Aufgaben zum Kapitel Prozessverwaltung

Aufgaben zum Kapitel Prozessverwaltung

Aufgabe 1

Aufgabe

 Aufg. : Prozesszustände

Skizzieren Sie in einem Schaubild die drei grundlegenden Prozesszustände und die jeweils möglichen Zustandsübergänge. Geben Sie für alle Zustandsübergänge jeweils den Grund des Zustandswechsels an.

Aufgabe 2

Aufgabe

 Aufg. : Von 'rechnend' nach 'bereit'

Bei welcher Art von Schedulingstrategien ist auch ein direkter Übergang vom Prozesszustand "rechnend" zum Prozesszustand "bereit" möglich?

Aufgabe 3

Aufgabe

 Aufg. : Rund um die Prozessbegriffe

Grenzen Sie die Begriffe Programm, Prozess, Prozesskontext und Prozesszustand gegeneinander ab und erklären Sie diese.

Aufgabe 4

Aufgabe

 Aufg. : Kontextwechsel

Erläutere zwei Dinge, die bei einem Kontextwechsel auf der CPU erledigt werden müssen.

Aufgabe 5

Aufgabe

 Aufg. : Prozesserzeugung unter Unix/Linux

Welcher grundlegende Befehl steht unter Unix/Linux für die Erzeugung eines neuen Prozesses zur Verfügung? (Nennen Sie nur den Befehl.)

Durch die Ausführung dieses Befehls entsteht aus dem Eltern-Prozess ein Kind-Prozess. An welcher Stelle beginnt anschließend die Abarbeitung des Kind-Prozesses (sobald er die CPU zugeteilt bekommt)?

Aufgabe 6

Aufgabe

 Aufg. : Prozesskontrollblock

Nenne fünf Informationen, die vom Betriebssystem für einen Prozess in seinem zugehörigen Prozesskontrollblock verwaltet werden.

Aufgabe 7

Aufgabe

 Aufg. : Alle Prozesskontrollblöcke

Jeder Prozess besitzt seinen eigenen Prozesskontrollblock. Wie nennt man die Datenstruktur, in der alle Prozesskontrollblöcke zusammengefasst werden?

Aufgabe 8

Aufgabe

 Aufg. : Scheduler und Dispatcher

Erläutere den Unterschied zwischen einem Scheduler und einem Dispatcher.

Aufgabe 9

Aufgabe

 Aufg. : Scheduling-Ziele

Nenne drei Ziele, die ein Scheduling-Algorithmus verfolgen sollte.

Erläutere, inwieweit ein gleichzeitiges Erreichen der genannten Ziele realistisch ist.

Aufgabe 10

Aufgabe

 Aufg. : Scheduling

Wofür stehen die Abkürzungen FCFS, SJF, SRTN, RR, PS im Kontext des Scheduling?

Aufgabe 11

Aufgabe

 Aufg. : SJF und FCFS

Diskutieren Sie die Vor- und Nachteile der Scheduling-Strategien SJF und FCFS.

Aufgabe 12

Aufgabe

 Aufg. : RR und FCFS

Erläutern Sie in Bezug auf Scheduling, warum das Round-Robin-Verfahren nicht die Nachteile des FCFS-Verfahrens hat.

Aufgabe 13

Aufgabe

 Aufg. : (Non-) preemptive

Erläutere den Unterschied zwischen "preemptive" und "non-preemptive" in Bezug auf Scheduling-Strategien.

Aufgabe 14

Aufgabe

 Aufg. : Preemptive oder non-preemptive

Betrachte die Scheduling-Verfahren FCFS, SJF, RR und PS.
Welche dieser Verfahren sind preemptive, welche sind non-preemptive?

Aufgabe 15

Aufgabe

 Aufg. : Scheduling für P1 bis P5

Gegeben seien fünf Prozesse P1, P2, P3, P4 und P5 mit den Gesamtrechenzeiten 2, 3, 6, 10 und 19 Zeiteinheiten, die quasi gleichzeitig zum Zeitpunkt 0 am System eintreffen. Gehen Sie davon aus, dass die Reihenfolge des Eintreffens (bei kaum wahrnehmbaren zeitlichen Unterschieden) P4, P1, P5, P3, P2 lautet. Es gibt keine Unterscheidung unterschiedlicher Prioritäten.

Skizzieren Sie für diese Situation wann welcher Prozess bearbeitet wird für die Schedulingstrategien FCFS, SJF, SRTN und RR. Gehen Sie für die preemptive(n) Strategie(n) von einer Zeitscheibe der Länge 2 Zeiteinheiten aus.

(Hinweis: Diese Aufgabe ist so gemeint, dass zum Zeitpunkt 0 bereits alle Prozesse im Zustand "bereit" auf eine Zuteilung der CPU warten.)

Aufgabe 16

Aufgabe

 Aufg. : Scheduling mit Priorität

Betrachte die Prozesse A bis E, welche mit unterschiedlichen Prioritäten versehen sind. Die Rechenzeit ist schon im Voraus bekannt, siehe folgende Tabelle.

Welche Ausführungsreihenfolge ergibt sich beim Priority-Scheduling, wenn zusätzlich mit einem Zeitquantum von einer Zeiteinheit (ZE) gearbeitet wird?

Prozess	A	B	C	D	E
Rechenzeit (ZE)	12	7	4	8	10
Priorität	Mittel	Niedrig	Hoch	Hoch	Mittel

Hinweis: Alle Prozesse sind zum Startzeitpunkt bereit und können sofort die CPU übernehmen. Die Priorität der Prozesse ändert sich nicht, bei gleicher Priorität ist die Round-Robin-Strategie anzuwenden.

Aufgabe 17

Aufgabe

 Aufg. : Aktives Warten mit while

Um bei mehreren Prozessen mit gemeinsam genutzten Betriebsmitteln kritische Abschnitte so zu schützen, dass immer nur maximal ein Prozess zur Zeit diesen kritischen Abschnitt ausführen darf, soll das aktive Warten eingesetzt werden. Zur Realisierung des aktiven Wartens kann eine while-Schleife genutzt werden.

Geben Sie den für das aktive Warten nötigen Programmcode an, der zu Beginn bzw. am Ende eines kritischen Abschnitts ausgeführt werden muss.

Erläutern Sie warum das aktive Warten einen zeitlichen Nachteil mit sich bringt, und unter welcher Bedingung dieser Nachteil in Kauf genommen werden kann.

Aufgabe 18

Aufgabe

 Aufg. : TSL

Wofür steht die Abkürzung TSL (im Kontext der Prozesssynchronisation)?

Aufgabe 19

Aufgabe

 Aufg. : Aufgaben des TSL-Befehls

Erläutern Sie, welche Aufgabe der TSL-Befehl bei der Ausführung auf einer CPU erfüllt.

Aufgabe 20

Aufgabe

 Aufg. : Aktiv warten mit TSL

Welches Problem löst der TSL-Befehl in Zusammenhang mit aktivem Warten?

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