Technische Praxis der Computersysteme Teil 1 - Universität Wien

2.3 Aufbau eines Unix/Linux-Systems 2 TECHNISCHE EINLEITUNG
Multitasking
mehrere Prozesse laufen (scheinbar) gleichzeitig ab
Kontextwechsel
– aktuellen Prozeß anhalten/Kontext sichern
– nächsten Prozeß aussuchen
– nächsten Prozeß in seinem Kontext wiederherstellen
Preemptive Scheduling (Zeitscheiben)
Active Waiting (Polling)
Folie 25
auch nur Teile eines Prozesses sein. Sie arbeiten im Kontext des Prozesses (Speicher, etc.)
und dienen dazu, die Aufgaben des Prozesses in kleinere funktionelle Einheiten aufzuteilen,
die dann in einer für die Gesamtperformance des Systems günstigen Weise abgewickelt
werden können.
2.3 Aufbau eines Unix/Linux-Systems
Wie wir gesehen haben, besteht jedes Betriebssystem aus mehreren Komponenten, die im
Folgenden am Beispiel eines Unix-Systems mit besonderer Berücksichtigung von Linux vorgestellt
werden.
Grob gesehen besteht ein Unix-Betriebssystem aus einem Betriebssystemkern, dem sog.
Kernel, dem Filesystem, Systemprogrammen und eventuell weiteren Applikationen.
Der Kernel ist das Herz des Betriebssystems. Er verwaltet die Dateien, die im Filesystem
gespeichert sind, ist für das Scheduling und die Systemressourcenvergabe an die Prozesse
zuständig (insbesondere die Speicherverwaltung) und bewerkstelligt die Kommunikation mit
der Hardware.
Der Kernel führt nur wenige Funktionen selbst aus, bietet aber die notwendigen Werkzeuge
an, mit deren Hilfe alle Dienste erzeugt werden können. Auch verhindert der Kernel
das direkte Ansprechen der Hardware und zwingt die Prozesse, die bereitgestellten Werkzeuge
zu verwenden. Damit bietet der Kernel den Prozessen und Benutzern Schutz vor einander
und stellt somit die grundlegende Systemsicherheit her. Die bereitgestellten Werkzeuge des
Kernels können mittels ”
Systemaufrufen“ (System Calls) verwendet werden.
Wichtige Aufgaben des Kernels sind Prozeßmanagement und Speichermanagement. Letzteres
kümmert sich um die Vergabe von Speicherbereichen und Swapbereichen (Auslagerunsgspeicher
auf der Festplatte; virtueller Speicher in der MS-Welt) an Prozesse, den Kernel
selbst und an den Buffer. Das Prozeßmanagement erzeugt Prozesse und implementiert das
Multitasking.
In der untersten Schicht enthält der Kernel einen Treiber für jede Hardwarekomponente,
die er unterstützt. Da die Welt voll von verschiedener Hardware ist, ist die Anzahl der
einzelnen Treiber riesig. Allerdings gibt es für spezifische Hardwaregeräte standardisierte
Funktionen, die sich nur in der untersten Schicht der Implementation unterscheiden. Zum
Beispiel haben alle Festplattentreiber Befehle, wie ”
initialisiere Festplatte“, ”
lese Sektor N“
und ”
schreibe Sektor N“. Diese Ähnlichkeiten machen es möglich, die Treiber in Klassen
24