(Prof. Dr. J. Schlichter, WS 2011 / 2012) Übungsleitung: Dr. Wolfgang Wörndl

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1 Übung zur Vorlesung Grundlagen Betriebssysteme und Systemsoftware (Prof. Dr. J. Schlichter, WS 2011 / 2012) Übungsleitung: Dr. Wolfgang Wörndl (gbs-ws11@mailschlichter.informatik.tu-muenchen.de) Übungsblatt 11 der Hausaufgaben vor der nächsten Tutorübung (KW 05: ) per E- Mail an den Tutor der eigenen Gruppe. Der Betreff der Mail sollte folgendem Schema genügen: GBS HA: Übungsblattnummer; Übungsgruppennummer Musterlösungen Tutoraufgaben: ab (18 Uhr), auf der Download. Übungswebseite zum Musterlösungen Hausaufgaben: Download. ab (18 Uhr), auf der Übungswebseite zum Stoff Skript zur Vorlesung: Kapitel 6 Tanenbaum Modern Operating Systems [Tan09]: Kapitel 5.4: Disks Siegert, Baumgarten Betriebssysteme [SB06]: Kapitel 7: Prozesskommunikation

2 1 Festplatten-Scheduling (Tutoraufgabe) Festplattenanfragen erreichen die Platte für die Zylinder in der Reihenfolge 10, 22, 20, 2, 40, 6 und 38. Ein Aufsuchen des entsprechenden Zylinders dauert 6 ms pro übersprungenem Zylinder. Wie viele Zeit wird zum Positionieren gebraucht, wenn entweder 1. FCFS (First-Come-First-Serve), 2. SSF (Shortest Seek First) = der am nächsten liegende Zylinder zuerst = oder 3. der Aufzug-Algorithmus (alle in einer Richtung liegenden angefragten Zylinder zuerst), wobei zuerst eine Bewegung nach oben getätigt wird verwendet wird? In allen Fällen befindet sich der Lesearm zu Beginn über Zylinder 20. Die wird in den Tutorübungen gemeinsam erarbeitet. Die soll NICHT abgegeben 2 Begriffe Kommunikation (Tutoraufgabe) Erklären Sie folgende Begriffe und grenzen Sie sie voneinander ab! 1. Kanal (logisch vs. physisch) 2. Port 3. Socket 4. Pipe 5. Mailbox 6. Protokoll 7. Broker 8. Nachrichtendienst 9. Client-Server Modell 10. Peer-to-Peer Modell Die wird in den Tutorübungen gemeinsam erarbeitet. Die soll NICHT abgegeben

3 3 Kommunikationsformen I (Tutoraufgabe) Vergleich verschiedener Kommunikationsformen. Angenommen, es existieren 3 Prozesse: P 1, gestartet zum Zeitpunkt t = 0 P 2, gestartet zum Zeitpunkt t = 4 P 3, gestartet zum Zeitpunkt t = 2 Die Prozesse tauschen Nachrichten untereinander aus: P 1 sendet Nachricht A zum Zeitpunkt t = 2 an P 3 P 2 sendet Nachricht B zum Zeitpunkt t = 5 an P 1 P 1 sendet Nachricht C zum Zeitpunkt t = 0 an P 2 Die Laufzeit einer Nachricht beträgt mindestens 3 Zeiteinheiten, die Verarbeitungszeit genau 1 Zeiteinheit. Eine receive-operation zum Empfangen von Nachrichten dauert maximal 4 Zeiteinheiten. Andere Operationen geschehen overheadfrei. Jeder Prozess kann die Abarbeitung von Nachrichten parallel vornehmen. Zum Empfangen von Nachrichten werden zu folgenden Zeiten receive-operationen gestartet: P 1 zum Zeitpunkt t = 10 P 3 zum Zeitpunkt t = Asynchrone Kommunikation Nehmen Sie an, dass die Kommunikation zwischen den Prozessen asynchron ist! Modellieren Sie die Kommunikationsvorgänge in einem UML-Sequenzdiagramm! 3.2 Synchrone Kommunikation Wiederholen Sie 3.1 für den Fall von synchroner Kommunikation zwischen den Prozessen! Gehen Sie von einer Bestätigung einer Nachricht nach deren Verarbeitung aus! Beachten sie, dass eine Nachricht eventuell wegen einem blockierendem Empfänger zum nächtmöglichen Zeitpunkt ankommt!

4 Die wird in den Tutorübungen gemeinsam erarbeitet. Die soll NICHT abgegeben 4 Kommunikationsformen II (Hausaufgabe) Vergleich verschiedener Kommunikationsformen. Fortführung der Kommunikationsformen aus 3. Mailbox System Nehmen Sie nun an, dass die Kommunikation Mailbox-basiert ist! Jeder Prozess ruft seine Mailbox alle 5 Zeiteiheiten ab, jedoch nicht unmittelbar nach seinem Start 1. Das Kommando zum Abruf an die Mailbox erfolgt schmalbandig und overheadfrei (also 0 Zeiteinheiten). Ein Prozess, der einen Mailboxabruf sendet startet sofort danach (also zur gleichen Zeit) eine receive-operation, um eventuell Zustellungen von der Mailbox zu empfangen. Eine Mailbox startet receive-operationen wenn nur möglich (wenn also nicht blockiert). Die receive- Operationen einer Mailbox haben keinen Timeout, enden also nicht nach 4 Zeiteinheiten wie die receive-operationen bei den Prozessen. 1. Modellieren Sie den Fall synchroner Kommunikation in einem UML-Sequenzdiagramm! 2. Modellieren Sie den Fall asynchroner Kommunikation in einem UML-Sequenzdiagramm! Sequenzdiagramme in der PDF-Hausaufgabenabgabe. 1 Das erste Mal ruft ein Prozess seine Mailbox also 5 Zeiteinheiten nach seinem Start ab sofern er nicht blockiert.

5 5 Sockets in C (Hausaufgabe) Vertiefung von Kenntnissen über Sockets. Socket-Programmierung in C. In dieser wird die Einrichtung und Nutzung einer Socketverbindung unter C behandelt. Socketverbindungen sind eine Möglichkeit, um Prozesskommunikation über Rechnergrenzen hinweg zu realisieren. Es werden im folgenden zwei C-Programme entwickelt, die miteinander kommunizieren sollen. 5.1 Server Schreiben Sie eine Server-Applikation, die auf Port 9000 auf eine Socketverbindung wartet, beim Zustandekommen einer Verbindung den gesendeten Text über diese Verbindung einliest und diesen Text ausgibt. Anschliessend werden die Verbindung und die Applikation beendet. 5.2 Client Schreiben Sie eine Client-Applikation, die versucht, eine Verbindung auf Port 9000 des lokalen Rechners einzurichten. Konnte die Verbindung eingerichtet werden, schickt sie einen Text an den Server, schliesst die Verbindung und beendet sich. Quellcode als *.c Dateien.