Eine Methode zur formalen Modellierung von ...

42 Betriebssysteme
sogenannten Auslagerungen, also die Bereitstellung geforderter Daten im Arbeitsspeicher
und die Sicherung aktuell nicht benotigter Daten im Hintergrundspeicher mussen durchgefuhrt
werden. Speicherverwaltungen werden danach unterschieden, ob Prozesse wahrend
ihrer Ausfuhrung zwischen AS und HS transferieren (Swapping und Paging), oder nicht. Die
Speicherverwaltung hat weiter die Aufgabe, freie Speicherbereiche zu ausreichend groen
Bereichen zusammenzufassen. Hierzu gibt es verschiedene Verfahren, die beispielsweise in
den Kapiteln 3.2 in [Tan94] oder 5 in [Fin88] beschrieben sind.
Damit ein Benutzer das Programm nicht selbst in kleine, modulare Teile, die eine festgelegte
Groe haben, aufteilen mu, wurde das Konzept des virtuellen Speichers entwickelt,
siehe die Kapitel 9 in [GS94] oder 3.3 in [Tan94]. Die Idee besteht darin, da der von einem
Proze benotigte Speicherplatz die Groe des fur den Proze zuganglichen Speicherplatzes
uberschreiten darf. Das Betriebssystem sorgt dafur, da die aktuell benotigten Teile im
Arbeitsspeicher zur Verfugung stehen. Die Entscheidungen daruber, welche Teile aus dem
Arbeitsspeicher ausgelagert werden konnen und sollen, werden durch sogenannte Seitenersetzungsalgorithmen
getroen. Diese werden mittels verschiedener Kriterien bewertet siehe
beispielsweise die Kapitel 3.4 in [Tan94], 6.4.2 in [Spi95] und 9.5 in [GS94]. Wir werden in
Kapitel 5 eine Losung mit virtuellem Speicher und einer Ersetzungsstrategie gema LRU
(Least Recently Used) modellieren.
3.3.3 Prozekooperation
Mit der Prozessorverwaltung wird dafur gesorgt, da alle Berechnungen der Prozesse fortschreiten
konnen. Daneben sollten auch Konzepte dafur angeboten werden, Prozesse fur
kooperative Problemlosungen einsetzen zu konnen. Dabei sollen Prozesse durch ihre Berechnungen
Beitrage zu gemeinsamen Losungen mit anderen Prozessen leisten. Um dieses
Ziel zu erreichen, sind Abstimmungen der Prozesse untereinander notwendig. Eine einfache
Losung zur Abstimmung von Prozessen untereinander besteht darin, da ein Proze
das Ergebnis, das ein anderer Proze bei seiner Terminierung liefert, verwendet, vergleiche
beispielsweise Kapitel 9.2 in [Fin88]. Die verschiedenen Losungen von der Nutzung
gemeinsamer Speicher bis hin zu nachrichtenorientierten Systemen sind in der Literatur
beschrieben, siehe [PS85] fur die Beschreibung der Losungen mit gemeinsamem Speicher
sowie [Tan94] und [Spi95] zur Beschreibung der Losungen mit Nachrichtenaustausch.
Da Focus auf Nachrichtenaustausch ausgerichtet ist, werden wir eine Prozekooperation
modellieren, in der Nachrichtentransporte (Message Passing) mit den beiden Basisoperationen
send und receive moglich sind. Dabei werden blockierendes Senden und nichtblockierendes
Senden unterschieden. Diese Konzepte werden nur in wenigen Systemen alternativ
angeboten die Entscheidung fur eine der Varianten wird ublicherweise vom Systementwickler
getroen. In Kapitel 6 werden die Funktionsweisen beider Alternativen erlautert
und beide Varianten modelliert. Fur weitere Erlauterungen wird vor allem auf die Kapitel
2.2.8 in [Tan94] und 2.1 in [Spi95] verwiesen.