Betriebssysteme: Synchronisation & Kommunikation

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Questions and Answers

Wie viele Schichten umfasst das ISO/OSI-Modell?

7 (correct)

Was ist ein Kommunikationsprotokoll?

Ein Netzwerkgerät zur Signalverstärkung

Eine Softwareanwendung

Eine exakte Vereinbarung für den Datenaustausch (correct)

Ein Hardwarestück zur Datenübertragung

In welcher Schicht des ISO/OSI-Modells findet die Bitübertragung statt?

Transport (Transport)

Sicherung (Data Link)

Physikalische Schicht (Physical Layer) (correct)

Ebenenvermittlung (Network)

Welche der folgenden Schichten ist nicht Teil des ISO/OSI-Modells?

Sichtbarkeit (Visibility) (B) Signup and view all the answers

Welche Aussage über das ISO/OSI-Modell ist korrekt?

Es definiert die Kommunikation zwischen Schichten. (A) Signup and view all the answers

Was ist ein Beispiel für einen Datenaustausch über Dateien?

Übertragung von Daten über die Festplatte (B) Signup and view all the answers

Welches Element gehört NICHT zum ISO/OSI-7-Schichten Modell?

Kollisionskontrolle (A) Signup and view all the answers

Welche Funktion hat die Transport-Schicht im ISO/OSI-Modell?

Gesicherte Datenübertragung (A) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Sicherungsschicht im ISO/OSI-Modell?

Physikalische Adressierung (B) Signup and view all the answers

Welche Methode wird als IPC (Inter-Process Communication) bezeichnet?

Nutzung von Sockets (C) Signup and view all the answers

Welches Beispiel ist eine direkte Kommunikationsmethode ohne Netzwerk?

Gemeinsamer Speicher (D) Signup and view all the answers

Was ist ein Beispiel für einen Standard im Datenkommunikationsbereich?

ASCII (B) Signup and view all the answers

Welches ist kein Ziel der Kommunikation in Datenverarbeitungssystemen?

Prozesskontrolle (D) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Arten der Interprozesskommunikation sind auf den meisten Betriebssystemen verfügbar?

Named Pipe (B), Message Queues (C) Signup and view all the answers

Was beschreibt eine Race Condition?

Ein nicht-deterministischer Fehler durch gleichzeitigen Zugriff (B) Signup and view all the answers

Welche Präventionstechnik wird häufig verwendet, um Inkonsistenzen in Daten zu verhindern?

Semaphore (A) Signup and view all the answers

Was ist ein Beispiel für eine Betriebsmittelverwaltung bei der gemeinsamen Nutzung?

Peripheriegeräte (D) Signup and view all the answers

Welche IPC-Art ist als POSIX-kompatibel klassifiziert?

Pipe (D) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Bandbreite in der Kommunikation?

Die Anzahl der Daten, die pro Sekunde übertragen werden können (A) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Methoden ist nicht zur Interprozesskommunikation geeignet?

Batch Processing (A) Signup and view all the answers

Was bedeutet Latenzzeit in der Kommunikation?

Die Zeit der Verzögerung, bis die ersten Daten beim Empfänger angekommen sind (C) Signup and view all the answers

Wofür werden Mutex-Verfahren hauptsächlich eingesetzt?

Sichere Kommunikation zwischen Prozessen (A) Signup and view all the answers

Welche Aussage ist richtig bezüglich der Interprozesskommunikation?

Es kann zu Inkonsistenzen führen ohne Synchronisation. (B) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Message Rate?

Die Anzahl der Pakete, die pro Sekunde gesendet werden können (C) Signup and view all the answers

Welches ist ein Beispiel für ein verbindungsorientiertes Kommunikationsprotokoll?

TCP (C) Signup and view all the answers

Was bedeutet eine Reihenfolgentreue Kommunikation?

Daten kommen in der Reihenfolge an, in der sie gesendet wurden (A) Signup and view all the answers

Was sind Qualitätsgarantien in der Kommunikation?

Definierte Standards für die Zuverlässigkeit der Datenübertragung (A) Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt eine einseitige Kommunikation?

Nur der Sender kann Daten senden, der Empfänger kann nicht antworten (A) Signup and view all the answers

Was stellt sicher, dass die Datenintegrität in der Kommunikation gewährleistet ist?

Die Verwendung von Prüfsummen (C) Signup and view all the answers

Was speichert eine Zählvariable in einem Semaphor?

Den Zustand des Semaphors (C) Signup and view all the answers

Was beschreibt einen Mutex?

Eine Datenstruktur zur Synchronisation (C) Signup and view all the answers

Welche Operationen sind typisch für einen Semaphor?

Sperren und Freigeben (A) Signup and view all the answers

Was beschreibt 'Busy waiting'?

Aktives Warten auf einen Lock (D) Signup and view all the answers

Was sollte beim kritischen Bereich möglichst kurz gehalten werden?

Die Dauer der Sperrzeit (B) Signup and view all the answers

Welche Art von Mutex erlaubt mehrere gleichzeitige Lesevorgänge?

Read-/Write Mutex (C) Signup and view all the answers

Was könnte eine Herausforderung bei der Implementierung der Reihenfolgensynchronisation darstellen?

Die Komplexität der Implementation und Nutzung (C) Signup and view all the answers

Welche Hardware-Unterstützung kann Atomic Operations bieten?

Spezielle CPU Instruktionen (A) Signup and view all the answers

Was wird bei der Sperrsynchronisation verwendet, um den Zugriff zu regeln?

Mutexe (B) Signup and view all the answers

Was blockiert in der Reihenfolgensynchronisation typischerweise?

Ein Thread muss auf eine Ressource warten (D) Signup and view all the answers

Study Notes

Überblick über Synchronisation und Kommunikation

Interprozesskommunikation (IPC) ermöglicht den Datenaustausch zwischen Prozessen.
ISO/OSI-7-Schichtenmodell dient als Grundlage für Netzwerkkommunikation.

Lernziele

Verständnis der Konzepte des Datenaustauschs und deren Bedeutung.
Überblick über IPC-Verfahren und deren Anwendungsgebiete, einschließlich Signale, Sockets und Pipes.

Kommunikation

Datenverarbeitungssysteme benötigen standardisierte Verfahren für den Datenaustausch.
Beispiele für Standards: ASCII und ANSI X3.26.
Kommunikationsmethoden umfassen: Dateiaustausch, Netzwerkverbindungen und gemeinsamen Speicher.

ISO/OSI-7-Schichtenmodell

Schichten „Application“, „Representation“, „Session“, „Transport“, „Network“, „Data Link“ und „Physical Layer“ erfassen alle Aspekte der Kommunikation.
Das Modell definiert die Interaktion zwischen Schichten durch Protokolle.

Kommunikationsprotokolle

Protokolle regeln den Datenexchange zwischen Computern, indem sie genaue Vereinbarungen treffen.

Eigenschaften von Kommunikation

Verbindungsorientierte und verbindungslose Kommunikation.
Punkt-zu-Punkt- und Mehrpunktverbindungen.
Unidirektionale versus bidirektionale Kommunikation.
Übertragungsgeschwindigkeit und Korrektheitsgarantien sind entscheidend.

Evaluation von Kommunikation

Bandbreite: Datenrate, gemessen in MB/s oder Gbps.
Latenzzeit: Verzögerung bis zur Bestätigung des Empfangs.
Nachrichtenrate: Anzahl der übertragbaren Pakete pro Sekunde.

Interprozesskommunikation (IPC)

IPC-Methoden umfassen Dateien, Signale, Sockets, Message Queues, Pipes, Named Pipes, Semaphore, Memory-Mapping und Message Passing.
Verfügbar auf den meisten oder allen Betriebssystemen.

Race Conditions

Beschreibt die Situation, wenn mehrere Prozesse gleichzeitig auf dieselbe Ressource zugreifen, was zu inkonsistenten Daten führen kann.
Beispiel: Druckaufträge in einem Printer Spooler können zu einem „Lost Update“ führen.

Synchronisation

Essentiell zum Verhindern von Inkonsistenzen bei gleichzeitigen Zugriffen auf gemeinsame Ressourcen.
Methoden zur Synchronisation beinhalten Mutexe, Semaphore und Locks.

Implementierungen für Synchronisation

Semaphore: von Dijkstra entwickelte Struktur mit Operationen zur Verwaltung von Ressourcen.
Monitore: bündelt Daten und Mutex zu einem Objekt, definiert von C.A.R. Hoare.
Java bietet die synchronized-Methode zur Synchronisation.

Synchronisationsarten

Sperrsynchronisation: kritische Bereiche müssen so kurz wie möglich gehalten werden, um Wartezeiten zu minimieren.
Reihenfolgensynchronisation: blockiert Tasks zur Wahrung der Reihenfolge, was die Implementierung komplizierter macht.

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Description

In diesem Quiz werden die Konzepte der Synchronisation und Kommunikation in Betriebssystemen behandelt. Sie werden verschiedene IPC-Möglichkeiten sowie das ISO/OSI-7 Schichtenmodell erkunden. Testen Sie Ihr Wissen über Signals, Sockets und Pipes!