• Document: Peter Mandl. Grundkurs Betriebssysteme
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Peter Mandl Grundkurs Betriebssysteme Peter Mandl Grundkurs Betriebssysteme Architekturen, Betriebsmittelverwaltung, Synchronisation, Prozesskommunikation 2., überarbeitete und aktualisierte Auflage Mit 164 Abbildungen und 6 Tabellen STUDIUM Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar. Das in diesem Werk enthaltene Programm-Material ist mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgend- einer Art verbunden. Der Autor übernimmt infolgedessen keine Verantwortung und wird keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieses Programm-Materials oder Teilen davon entsteht. Höchste inhaltliche und technische Qualität unserer Produkte ist unser Ziel. Bei der Produktion und Auslieferung unserer Bücher wollen wir die Umwelt schonen: Dieses Buch ist auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt. Die Einschweißfolie besteht aus Polyäthylen und damit aus organischen Grundstoffen, die weder bei der Herstellung noch bei der Verbrennung Schadstoffe freisetzen. 1. Auflage 2008 2., überarbeitete und aktualisierte Auflage 2010 Alle Rechte vorbehalten © Vieweg +Teubner |GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2010 Lektorat: Christel Roß | Walburga Himmel Vieweg +Teubner ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. www.viewegteubner.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Druck und buchbinderische Verarbeitung: STRAUSS GMBH, Mörlenbach Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN 978-3-8348-0809-7 Vorwort Betriebssysteme stellen Dienste für Anwendungssysteme bereit und werden auch nur für diese entwickelt. Ohne Anwendung bräuchte man nämlich auch kein Be- triebssystem. Heutige Betriebssysteme wie Unix, Linux, Windows oder Großrech- nerbetriebssysteme sind sehr komplexe Programmsysteme, in denen viele Jahre Entwicklungsleistung stecken und die auch ständig weiterentwickelt werden müs- sen. Sie nutzen viele Techniken und Strategien zur Gewährleistung einer hohen Leistungsfähigkeit und zur Bereitstellung von optimalen Services für die Anwen- dungen. Das vorliegende Lehrbuch befasst sich mit den Grundlagen von Betriebssystemen. In kompakter Form werden wichtige Grundkonzepte, Verfahren und Algorithmen dargestellt, die in modernen Betriebssystemen eingesetzt werden. Das Buch be- handelt die folgenden Themenkomplexe: 1. Einführung 2. Betriebssystemarchitekturen und Betriebsarten 3. Interruptverarbeitung 4. Prozesse und Threads 5. CPU-Scheduling 6. Synchronisation und Kommunikation 7. Hauptspeicherverwaltung 8. Geräte- und Dateiverwaltung Der Schwerpunkt liegt bei sog. Mehrzweckbetriebssystemen oder Universalbe- triebssystemen, die überwiegend für betriebliche Informationssysteme eingesetzt werden, weniger bei Realzeit- bzw. Embedded Systemen, die mehr in technischen Fragestellungen relevant sind. Einige grundlegende Konzepte gelten aber für alle Typen von Betriebssystemen. Kapitel 1 enthält eine Einführung in grundlegende Konzepte und Aufgaben von Betriebssystemen sowie eine historische Betrachtung. Kapitel 2 stellt wichtige Architekturvarianten und Betriebsarten von Betriebssystemen vor. In Kapitel 3 werden die Konzepte zur Interruptbearbeitung und zur Behandlung von System- aufrufen diskutiert. V Vorwort Im Kapitel 4 wird erläutert, wie heutige Betriebssysteme die Ressourcen „Pro- zess“ und „Thread“ verwalten. Was Threads sind und wie sie in höheren Prog- rammiersprachen wie Java und C# verwendet werden können, wird ebenfalls dar- gestellt. Kapitel 5 beschreibt verschiedene Strategien zur Verwaltung von Prozes- sen und Threads (CPU-Scheduling = Ablaufplanung) und erläutert, wie ein Be- triebssystem einen Prozess-/Threadwechsel durchführt (Dispatching = Arbeitsvor- bereitung, Disposition). Verschiedene Scheduling-Strategien werden vorgestellt und mit Fallbeispielen unterlegt. Das Thema Synchronisation und Kommunikation wird in Kapitel 6 behandelt, wobei die grundlegenden Prinzipien paralle

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