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Questions and Answers
Was ist der Zweck eines Prozessors-Interrupts?
Was ist der Zweck eines Prozessors-Interrupts?
Der Zweck eines Prozessors-Interrupts ist es, sofort auf bestimmte Ereignisse zu reagieren und die Kontrolle an den Kernel zu übergeben.
Was versteht man unter einem PageFault?
Was versteht man unter einem PageFault?
Ein PageFault tritt auf, wenn ein Prozess auf eine Seite im Speicher zugreifen möchte, die aktuell nicht im physischen Speicher ist.
Wie wird ein Systemcall im Linux-Kernel ausgeführt?
Wie wird ein Systemcall im Linux-Kernel ausgeführt?
Ein Systemcall im Linux-Kernel wird typischerweise durch einen Software-Interrupt, wie int 0x80, initiiert.
Welche Rolle spielt der Kernel bei Interrupts?
Welche Rolle spielt der Kernel bei Interrupts?
Was geschieht bei einem Fault in einem Prozess?
Was geschieht bei einem Fault in einem Prozess?
Was ist die Hauptaufgabe eines Betriebssystems?
Was ist die Hauptaufgabe eines Betriebssystems?
Was versteht man unter Systemaufrufen?
Was versteht man unter Systemaufrufen?
Wie unterscheiden sich Software- und Hardware-Interrupts?
Wie unterscheiden sich Software- und Hardware-Interrupts?
Was ist der Unterschied zwischen einem Prozess und einem Thread?
Was ist der Unterschied zwischen einem Prozess und einem Thread?
Welches Tool wird in der Regel zur Übersetzung von C-Programmen verwendet?
Welches Tool wird in der Regel zur Übersetzung von C-Programmen verwendet?
Was ist die Funktion des Präprozessors cpp im Kontext der Kompilierung?
Was ist die Funktion des Präprozessors cpp im Kontext der Kompilierung?
Wie ermöglicht ein Betriebssystem den Zugriff auf Ressourcen für mehrere Benutzer?
Wie ermöglicht ein Betriebssystem den Zugriff auf Ressourcen für mehrere Benutzer?
Was ist ein Beispiel für einen Systemaufruf unter Linux?
Was ist ein Beispiel für einen Systemaufruf unter Linux?
Was regelt das Betriebssystem hinsichtlich der Ressourcen?
Was regelt das Betriebssystem hinsichtlich der Ressourcen?
Nenne zwei Beispiele für entziehbare Ressourcen.
Nenne zwei Beispiele für entziehbare Ressourcen.
Was sind nicht entziehbare Ressourcen? Gib ein Beispiel.
Was sind nicht entziehbare Ressourcen? Gib ein Beispiel.
Was sind Scheduler und welche Funktion haben sie im Betriebssystem?
Was sind Scheduler und welche Funktion haben sie im Betriebssystem?
Was ist der Zweck von System-Calls im Betriebssystem?
Was ist der Zweck von System-Calls im Betriebssystem?
Was wird unter IPC verstanden?
Was wird unter IPC verstanden?
Was sind Beispiele für Software-Ressourcen im Zusammenhang mit Betriebssystemen?
Was sind Beispiele für Software-Ressourcen im Zusammenhang mit Betriebssystemen?
Wie kann der Zugriff auf Hardware-Ressourcen durch das Betriebssystem geregelt werden?
Wie kann der Zugriff auf Hardware-Ressourcen durch das Betriebssystem geregelt werden?
Was ist der Hauptunterschied zwischen Interrupts und Exceptions bei Intel?
Was ist der Hauptunterschied zwischen Interrupts und Exceptions bei Intel?
Welche Dokumentation liefert Intel zur Klassifikation von Interrupts und Exceptions?
Welche Dokumentation liefert Intel zur Klassifikation von Interrupts und Exceptions?
Was wird unter 'Systemcalls' verstanden?
Was wird unter 'Systemcalls' verstanden?
Nenne einen häufigen Typ von Exception bei der Programmausführung.
Nenne einen häufigen Typ von Exception bei der Programmausführung.
Welche Rolle spielen Interrupts im Betriebssystem?
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Was sind die Vorteile von Systemcalls in einem Betriebssystem?
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Was beschreibt das Kapitel 6.4 der Intel-Dokumentation?
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Wie sollten Entwickler mit Exceptions in ihren Programmen umgehen?
Wie sollten Entwickler mit Exceptions in ihren Programmen umgehen?
Was passiert, wenn ein Gerät einen Interrupt meldet?
Was passiert, wenn ein Gerät einen Interrupt meldet?
Wie reagiert die ausgeführte Anwendung auf einen Interrupt?
Wie reagiert die ausgeführte Anwendung auf einen Interrupt?
Was ist eine Interrupt-Behandlungsroutine (ISR)?
Was ist eine Interrupt-Behandlungsroutine (ISR)?
Was muss regelmäßig mit dem BS-internen Puffer geschehen?
Was muss regelmäßig mit dem BS-internen Puffer geschehen?
Welche Art von Schnittstelle wird durch den Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC) bereitgestellt?
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Worin besteht der Hauptzweck eines Interrupts?
Worin besteht der Hauptzweck eines Interrupts?
Wie geschieht die Rückkehr zur unterbrochenen Anwendung nach einem Interrupt?
Wie geschieht die Rückkehr zur unterbrochenen Anwendung nach einem Interrupt?
Was passiert, wenn eine Anwendung auf Daten von einer Festplatte wartet?
Was passiert, wenn eine Anwendung auf Daten von einer Festplatte wartet?
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Study Notes
Überblick Betriebssysteme
- Betriebssystem (BS) organisiert den gemeinsamen, sicheren Zugriff auf Ressourcen wie Rechen-, Speicher- und Kommunikationsmittel.
- Prozesse und Threads sind grundlegende Konzepte zur Ausführung von Programmen.
- Systemaufrufe ermöglichen Interaktionen zwischen Benutzeranwendungen und Kernel.
- Interrupts informieren das BS über Ereignisse, die sofortige Aufmerksamkeit erfordern.
Lernziele
- Verstehen der Konzepte von Prozessen und Threads.
- Differenzierung zwischen Systemaufrufen im User- und Kernel-Mode.
- Unterscheidung zwischen Software- und Hardware-Interrupts unter Linux.
Definition Betriebssystem
- Ein BS versteckt die Komplexität eines Computers vor Benutzern und Programmierern und verwaltet den Zugriff auf Hardware-Ressourcen.
Prozesse und Threads
- Prozesse sind eigenständige Ausführungseinheiten mit eigenen Ressourcen.
- Threads sind leichtgewichtige Prozesse, die Ressourcen eines Prozesses teilen und effizienter in der Ausführung sind.
Systemaufrufe unter Linux
- Systemaufrufe ermöglichen den Wechsel vom User-Mode (Anwendungsebene) in den Kernel-Mode (Betriebssystemebene).
- Typische Systemaufrufe umfassen Dateioperationen und Prozessmanagement.
Interrupts
- Interrupts sind Signale an das BS, die bestimmte Ereignisse anzeigen, z.B. Eingaben von Geräten oder Zeitüberschreitungen.
- Hardware-Interrupts unterbrechen laufende Prozesse, um Ereignisse zu behandeln.
Ablauf von Hardware-Interrupts
- Ein Gerät sendet einen Interrupt über die Interrupt-Leitung.
- Der Mikroprozessor wird unterbrochen, und die laufende Anwendung bemerkt dies nicht.
- Eine Interrupt-Service-Routine (ISR) verarbeitet die eingegangenen Daten und kehrt zur unterbrochenen Anwendung zurück.
Interrupt Klassifikation
- Bei Intel werden Interrupts und Ausnahmen (Exceptions) dokumentiert und differenziert, um den Typ und Häufigkeit von Interrupts zu verstehen.
- Interrupts können in abhängige und unabhängige Typen unterteilt werden.
Compiler und Übersetzung
- Compiler wie GCC übersetzen C-Programme in Maschinen-Code, der von der CPU ausgeführt wird.
- Der C-Präprozessor ersetzt Includes und Direktiven, bevor die Übersetzung erfolgt.
Ressourcenverwaltung
- BS regelt den konfliktfreien Zugriff auf Hardware-Ressourcen wie CPU, Grafik und Speicher mit verschiedenen Scheduling-Algorithmen.
- Zu regulierende Ressourcen sind Hauptspeicher, Drucker, Netzwerke und Speichermedien.
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