Klausurvorbereitung VS1 (Prof. Brecht) (B0rg Edition)

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1 Ein Prozess kann unmittelbar vom Zustand 1. Running in den Zustand Ready 2. Running in den Zustand Blocked 3. Ready in den Zustand Running Klausurvorbereitung VS1 (Prof. Brecht) (B0rg Edition) Der Adressraum eines Prozesses besteht aus Regions. Es handelt sich u.a. um 1. Eine Region für den Programmcode 2. Eine Region für den Stack Threads haben gegenüber Prozessen die folgenden Eigenschaften 1. Threads haben einen gemeinsamen Datenspeicher, Prozesse nicht Zwei Prozesse oder Threads werden 1. Sequentiell durchgeführt, wenn mit der Abarbeitung des einen erst begonnen wird, wenn der andere beendet ist 2. Nebenläufig durchgeführt, wenn mit der Abarbeitung des einen bereits begonnen wird, bevor der Andere beendet ist 3. Parallel durchgeführt, wenn sie auf 2 Prozessoren gleichzeitig abgearbeitet werden Threads werden auch als Leichtgewichtesprozesse bezeichnet. Sie 1. Können Daten über gemeinsame Variablen austauschen 2. Gestatten Nebenläufigkeit innerhalb eines Prozesses Wird ein Thread durch einen wait() Aufruf blockiert 1. Gibt er den Monitor frei Ein kritischer Abschnitt ist ein Codebereich eines Threads, in dem dieser Thread 1. Auf Betriebsmittel zugreift, auf die eventuell auch andere Threads zugreifen wollen Die beiden Befehle z=z+1; und z=z-1; verletzen 1. Alle drei Regeln von Bernstein I(s 1 ) ^ O(s 2 )={ O(s 2 ) ^ I(s 1 )={ O(s 1 ) ^ O(s 2 )={ Durch das Multitasking des Betriebssystems kann, auch wenn nur ein Prozessor vorhanden ist, Parallelität erreicht werden, weil 1. Wechsel zwischen der Abarbeitung der Aktionen (Time Sharing) Pseudoparallel 2. Bsp.: x=0, x=1, y=x+4 Bei Nebenläufigkeit steht das Erg. Nicht fest! Die beiden Befehle s1: write(a); s2: b= a+1; 1. Dürfen nebenläufig ausgeführt werden Um einen Socket softwareseitig vollständig zu spezifizieren sind 5 Aufgaben erforderlich! 1. TCP/UDP Locale Host Locale Port Remote Host Remote Port

2 Das Network-File-System (NFS) 1. Erfordert eine Veränderung des Dateisystems des UNIX-Kernels 2. Benutzt die Protokolle XDR, RPC, UDP und IP 3. Erlaubt ein rechnerübergreifendes Mounting 4. Setzt Remote Procedure Calls (RPC) ein 5. macht für Anwendungsprogramme den Zugriff auf ferne Dateien transparent Remote Procedure Calls 1. nicht objektorientiert 2. bei RPC gibt es keine Calls by Reference 3. gehören in die OSI Schicht 5 4. sind die Grundlage für RMI und CORBA 5. arbeiten synchron Bei dem Java Verfahren RMI 1. Wartet der Server in einer Endlosschleife auf Client Anforderungen Das Verfahren Remote Methode Invocation (RMI) in Java 1. Benötigt die Deklaration der fern aufrufbaren Methoden in einem Interface 2. Arbeitet mir einem Registrierungsprozess auf der Serverseite 3. Verwendet das gleiche Kommunikationsmodell wie RPC Funktional verteilte Systeme werden durch Prozesse realisiert. Prozessen liegen Programme zu Grunde. 1. Programme sind statisch, Prozesse sind dynamisch 2. Ein Programm kann zu mehreren Prozessen führen 3. Ein Prozess kann auf mehreren Programmen beruhen Pseudoparallelität entsteht durch 1. Unterbrechungen der Programmabläufe durch den Scheduler Um 2 Prozesse oder Threads am gleichzeitigen Betreten eines kritischen Abschnitts zu hindern, 1. dazu müssen die Prozesse/Threads Sperren setzten können Bsp.: P1----sperrt---> Drucker P2----sperrt---> Plotter P1 unterbricht Drucken wartet auf Plotter P2 unterbricht Plotten wartet auf Drucker DEADLOCK Monitore sind ein Sperrmechanismus auf hoher Abstraktionsstufe. In Java 1. Versucht ein Thread einen Monitor zu betreten, in dem er eine als synchronized erklärte Methode aufruft 2. Zu jedem Objekt gehört ein Monitor 3. Der Monitor kontrolliert dass stets nur ein Prozess in Ihm ist In Java gilt für Monitore Folgendes: 1. Einem Objekt wird ein Monitor zugeordnet, wenn es wenigstens eine als synchronized erklärte Instanzmethode hat

3 2. Ein Thread versucht, den Monitor zu betreten, indem er eine synchronized Methode zu dem gewünschten Objekt aufruft Wozu dienen bei den Sockets die Ports 1. Sie identifizieren Prozesse auf einem Rechner Welche Java Klassen werden für TCP Sockets benötigt 1. Server Socket 2. Socket Ein Thread kann die Methode wait() aufrufen 1. Dazu muss der Thread in einem Monitor sein 2. Wait() blockiert den aufzurufenden Prozess und gibt den Monitor frei 3. Ein Prozess / Thread, der den Monitor verlässt kann mit notify() einen der mit wait() blockierten Threads in den Monitor lassen 4. Der Scheduler entscheidet, welcher Thread ausgewählt wird notifyall()alle gehen in den Raum 5. Ein Thread der den Monitor zurück bekommt muss selbst erneut seine Wartebedingungen prüfen Um 2 Prozesse oder Threads über ein TCP/IP Netzwerk mit einender zu verbinden, müssen insgesamt 5 Informationen vorhanden sein, die anschaulich einen Socket bilden. Eine der Informationen ist das verwendete Transportprotokoll. Welches sind die anderen 4? 1. Sender Host 2. Empfänger Host 3. Sender Port 4. Empfänger Port Bei der TCP-Verbindung startet der Server einen Aufruf der Form a=b.accept(); 1. A und b sind keine Instanzen von Server Socket 2. Accept() wartet nicht in der Endlosschleife auf Requests 3. Es wird keine Exception geworfen, wenn ein Client seinen Socket geschrieben hat nachdem Accept() gestartet wurde Eine One Way Funktion ist eine mathematische Funktion 1. Die nicht nur in eine Richtung berechenbar ist 2. Zu der es Umkehrfunktionen gibt 3. Die nicht nur einmal benutzt werden darf Geben Sie ein Shellkommando an, mit dem aus einem übersetzten Javaprogramm namens Eins.class ein Prozess erzeugt werden kann? 1. java Eins Wie kann ein Vater Thread mit dem Ende eines Sohnes synchronisiert werden 1. Der Sohn ruft unmittelbar vor seinem Ende die Methode Join auf NEIN 2. Der V. ruft an der Synchronisationsstelle die Methode yield() auf NEIN 3. Eine solche Synchronisation ist bei Java Threads nicht möglich NEIN 4. Der Vater ruft unmittelbar vor seinem Ende die Methode Join auf! Shared Memory ist eine Kommunikationsmethode, 1. die nicht an die Lebensdauer der beteiligten Partner gebunden ist Konstruieren Sie zwei Java-Anweisungen die alle 3 Regeln von Bernstein verletzen 1. x=x+1 x=x+4

4 ***************************************** 2. Regel 1 verletzt x=a+b a=7 3. Regel 2verletzt x=a+b y=x+1 4. Regel 3 verletzt a=1 a=2 Die Hardware eines Rechners kann das Setzen von Sperren durch die Software unterstützen. Wirksam ist das 1. temporäres Verbieten von Interrupts Ein Prozess A möchte mit einem Prozess B über eine (namenlose) Pipe kommunizieren. Dazu richtet A eine Pipe ein. Wie kommt B an die Pipesskriptoren? 1. A muss der Vater (ein Vorfahr) von B sein, damit B die Deskriptoren erbt Eine (namenlose) Pipe ist eine etwas ungewöhnliche Datei. Sie ist 1. Temporär 2. FIFO organisiert Unter Unix sind mehrere Prozesskommunikationsverfahren entwickelt worden, die alle nur lokal einsetzbar sind. Dazu gehören: 1. Pipes 2. Message Passing 3. Shared Memory *************************************************************************** *************************************************************************** Ein Befehl void swap(int, int) soll existieren und ununterbrechbar den Inhalt von 2 Variablen vertauschen. Mit ihm soll ein kritischer Abschnitt geschützt werden, den nur jeweils höchstens ein Prozess betreten darf. Alle beteiligten Prozesse benutzen denselben Programmcode. Es wird ein Shared Memory eingerichtet, dass eine Variable x enthält. Sie wird vorab mit dem Wert 1 belegt, was bedeuten soll, dass der kritische Abschnitt frei ist. Jeder Prozess benutzt eine lokale Variable y mit dem Wert 0 und führt den folgenden Code aus: swap(x,y); // x=0, y=1 while(y == 0) swap(x,y); kritischer Abschnitt; swap(x,y); 1. Der kritische Abschnitt wird korrekt geschützt. Ein Programmierer hat die Klasse Thread abgeleitet und darin die run()-methode ausprogrammiert. Diese Klasse benutzt er dann: class MyThread extends Thread{ public vid run(){ String s = Thread.currentThread().getName(); System.out.println( Ich bin + s);

5 Class MyWork{ Public static void main(string[] args){ MyThread mt = new MyThread(); Mt.run(); Das Programm gibt aus: 1. Ich bin main

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