Betriebssysteme: Grundlagen, Konzepte, Systemprogrammierung
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Heidelberg
dpunkt-Verl.
2010
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Ausgabe: | 2., aktualisierte und überarb. Aufl. |
Schlagworte: | |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 ZWECK 1
1.2 DEFINITIONEN 3
1.3 EINORDNUNG IM COMPUTERSYSTEM 4
1.4 BETRIEBSSYSTEMARTEN 6
1.4.1 KLASSISCHE EINTEILUNGEN 6
1.5 BETRIEBSSYSTEMARCHITEKTUREN 7
1.5.1 ARCHITEKTURFORMEN 7
1.5.2 BENUTZER-ZKERNMODUS 8
1.5.3 MONOLITHISCHE SYSTEME 10
1.5.4 GESCHICHTETE SYSTEME 10
1.5.5 MIKROKERNSYSTEME 11
1.5.6 BEISPIELE VON SYSTEMARCHITEKTUREN 12
1.5.7 ABSTRAKTIONEN AUS BENUTZER- UND ENTWICKLERSICHT 15
2 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMAUSFUEHRUNG UND SYSTEMPROGRAMMIERUNG 21
2.1 PROGRAMMAUSFUEHRUNG UND HARDWARE 21
2.1.1 RECHNER- UND PROZESSORGRUNDLAGEN 23
2.1.2 GRUNDLAGEN DES ADRESSRAUMS 32
2.1.3 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMAUSFUEHRUNG 42
2.1.4 UNTERPROGRAMMMECHANISMEN 50
2.2 SYSTEMPROGRAMMIERUNG 63
2.2.1 WAHL DER SYSTEMPROGRAMMIERSPRACHE 63
2.2.2 LAUFZEITSYSTEM DER PROGRAMMIERSPRACHE C 70
2.2.3 UNTERPROGRAMMTECHNIKEN 71
2.2.4 GRUNDLAGEN DER SYSTEMPROGRAMMIERUNG 72
2.2.5 SYSTEMPROGRAMMIERSCHNITTSTELLEN 91
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/99924051X
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
VIII INHALTSVERZEICHNIS
3 PROZESSE UND THREADS 97
3.1 PARALLELVERARBEITUNG 97
3.1.1 DARSTELLUNG VON PARALLELEN ABLAEUFEN 97
3.1.2 HARDWARE-PARALLELITAET 98
3.1.3 SOFTWARE-PARALLELITAET 99
3.1.4 BEGRIFFE 99
3.2 PROZESSMODELL 102
3.2.1 GRUNDPRINZIP 102
3.2.2 PROZESSERZEUGUNG UND TERMINIERUNG 106
3.2.3 PROZESSE UNTER UNIX 109
3.2.4 FUNKTIONSWEISE DER UNIX-SHELL 115
3.2.5 PROZESSE 6C JOBS UNTER WINDOWS 117
3.2.6 VERERBUNG UNTER PROZESSEN 119
3.2.7 PROZESSHIERARCHIE 120
3.2.8 SYSTEMSTART 120
3.3 THREADS 124
3.3.1 THREAD-MODELL 125
3.3.2 VERGLEICH PROZESSE ZU THREADS 125
3.3.3 IMPLEMENTIERUNG DES MULTITHREADING 128
3.3.4 THREADS & FIBERS UNTER WINDOWS 133
3.3.5 THREADS UNTER UNIX 138
3.4 PROZESSORZUTEILUNGSSTRATEGIEN 140
3.4.1 QUASIPARALLELITAET IM EINPROZESSORSYSTEM 140
3.4.2 PROZESS- UND THREAD-ZUSTAENDE 142
3.4.3 ZUTEILUNGSSTRATEGIEN 146
3.4.4 MULTIPROZESSOR-SCHEDULING 159
3.4.5 POSIX-THREAD-SCHEDULING 161
3.4.6 JAVA-THREAD-SCHEDULING 163
3.4.7 SCHEDULING UNTER WINDOWS 165
3.4.8 SCHEDULING UNTER UNIX 171
4 SYNCHRONISATION VON PROZESSEN & THREADS 177
4.1 SYNCHRONISATIONSBEDARFE UND LOESUNGSANSAETZE 177
4.1.1 PROBLEM DER RESSOURCENTEILUNG 177
4.1.2 VERLORENE AKTUALISIERUNG (LOST UPDATE PROBLEM) 178 4.1.3
INKONSISTENTE ABFRAGE (INCONSISTENT READ) 180
4.1.4 ABSICHERUNG MIT SELBSTVERWALTUNG - NAIVER ANSATZ 181 4.1.5
ABSICHERUNG MIT SELBSTVERWALTUNG - KORREKTER ANSATZ . . . 182 4.1.6
ABSICHERUNG MIT SYSTEMMITTELN 184
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS IX
4.2 SEMAPHORE 184
4.2.1 SEMAPHORTYPEN 186
4.2.2 IMPLEMENTIERUNGSFRAGEN 186
4.3 ANWENDUNG DER SEMAPHORE 190
4.3.1 ABSICHERUNG KRITISCHER BEREICHE (MUTUAL EXCLUSION) 190 4.3.2
SYNCHRONISATION VON ABLAEUFEN (BARRIER SYNCHRONIZATION) . 191 4.3.3
PRODUZENTEN & KONSUMENTEN (PRODUCER AND CONSUMER) . 193 4.3.4 LESER &
SCHREIBER (READERS AND WRITERS) 196
4.3.5 PROBLEM DER PRIORITAETSUMKEHRUNG (PRIORITY INVERSION) . . . 201
4.3.6 WEITERE ANWENDUNGSPROBLEME 203
4.4 IMPLEMENTIERUNGEN VON SEMAPHOREN 204
4.4.1 SEMAPHORE UNTER UNIX 204
4.4.2 SEMAPHORE UNTER WINDOWS 208
4.5 UNIX-SIGNALE 215
4.5.1 IDEE & GRUNDPRINZIP DER UNIX-SIGNALE 215
4.5.2 PROGRAMMIERUNG DER SIGNALE 218
4.5.3 SIGNALE IM MULTITHREADING 222
4.5.4 REALTIME-SIGNALE 223
4.6 VERKLEMMUNGSPROBLEMATIK (DEADLOCKS) 223
4.6.1 URSACHE 224
4.6.2 DEADLOCK-BEDINGUNGEN 227
4.6.3 LOESUNGSANSAETZE UND IHRE BEURTEILUNG 228
4.7 VERMEIDUNG VON SYNCHRONISATIONSENGPAESSEN 235
4.7.1 GRANULARITAET DER ABSICHERUNG 236
4.7.2 REPLIKATION DER ABGESICHERTEN RESSOURCE 237
5 KOMMUNIKATION VON PROZESSEN & THREADS 239
5.1 UEBERBLICK UEBER SYNCHRONISATION UND KOMMUNIKATION 239
5.2 NACHRICHTENBASIERTE VERFAHREN 241
5.2.1 ALLGEMEINE ASPEKTE 241
5.2.2 UNIX-PIPES 247
5.2.3 WINDOWS-PIPES 255
5.2.4 UNIX MESSAGE QUEUES 259
5.2.5 WINDOWS-MESSAGES 261
5.2.6 WINDOWS-MAILSLOTS 263
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
5.3 SPEICHERBASIERTE VERFAHREN 265
5.3.1 GEMEINSAMER SPEICHER UNTER WINDOWS 266
5.3.2 GEMEINSAMER SPEICHER UNTER UNIX 266
5.4 MONITOR 268
5.4.1 GRUNDPRINZIP 268
5.4.2 JAVA-MONITOR 271
5.4.3 MONITORNACHBILDUNG MIT BEDINGUNGSVARIABLEN 272
5.5 RENDEZVOUS 278
5.5.1 GRUNDPRINZIP 278
5.5.2 SYNCHRONISATION IN CLIENT/SERVER-SYSTEMEN (BARBER SHOP) . 279 5.6
RECHNERUEBERGREIFENDE INTERPROZESSKOMMUNIKATION 280 5.6.1
NETZWERKSOFTWARE 281
5.6.2 BERKELEY-SOCKETS 283
5.6.3 REMOTE PROCEDURE CALL (RPC) 290
5.6.4 UEBERBLICK UEBER MIDDLEWARE 296
6 EIN- UND AUSGABE 299
6.1 PERIPHERIE 299
6.1.1 EINORDNUNG IM RECHNERMODELL 299
6.1.2 BEGRIFFSDEFINITIONEN 300
6.2 EIN-/AUSGABEABLAEUFE 300
6.2.1 PROGRAMMGESTEUERTE EIN-/AUSGABE 301
6.2.2 EIN-/AUSGABE MITTELS PROGRAMMUNTERBRECHUNGEN 302 6.2.3 EINVAUSGABE
MITTELS DMA 309
6.2.4 EIN-/AUSGABEARTEN IM VERGLEICH 313
6.3 EHWAUSGABESYSTEM 314
6.3.1 TREIBER 314
6.3.2 GERAETEVERWALTUNG 315
6.3.3 TREIBERSCHNITTSTELLE 316
6.3.4 EINVAUSGABESCHNITTSTELLE 317
6.3.5 EIN-/AUSGABEPUFFERUNG 321
6.3.6 TREIBERMODELL IN LINUX 322
6.3.7 TREIBERMODELLE IN WINDOWS (WDM & WDF) 329
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
6.4 MASSENSPEICHER 335
6.4.1 VERFAHREN DER DATENAUFZEICHNUNG 335
6.4.2 WICHTIGSTE MASSENSPEICHER 338
6.4.3 EIGENSCHAFTEN VON PLATTENSPEICHERN 339
6.4.4 EIGENSCHAFTEN VON FESTKOERPERLAUFWERKEN (SSD) 342 6.4.5
ZUGRIFFSPLANUNG FUER PLATTENSPEICHER (DISK I/O SCHEDULING) . 343 6.4.6
PUFFERUNG VON PLATTENDATEN (DISK CACHE) 347
6.5 BENUTZERINTERAKTION AUS SYSTEMSICHT (BENUTZEROBERFLAECHEN) 348 6.5.1
ALLGEMEINES 348
6.5.2 SYSTEMARCHITEKTUREN 350
6.5.3 PROGRAMMIERMODELLE 355
6.5.4 DIE UNIX-SHELL ALS KOMMANDOINTERPRETER 357
6.5.5 FUNKTIONSWEISE & PROGRAMMIERUNG DES X-WINDOW-SYSTEMS 359
6.5.6 FUNKTIONSWEISE UND PROGRAMMIERUNG DES WINDOWS-GUI . 373
7 SPEICHERVERWALTUNG 387
7.1 SPEICHERSYSTEM 388
7.1.1 EINORDNUNG IM RECHNERMODELL 388
7.1.2 GRUNDLEGENDE SPEICHERPRINZIPIEN 389
7.1.3 SPEICHERHIERARCHIE 6C LOKALITAETSPRINZIP 393
7.1.4 CACHE-FUNKTIONSWEISE 397
7.2 VERWALTUNGSGRUNDLAGEN 402
7.2.1 ABSTRAKTIONEN MITTELS ABBILDUNGSFUNKTIONEN 403 7.2.2 AUFGABEN DER
SYSTEMSOFTWARE 407
7.2.3 DYNAMISCHE SPEICHERBEREITSTELLUNG 409
7.3 VERWALTUNG VON PROZESSADRESSRAEUMEN 429
7.3.1 ADRESSRAUMNUTZUNG DURCH PROGRAMME 429
7.3.2 ADRESSRAUMVERWALTUNG DURCH DAS BETRIEBSSYSTEM 432 7.4 REALER
SPEICHER 435
7.4.1 MONOPROGRAMMIERUNG 435
7.4.2 MULTIPROGRAMMIERUNG MIT PARTITIONEN 436
7.4.3 VERFAHREN FUER KNAPPEN SPEICHER 440
7.5 VIRTUELLER SPEICHER 444
7.5.1 ADRESSUMSETZUNG 445
7.5.2 SEITENWECHSELVERFAHREN (DEMAND PAGING) 458
7.5.3 SPEICHERABGEBILDETE DATEIEN 486
7.5.4 GEMEINSAMER SPEICHER (SHARED MEMORY) 487
IMAGE 6
XUE INHALTSVERZEICHNIS
8 DATEISYSTEME 491
8.1 AUFGABEN DES DATEISYSTEMS 491
8.2 DATEISYSTEMKONZEPTE 492
8.2.1 LOGISCHE ORGANISATION 492
8.2.2 DATEISYSTEMFUNKTIONEN 503
8.2.3 GEMEINSAME DATEINUTZUNG 518
8.2.4 SPEICHERABGEBILDETE DATEIEN 522
8.3 REALISIERUNG VON DATEISYSTEMEN 522
8.3.1 KONZEPTIONELLES MODELL 522
8.3.2 BLOCKSPEICHER ALS GRUNDLAGE 523
8.3.3 ORGANISATIONSPRINZIPIEN 524
8.4 UFS - TRADITIONELLES UNIX-DATEISYSTEM 531
8.5 FAT- TRADITIONELLES WINDOWS-DATEISYSTEM 535
8.5.1 STRUKTUR DER GESAMTPLATTE 536
8.5.2 AUFBAU DER BELEGUNGSTABELLE (FAT) 537
8.5.3 VERZEICHNISDATEN 538
8.5.4 LANGE DATEINAMEN (VFAT) 540
8.6 NTFS - MODERNES WINDOWS-DATEISYSTEM 542
8.7 NETZWERKDATEISYSTEME 545
8.7.1 LOGISCHE SICHT 545
8.7.2 IMPLEMENTIERUNG 547
8.7.3 NFS - NETWORK FILE SYSTEM IN UNIX 550
8.7.4 SMB - NETZWERKDATEISYSTEM IN WINDOWS 551
8.8 SPEZIELLE DATEISYSTEMTECHNOLOGIEN 552
8.8.1 PROTOKOLLIERENDE DATEISYSTEME 552
8.8.2 SCHATTENKOPIE 554
8.8.3 DISK SCHEDULING 555
8.9 FESTPLATTENPARTITIONIERUNG 556
8.9.1 ANWENDUNGSBEREICHE 556
8.9.2 FESTPLATTENPARTITIONIERUNG DER PC-SYSTEME 557
9 PROGRAMMENTWICKLUNG 561
9.1 SOFTWARE-ENTWICKLUNGSWERKZEUGE 561
9.1.1 ABLAUF DER PROGRAMMUEBERSETZUNG 562
9.1.2 DARSTELLUNG VON UEBERSETZUNGSVORGAENGEN MITTELS T-NOTATION 566
9.1.3 AUTOMATISIERTE UEBERSETZUNG 569
9.1.4 VERSIONENKONTROLLE 571
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XIII I
9.2 ADRESSRAUMBELEGUNG UND RELOKATION 573
9.2.1 STORAGE CLASS 573
9.2.2 PROGRAMMORGANISATION IN SEKTIONEN 574
9.2.3 RELOKATION VON PROGRAMMEN 575
9.3 PROGRAMMBIBLIOTHEKEN 582
9.3.1 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFE 582
9.3.2 PROGRAMMBIBLIOTHEKEN UNTER UNIX 584
9.3.3 PROGRAMMBIBLIOTHEKEN UNTER WINDOWS 588
9.4 SKRIPTPROGRAMMIERUNG UNTER UNIX 593
9.4.1 ANWENDUNGSBEREICHE 594
9.4.2 DIE SHELL ALS PROGRAMMINTERPRETER 595
9.4.3 PORTABILITAET UND KOMPATIBILITAET 596
9.4.4 ERSTELLUNG VON SKRIPTPROGRAMMEN 596
9.4.5 ELEMENTE DER SKRIPTSPRACHE 597
9.4.6 SHELL-BEFEHLE 597
9.4.7 SHELL-VARIABLEN 599
9.4.8 METAZEICHEN 604
9.4.9 SYNONYME UND FUNKTIONEN 606
9.4.10 BEDINGTE TESTS (CONDITIONAL TESTS) 607
9.4.11 ARITHMETIK 610
9.4.12 KONTROLLSTRUKTUREN FUER SKRIPTE 610
10 SICHERHEIT 617
10.1 SCHUTZZIELE 617
10.2 AUTORISIERUNG UND ZUGRIFFSKONTROLLE 618
10.2.1 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFE 619
10.2.2 SCHUTZDOMAENENKONZEPT 621
10.2.3 SCHUTZSTRATEGIEN 629
10.3 HOCHSICHERE BETRIEBSSYSTEME 631
10.4 SICHERHEIT UNTER UNIX 632
10.5 SICHERHEIT UNTER WINDOWS 636
11 SPEZIELLE TECHNOLOGIEN 639
11.1 MULTIPROZESSORSYSTEME 639
11.1.1 EINPROZESSORSYSTEME 640
11.1.2 MULTIPROZESSORSYSTEME (KLASSIFIKATION NACH FLYNN) 642 11.1.3
RECHENLEISTUNG PARALLELER PROZESSOREN (AMDAHL'S LAW) . . 645 11.1.4
STRUKTUREN VON MULTIPROZESSORSYSTEMEN 648
11.1.5 LEISTUNGSBEWERTUNG VON COMPUTERN 654
IMAGE 8
XIV INHALTSVERZEICHNIS
11.2 HANDHELD-COMPUTING 655
11.2.1 ALLGEMEINES 656
11.2.2 SPEZIELLE ANFORDERUNGEN AN DAS BETRIEBSSYSTEM 657 11.2.3 WINDOWS
CE 659
11.2.4 EMBEDDED LINUX 663
11.2.5 ANDROID, MAEMO UND WEBOS 663
11.2.6 SYMBIAN OS 665
11.3 VIRTUALISIERUNGSKONZEPTE UND IHRE ANWENDUNG 670
11.3.1 ANWENDUNGSBEREICHE 670
11.3.2 VIRTUELLE PROZESSOREN 671
11.3.3 VIRTUELLE PROZESSUMGEBUNGEN 671
11.3.4 VIRTUELLE RESSOURCEN 672
11.3.5 VIRTUELLE COMPUTER (STUFE COMPUTERHARDWARE) 672 11.3.6 VIRTUELLE
SEKUNDAERSPEICHER (STORAGE VIRTUALIZATION) 676 11.3.7 VIRTUELLE NETZWERKE
(NETWORK VIRTUALIZATION) 676
A ANHANG 677
A.L MASSEINHEITEN UND DARSTELLUNGEN 677
A.L.L MASSEINHEITEN IN DER INFORMATIK 677
A.1.2 DARSTELLUNG VON BITMUSTERN 678
A.L.3 OKTAL- UND HEXADEZIMALZAHLEN 678
A.L.4 KENNZEICHNUNG DER ZAHLENSYSTEME 679
A.L.5 RECHNERINTERNE ZAHLENDARSTELLUNGEN 679
A.L.6 TEXTZEICHENSAETZE 683
A.2 INSTRUKTIONSSATZ DER INTEL IA32-PROZESSOREN 688
LITERATURHINWEISE 693
INDEX 699 |
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Beschreibung
THWS Würzburg Zentralbibliothek Lesesaal
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Exemplar 1 | ausleihbar Verfügbar Bestellen |
Exemplar 2 | ausleihbar Verfügbar Bestellen |
THWS Würzburg Teilbibliothek SHL, Raum I.2.11
Signatur: |
1340 ST 260 G549(2)st |
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Exemplar 1 | nicht ausleihbar Verfügbar Bestellen |