blatt1.txt

1.1
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Ziele bei der Entwicklung von Betriebssystemen
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einfache Benutzbarkeit
Effizienz
Sicherheit
Zuverlässigkeit
(Kompatibilität)
Aus Entwicklersicht zusätzlich: einfache Umsetzbar-, Wart- und Erweiterbarkeit

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Beispiele für Kernelmode und Usermode
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Kernelmode: 
	Zugriffe auf den Speicher/CPU/Input und Output
	Hardware Abstraction Layer (HAL)
	Teile des Netzwerkprotokolls
	Teile des Dateisystems
Usermode: 
	restliches Dateisystem
	Environment Subsystems
	Benutzerprogramme (Compiler, Browser, Word, Excel, Taschenrechner)

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Vor- und Nachteile der Trennung in User und Kernelmode
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Vorteile: 
	höhere Stabilität durch Aufteilung in Schichten
	Sicherheit
Nachteile: 
	Geschwindigkeitseinbußen
	Umschalten zwischen User- und Kernelmode ist aufwändig/komplex

Kontextwechsel
Daten kopieren


1.2 Programm/Prozess/Thread
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Programm
	- konkrete Realisierung (Implementierung) eines abstrakten Lösungsverfahrens (Algorithmus) zur Lösung eines allgemeinen Problems
	- Besteht in der Regel aus einer Folge von Anweisungen.
	- kein Prozess
	- sog. passive Einheit (zB. Datei mit einer Liste von Instruktionen auf der Festplatte)
Prozess
	- aktive Einheit/Instanz eines Programms (Programm in Ausführung)
	- besitzt einen Program Counter, welcher den als nächstes auszuführenden Befehl angibt und eine Menge assoziierter Ressourcen/Betriebsmittel:
		- Code-, Datenbereich, Speicher[Stack, Heap], Dateideskriptoren
	- wird gestartet, wenn ein Programm gestartet wird
	- IEEE Std 1003.1-2001: Ein Prozess ist eine Einheit bestehend aus:
		- einem Adressraum
		- mit einem oder mehreren in diesem Adressraum ablaufenden Threads und
		- den für die Threads benötigten Systemressourcen
Thread
	- haben eigene Stapelspeicher, müssen jedoch Betriebsmittel des Prozesses benutzen.
	- Jeder Prozess besitzt einen oder mehrere Threads	
	- läuft im Kontext eines Prozesses
	- bezeichnet einen sequentiellen Kontrollfluss (ein Ausführungsstrang)
	- Scheduling: Windows (Threads), Linux (Prozesse)


1.3 Windows
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Windows-Kernel
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- Executive
	memory management		Speicherverwaltung, Speicherschutz
	process/thread management	Bereitstellung der benötigten Ressourcen für Prozesse/Threads
					Ausführung/Synchronisierung von Threads
	Input/Output manager		Schnittstelle zwischen Benutzer und Programmen
	Object manager			Zugriff auf Objekte mittels eines Namens
					Bereitstellung eines Handles
- Kernel
	multiprocessor synchronization
	
	thread scheduling
	interrupt and exception dispatching
	provides a set of routines and basic objects that the rest of the executive uses to implement higher-level constructs
- Device Drivers
	hardware device drivers translate user I/O function calls into specific hardware device I/O requests
- Windowing and Graphics Driver
	GUI functions
	windows, user interface controls, and drawing
- Hardware Abstraction Layer
	isolates the kernel, device drivers, and executive from hardware
	hides platform-specific hardware differences (motherboards)

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Userspace Subsystems
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Environment
	Windows 	Startet Prozesse und Threads
			verwaltet Input/Output von Tastatur/Maus/Monitor
			Schnittstelle zwischen Benutzereingaben und Programmen
	OS/2		führt OS/2-Programme aus
	Posix		führt Posix-Programme aus


1.4 WRK Dokumentation
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Wie lässt sich die Verzeichnisstruktur in base/ntos des WRK auf den Kernelufbau abbilden?
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cache\  cache manager
config\ registry implementation
dbgk\   user-mode debugger support
ex\     executive functions (kernel heap, synchronization, time)
fsrtl\  file system run-time support
io\     I/O manager
ke\     scheduler, CPU management, low-level synchronization
lpc\    local procedure call implementation
mm\     virtual memory manager
ob\     kernel object manager
ps\     process/thread support
se\     security functions
wmi\    Windows Management Instrumentation
        
inc\    NTOS-only include files
rtl\    kernel run-time support
init\   kernel startup

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Welche Teile des Windows-Kernels sind nicht im WRK enthalten?
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- plug-and-play
- power management
- device verifier
- kernel debugger interface
- virtual dos machine
- cleanup and removal of server support

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In welcher Funktion werden die Kernelmodule initialisiert? Wie heißen die Initialisierungsfunktionen der Module?
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init/initos.c (phase1initializationdiscard)