‹Kopfzeile›

‹Datum/Uhrzeit›

‹Fußzeile›

‹Nr.›

Klicken Sie, um die Formate des Vorlagentextes zu bearbeiten

Zweite Ebene

Dritte Ebene

Vierte Ebene

Fünfte Ebene

Dieser Lehrgang enthält Informationen über die Grundlagen von Betriebssystemen. Das Ziel ist es, Ihnen ein grundlegendes Verständnis zu vermitteln, das zum Verstehen der Grundlagen von Betriebssystemen erforderlich ist. Mit diesen Unterlagen werden Sie jedoch nicht in den Zustand versetzt, Betriebssysteme zu schreiben.

Ins Leben gerufen wurde dieser Workshop von Jürgen Walter, Professor an der Fachhochschule Karlsruhe im Studiengang Mechatronik. Seine Schwerpunkte sind die Mikrocomputertechnik - diese befaßt sich mit dem Aufbau des Rechners (Hardware) - und die Informationstechnik.

Ein Echtzeitverarbeitungssystem muß auf Daten von außen innerhalb einer vom Prozess vorgegebenen Zeit antworten. Beispiel: Überdruckventil an einem Kessel. Interrupt: Der Programmablauf wird unterbrochen und an einer anderen Stelle fortgesetzt. Es gibt sowohl Hardware-Interrupts als auch Softwareinterrupts oft auch Trap genannt.

Polling:

Multitasking – Der Computer kann mehrere Aufgaben quasi gleichzeitig erledigen

Kontextwechsel: Der Anwender holt die Hintergrundanwendung in den Vordergrund zur Ausführung Kooperatives Multitasking: Beispiel Macintosh 7.0 Die Hintergrundanwendung bekommt Prozessorzeit zugewiesen, sobald die Vordergrundanwendung untätig ist. Problem: Stürzt eine Anwendung ab, ist das Gesamtsystem lahmgelegt.

Zeitscheiben-Multitasking

Time-Sharing: Mehrere Anwender arbeiten auf einem Computer verschiedene Aufgaben. Im Unterschied hierzu bearbeitet beim Multitasking ein Anwender mehrere Aufgaben. Der Anwendung wird ein bestimmter Speicherbereich fest zugewiesen. Auf diesen Speicherbereich dürfen andere Anwendungen nicht zugreifen.

Schwieriges Thema - aber evtl. duch Vergleiche leicht zugänglich.

Betriebssystem für 8051-Controller für Echtzeitverarbeitung mit preemtivem Multitasking
UNIX (Uniplexed Information and Computing System), ein Mehrbenutzer-Betriebssystem, das Multitasking anbietet und von Ken Thompson und Dennis Ritchie bei AT&T Bell Laboratories im Jahr 1969 für Minicomputer entwickelt wurde. Basiert auf der relativ plattformunabhängigen Programmiersprache C.
Das Linux wurde von Linus Torvald 1991 Norwegen entwickelt und eine Variante von UNIX geworden. Version 1.0 ist seit 1994 verfügbar.

Ab Intel 286

4 Privilegstufen zum Schutz des Betriebssystems vor den Anwenderprogrammen

Level 0 ist die höchste Prioritätsstufe.

Task-Task Isolierung Zeitscheibenmodell,

•Programm- Code kann auf Anwenderdaten zugreifen

•Anwenderprogramm kann nicht auf Betriebssystemdaten zugreifen

•Auf Daten mit gleichem Privelege Level kann zugegriffen werden.

•Anwenderprogramm darf Betriebssystem aufrufen

•Programmaufrufe mit Leveländerung nur über Gates

•Nur Gates mit gleicher oder niedriger Privilegstufe berechtigen zum Aufruf

•Die Einsprungadresse ist im Gate hinterlegt.

•Betriebssystem darf kein Anwenderprogramm aufrufen

•Niedrig privilegierte Programme können nicht augerufen werden.

Zentrum - Zentrale Struktur

Umstellung - verteilte Systeme

Am Aufbau des Netzwerks kann oft die Art und Weise, wie die Firma aufgebaut ist, abgelesen werden.

•DLLs Dynamic Link Library sind Betriebssystemdienste und liegen ungeschützt im Ring 3.

•WIN16 optional in eigenen Adressräumen - preemtives Multitasking

•SOM System Object Model

•Kernel liegt geschützt im Ring 0

•Hardware ist direkt oder hardwareunabhängig VxDs anzusprechen

•Kooperatives Multitasking

•Direkter Zugriff auf Betriebssystemdienste in Ring 3

•32-Bit-Dateizugriffe nur in Windows 3.11

•3.11 Workgroup-Fähigkeit - Gegenseitiger Zugriff von Datenträgern im Netz ist möglich

•VxDs Hardware Gerätetreiber sind nicht dynamisch auslagerbar

•DOS-Applikationen haben eigene Adressräume

•VMM Virual Memory Management

•VM Virtual Machine

•VDM Virtual DOS Machine

•DOS Disk Operating System

•GDI Graphic Device Interface

•Betriebssystemdienste liegen in Ring 3 - Applikationen können Betriebssystemdienste zerstören.

•DOS-Applikationen in VDM Virtuellen Dos-Maschinen

•WIN16-Anwendungen als Einzelprozesse im gleichen Adressraum

•Datei-Subsystem führt alle I/O-Aufrufe durch

•VFAT - FAT aber lange Dateinamen

•VMM - Virtuelle Machine Manager

•VxDs virtuelle Hardwaretreiber

•Client-Prozesse müssen immer über LPC Local Procedure Calls Systemdienste (Tread-, Speichermanagement) im Ring 0 beantragen

•Win 16-Applikationen können in eigenen Adressräumen ausgeführt werden

•I/O-Manager kann nur über HAL Hardware Abstraction Layer auf Hardware zugreifen

•NTFS - New Technology File System Optimalere Speicherung als DOS

•C2 Sicherheitslevel von amerikanische Regierungsbehörden definiert.
Identifikation Benutzer - Benutzernamen - Password
System kann Benutzeraktivitäten verfolgen.
Administratoren können sicherheitsrelevante Ereignisse überwachen.
Daten im Speicher müssen von anderen Prozessen abgeschottet werden.

•Das Programm stürzt ab - nicht das Betriebssystem.

•Selbst bei Ausfall von Servern können bestimmte Maschinen zusammenarbeiten - Workgroupkonzept. •Bei Zugriff auf Hardware ist ein besonderer Treiber zu erstellen -
Kritisch bei Fertigungsmaschinen - eigene PC-Karten

Interdisziplinäres Arbeiten:

Software - Soziologe - Oberflächendesigner - Psychologe - Fachwissen - Inhalt muß stimmen.

Schwelle zur Kreativität liegt verschieden hoch.

Lern-System - CMS Course Management System - Überwachung vom Lernfortschritt

Werkzeuge

Komischer Effekt:

Je einfacher die Werkzeuge sind, um so mehr Gedanken muß man sich über die einfache Darstellung von komplizierten Sachverhalten machen.

•Das Netz mit den einzelnen Servern ist in Deutschland zu sehr belastet und hat nicht die notwendige Bandbreite.

•Dieser Zustand wird nicht lange anhalten !

•ISDN, Kabelfernsehen, ATM

Dies war die Vision von Steve Jobs, einer der Gründer von Apple

Lebenslanges Lernen !