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Betriebssysteme	BS	2024-02-13	false

Eine Zusammenfassung der Inhalte der Vorlesung Betriebssysteme aus dem Wintersemester 2022/2023.

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Inhalt:

1. Grundlagen von Betriebssystemen & Prozessmanagement

   • Betriebssysteme verwalten Hardware-Ressourcen, bieten Prozessisolation und ermöglichen Systemaufrufe (System Calls).
   • Prozesse bestehen aus virtuellem Speicher (Text, Daten, Heap, Stack) und wechseln durch Scheduling zwischen verschiedenen Zuständen.

2. Speicherverwaltung & Paging

   • Virtueller Speicher erlaubt Programme, mehr Speicher zu adressieren, als physisch verfügbar ist.
   • Paging & Page Replacement Algorithmen (FIFO, LRU, WSClock) sorgen für effiziente Nutzung des Hauptspeichers.
   • Segmentation & Hierarchical Paging verbessern Speicherverwaltung, erzeugen aber zusätzlichen Verwaltungsaufwand.

3. Interprozesskommunikation (IPC) & Scheduling

   • Message Passing (send/receive) vs. Shared Memory für schnelle IPC.
   • Scheduling-Strategien: Round-Robin, Priority Scheduling, Shortest Job First (SJF), Lottery Scheduling.
   • Multithreading: User-Level vs. Kernel-Level Threads, POSIX-Threads zur effizienten Prozessverwaltung.

4. Geräteverwaltung & Dateisysteme

   • Gerätekommunikation über I/O-Systeme (Direct Memory Access, Interrupt-Handling, Buffering).
   • Dateisysteme (FAT, I-Nodes, Journaling FS, Virtual File Systems) bestimmen Speicherung & Zugriff auf Daten.
   • Caching-Strategien optimieren Speicherzugriffe (LRU, LFU, Write-Back, Write-Through).

5. Sicherheit, Virtualisierung & Deadlocks

   • Authentifizierung & Zugriffskontrolle (UNIX-Passwörter, Salted Hashes, Access Control Lists).
   • Bell-LaPadula & Biba-Modelle definieren Sicherheitsrichtlinien für Datenschutz & Integrität.
   • Virtualisierungstechniken (Full Virtualization, Paravirtualization, Trap-and-Emulate).
   • Deadlocks & Livelocks durch verschiedene Strategien vermeidbar (Deadlock Prevention, Recovery).