Betriebssysteme: Grundkonzepte Und Modellvorstellungen

ISBN-13: 9783519124740 / Niemiecki / Miękka / 1991 / 280 str.

Fridolin Hofmann

Opis

Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Darlegung der Strukturen und inneren Ab mufe von Betriebssystemen sowie der Bildung von Abstraktionen, die formale Darstel lungen und Untersuchungen typischer Frageste11ungen erlauben. Die Themenwahl ist von zwei Aspekten geleitet. Sie solI demjenigen, der komplexe Programme entwickelt, einen Einblick in die inneren Ablaufe von Betriebssystemen vermitteln. Ferner solI sie die wichtigsten Oberlegungen zur Strukturierung, Beschrei bung und modellhaften Erfassung von Betriebssystemen darstellen, da sie bei der Ent wicklung komplexer Programmsysterne von Bedeutung sind. Urn in anderen Anwendungsbereichen eine sinnvolle Nutzung der behandelten Modelle zu ermoglichen, werden die den Formalisierungen zugrundeliegenden Vorstellungen erlautert und die jeweils typischen Untersuchungsmethoden aufgezeigt. Zur Veran 1 schaulichung der Uberlegungen wird vorwiegend UNIX herangezogen. Das Buch ist geschrieben fur Informatikstudenten der hoheren Semester und dariiber hinaus fur diejenigen, die sich mit dem Entwurf und der Realisierung asynchroner Pro zeBsysteme befassen, wie sie vor aHem bei Echtzeitanwendungen und verteilten Syste men auftreten. Erfahrung im Umgang mit Betriebssystemen sowie grundlegende Kennt nisse uber Rechnerarchitektur und hahere Programmiersprachen sind Voraussetzung. Da bislang keine ubergreifende Theorie zur Behandlung von Betriebssystemen existiert, werden sehr unterschiedliche Methoden zur Untersuchung der verschiedenen Gesichts punkte, die bei Konzeption und Benutzung von Betriebssystemen eine Rolle spielen, verwendet. Die sieben Kapitel des Buches soilen die Spannbreite von Gesichtspunkten aufzeigen, die einer formalen Behandlung zuganglich sind, bis zu solchen, die sich dem bislang entziehen und deshalb nur in einer beschreibenden Weise diskutiert werden kon nen.

Spis treści

1 Betriebssystem und Softwarestruktur.- 1.1 Der Begriff des Betriebssystems.- 1.2 Strukturierung großer Programmsysteme.- 1.2.1 Spezifikation und Abstraktion.- 1.2.2 Abstraktionsebenen und ihr Zusammenhang.- 1.3 Beispiel zur Spezifikation eines Anwendungssystems.- 1.3.1 Das Problem.- 1.3.2 Strukturierungsüberlegungen.- 1.3.3 Darstellung der Module.- 1.3.4 Schlußbemerkung.- 1.4 Folgerungen für Betriebssysteme.- 2 Prozeßsysteme.- 2.1 Grundlegende Vorstellungen.- 2.2 Der Begriff des Ablaufplans (schedule).- 2.3 Der Begriff der Implementation.- 2.4 Synchronisationssysteme.- 2.5 Implementierung von Prozeßsystemen für Monoprozessoren.- 2.6 Verklemmungen.- 2.6.1 Erläuterung der Fragestellung.- 2.6.2 Verhinderung von Verklemmungen in Betriebsmittelsystemen.- 2.6.3 Erkennung von Verklemmungen.- 3 Prozessorvergabestrategien.- 3.1 Die Aufgabenstellung.- 3.2 Die operationeile Methode.- 3.3 Optimale Strategien.- 3.4 Die analytische Methode.- 3.5 Wahrscheinlichkeitstheoretischer Vergleich der wichtigsten Prozessorvergabestrategien.- 3.5.1 Verbale Beschreibung der Strategien.- 3.5.2 Bestimmung der Restbedienzeit in M/G/1-Systemen.- 3.5.3 Die Strategie first-come-first-served (FCFS).- 3.5.4 Die Strategie round-robin (RR).- 3.5.5 Nicht verdrängende Abarbeitung nach Prioritäten.- 3.5.6 Die Strategie shortest-job-first (SJF).- 3.5.7 Die Strategie multilevel-feed-back (MLFB).- 3.5.8 Gemischte Strategien.- 4 Arbeitsspeicherverwaltung.- 4.1 Allgemeine Überlegungen.- 4.2 Platzzuteilungsstrategien.- 4.3 Segmentierung.- 4.4 Seitenadressierung.- 4.5 Swapping.- 4.6 Paging.- 4.6.1 Ersetzungsstrategien.- 4.6.2 Transportstrategien.- 4.7 Segmentierung mit Seitenadressierung.- 4.8 Mehlprogrammbetrieb und Demand-Paging.- 5 Dateien und Dateiverwaltung.- 5.1 Der Dateibegriff.- 5.2 Dateiorganisation.- 5.3 Dateiverwaltung.- 6 Betrieb der peripheren Geräte.- 6.1 Klassifikation der Anschlußschemata.- 6.1.1 Anschlußschema 1: Integrierte Ausführung.- 6.1.2 Anschlußschema 2: Abgesetzte Ausführung.- 6.1.3 Anschlußschema 3: Selbständige Ausführung.- 6.2 Beispiel mit Teilwegbelegung.- 6.3 Geräteverwaltung.- 7 Datensicherheit (security).- 7.1 Erläuterung der Fragestellung.- 7.2 Datensicherheit und Betriebssystem.- 7.2.1 Zugriffskontrolle und Betriebssystemstruktur.- 7.2.2 Informationsflußkontrolle und Betriebssystem.- 7.2.3 Generelle Grenzen der Datensicherung durch Betriebssysteme.- 7.3 Ein einfaches formales Modell.- 7.3.1 Modellkomponenten.- 7.3.2 Zustandsübergänge.- 7.3.3 Sicherheit.- 7.3.4 Unentscheidbarkeit des Sicherheitsproblems.- Stichwortverzeichnis.