quartz/content/FS5/bs.md
2025-02-18 15:56:26 +01:00

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title: "Betriebssysteme"
tags: [BS]
date: 2024-02-13
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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).
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