Betriebssysteme - Speicherverwaltung und Interprozesskommunikation

Ankündigungen

Studienleistungen

• Aufgabenblöcke 1.0 bis 1.2 und 3 + A4
• Bestehensgrenze für Aufgabenblock 1.0 bis 2 reduziert von 15 auf 10 Punkte
• Kommunikationsprobleme zu Semesterbeginn: Aufgabe 0 wurde oft nicht abgegeben
• Zweiter Aufgabenblock (A3 und A4): Bestehensgrenze bleibt bei 10 von 20 Punkten

Virtuelle Meetingräume

• Meetingräume für Übungen umgezogen
• Nutzung des Fachschaftsservers ermöglicht
• Neue Raumadressen auf der Betriebssystem-Webseite

Klausurtermine

• Klausurtermine bleiben unverändert
• 31.07. und 21.09.
• Änderung der Uhrzeit: Nebenprüfung am 21.09. jetzt um 14 Uhr

Wöchentliche Hinweise

• Hackathons: Empfehlung, diese zu nutzen, bei Schwierigkeiten mit Aufgaben
• Fragestunde monatlich um 15:15 Uhr

Letzte Sitzung: Interprozesskommunikation (IPC)

• Nachrichtenbasierte Primitive
• Unterschiede in Synchronisation und Adressierung
• Lokale IPC unter Unix: Signale, Pipes (eindirektional und gepuffert), und Message Queues
• Netzwerkbasierte IPC: Sockets (bidirektional und gepuffert)

Speicherverwaltung

Speicherverwaltung und Hauptaufgaben

• Dynamische Speicherzuteilung
• Schutz des Speichers
• Speicherknappheit handhaben: Ein- und Auslagern von Prozessen

Speicherzuteilungsstrategien

• Platzierungsstrategien: Wo wird neuer Speicher zugeteilt?
  • First Fit
  • Next Fit/Rotating First Fit
  • Best Fit
  • Worst Fit
• Ladestrategien: Wann wird ausgelagerter Speicher wieder eingelagert?
• Ersetzungsstrategien: Welche Speicherinhalte werden verdrängt?
  • Least Recently Used (LRU)
  • First In First Out (FIFO)

Frei-Speicher-Verwaltungsmethoden

• Bitlisten
  • Vorteile und Nachteile
• Verkettete Listen
  • Freie und belegte Speicherbereiche
  • Verwaltung im freien Speicher
• Buddy-System
  • Segmentierung in Zweierpotenzen
  • Effiziente Verwaltung weniger kleinen Lücken

Verschnitt und Fragmentierung

• Externer Verschnitt: Speicher außerhalb der zugeteilten Bereiche
• Interner Verschnitt: Unbenutzter Speicher innerhalb der zugeteilten Bereiche
• Fragmentierung durch dynamische Speicherzuteilungen
• Kompaktieren als Lösung

Zeitliche Bindung von Adressen

Absolute und dynamische Adressierung

• Absolute Bindung: zur Übersetzungszeit
• Statische Bindung: zur Ladezeit
• Dynamische Bindung: zur Laufzeit (Hardwareunterstützung)

Beispiel Bindung und Laden von Programmen

• Übersetzung von C Code zu Assembler und Maschinencode
• Verlinkung (Linking) und Laden (Loading) von Objektdateien

Segmentbasierte Adressabildung

• Logische vs. physische Adressen
• Hardwareunterstützung durch Memory Management Unit (MMU)
• Verwaltung durch Segmenttabellen
• Gemeinsame Speichersegmente für Prozesse

Probleme und Lösungen der Segmentierung

• Fragmentierung und Verschnitt
• Kompaktieren von Speicher
• Gemeinsame Nutzung von Segmente

Ausblick

• Weitere Diskussion von seitenbasierter Adressabbildung in der nächsten Vorlesung
• Dringende Fragen und Terminankündigungen