der Kommunikation?
Was ist keine Art der Verbindung in der Kommunikation?
Was bedeutet 'reihenfolge nicht garantiert' in einer Kommunikationsverbindung?
Was bedeutet 'reihenfolge nicht garantiert' in einer Kommunikationsverbindung?
Welche Technik wird zur Vermeidung von Überlast innerhalb von Kommunikationsnetzwerken eingesetzt?
Welche Technik wird zur Vermeidung von Überlast innerhalb von Kommunikationsnetzwerken eingesetzt?
Was beschreibt die Prüfnummer in der Kommunikation?
Was beschreibt die Prüfnummer in der Kommunikation?
Was ist die Hauptfunktion eines Semaphors?
Was ist die Hauptfunktion eines Semaphors?
Was beschreibt die 'Busy waiting'-Methode in Bezug auf Spinlocks?
Was beschreibt die 'Busy waiting'-Methode in Bezug auf Spinlocks?
Wie lange sollte der kritische Bereich in einem Programm idealerweise gehalten werden?
Wie lange sollte der kritische Bereich in einem Programm idealerweise gehalten werden?
Was ist ein Hauptmerkmal von Monitoren in der Synchronisation?
Was ist ein Hauptmerkmal von Monitoren in der Synchronisation?
Was ermöglicht der Read-/Write Mutex?
Was ermöglicht der Read-/Write Mutex?
Was ist der Hauptzweck von Sperrsynchronisation?
Was ist der Hauptzweck von Sperrsynchronisation?
Welches Problem kann bei der Reihenfolgensynchronisation auftreten?
Welches Problem kann bei der Reihenfolgensynchronisation auftreten?
Welches der folgenden Elemente ist keine Sperre für die Implementierung von Synchronisation?
Welches der folgenden Elemente ist keine Sperre für die Implementierung von Synchronisation?
Welche Operationen sind beim Semaphore-Mechanismus entscheidend?
Welche Operationen sind beim Semaphore-Mechanismus entscheidend?
Was ist das Ziel von atomischen Operationen in der Programmierung?
Was ist das Ziel von atomischen Operationen in der Programmierung?
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Study Notes
Überblick über Synchronisation & Kommunikation
- Wichtigste Komponente in Datenverarbeitungssystemen ist der Datenaustausch.
- Standardisierung wie ASCII und ANSI X3.26 erleichtert den Austausch.
- Historie geht zurück auf die Hollerith Lochkarte der 1930er Jahre und die Gründung von IBM.
Kommunikationsmethoden
- Datenaustausch erfolgt über Dateien, Netzwerke oder gemeinsamen Speicher.
- Bandbreite eines Fahrradkurier mit Festplatten darf nicht unterschätzt werden.
ISO/OSI-7-Schichtenmodell
- Sieben Schichten definieren Netzwerkkommunikation:
- Anwendung (Application): Verarbeitung der Netzwerkanwendungen.
- Darstellung (Representation): Datenrepräsentation und Verschlüsselung.
- Sitzung (Session): Verwaltung der Sessions zwischen Anwendungen.
- Transport (Transport): Gewährleistung von End-to-End-Verbindungen und Zuverlässigkeit.
- Vermittlung (Network): Pfadauswahl und logische Adressierung.
- Sicherung (Data Link): Physikalische Adressierung.
- Bitübertragung (Physical Layer): Signalverarbeitung.
- Das Modell ist auch nach der Einführung von DARPAnet hilfreich.
Kommunikationsprotokolle
- Protokolle regeln den Daten-Austausch zwischen verbundenen Systemen.
- Unterschiede in verbindungsorientierter und verbindungsloser Kommunikation, Punkt-zu-Punkt sowie Mehrpunktverbindungen.
Evaluierung von Kommunikation
- Wichtige Evaluationseigenschaften:
- Bandbreite: Übertragungsmenge pro Sekunde (z.B. GB/s).
- Latenzzeit: Verzögerung bis zur Datenübertragung.
- Message Rate: Anzahl der Pakete pro Sekunde.
Interprozesskommunikation (IPC)
- IPC-Methoden sind auf Betriebssystemen verfügbar:
- Datei: Auf allen Betriebssystemen verfügbar.
- Signale, Sockets, Message Queues, Pipes und Semaphoren sind auch weit verbreitet.
- Besonderheiten wie Named Pipes, Memory-Mapping und Message Passing durch MPI sind ebenfalls relevant.
Synchronisation in der IPC
- Kritische Bereiche müssen vor gleichzeitigen Zugriffen geschützt werden, um Inkonsistenzen zu vermeiden.
- Es werden Mutexe, Semaphore oder Locks verwendet, um den gegenseitigen Ausschluss zu gewährleisten.
Implementierung der Synchronisation
- Semaphore: Erfindung von Dijkstra, speichert Zustand durch Zählvariablen.
- Monitore: Bündelung von Daten und Mutex, definiert von C.A.R. Hoare.
- Mutex und Spinlocks: Für parallele Zugriffe auf Daten.
- Atomic Operations: Hardwareunterstützte Instruktionen für atomare Operationen.
Synchronisationstechniken
- Sperrsynchronisation: Kritischer Bereich sollte möglichst kurz gehalten werden.
- Reihenfolgensynchronisation: Erfordert eine komplexere Implementierung; Tasks warten aufeinander.
Praktische Beispiele
- Beispiel „Printer Spooler“ veranschaulicht Race Conditions, die durch gleichzeitige Zugriffe entstehen können.
- Konzepte wie kritische Bereiche, Mutex und Semaphore sind erforderlich, um Datenintegrität zu gewährleisten.
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