In dieser Seminararbeit wird der Umgang mit Deadlocks behandelt. Zuerst geht es um die Definition und Beschreibung von Deadlocks und Ressourcen. Was ist ein Deadlock, wie entstehen sie, wie können diese vermieden, verhindert, erkannt und behoben werden. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit sie überhaupt entstehen können und wie modelliert man Abhängigkeiten, um Deadlock-Situationen erkennen oder darstellen zu können. Zum Schluss werden noch kurz mit Deadlocks verwandte Probleme beschrieben.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Ressourcen und Deadlocks
- Definition und Beschreibung von Deadlocks
- Unterbrechbare/ununterbrechbare Ressourcen
- Anforderung von Ressourcen
- Vorraussetzungen für Deadlocks
- Modellierung von Deadlocks
- Umgang mit Deadlocks
- Deadlock ignorieren
- Deadlocks erkennen und beheben
- Deadlocks verhindern
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Seminararbeit untersucht das Phänomen von Deadlocks in Computersystemen. Die Arbeit beschreibt die Entstehung, Vermeidung, Erkennung und Behebung von Deadlocks. Dabei werden verschiedene Strategien und Algorithmen analysiert und anhand von Beispielen erläutert.
- Definition und Charakterisierung von Deadlocks
- Notwendige Bedingungen für das Auftreten von Deadlocks
- Methoden zur Deadlock-Vermeidung und -Verhinderung
- Strategien zur Deadlock-Erkennung und -Behebung
- Modellierung von Deadlocks mit Belegungs-Anforderungs-Graphen
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung: Die Einleitung führt in das Thema Deadlocks ein und beschreibt die Relevanz des Themas in verschiedenen Kontexten, von Straßenkreuzungen bis hin zu Computersystemen. Sie umreißt den Umfang der Arbeit und benennt die zugrundeliegende Literatur, insbesondere das Werk von Andrew S. Tanenbaum "Moderne Betriebssysteme". Der Fokus liegt auf grundlegenden Algorithmen, wobei komplexere Szenarien mit mehreren Instanzen von Ressourcen ausgeklammert werden.
Ressourcen und Deadlocks: Dieses Kapitel definiert Deadlocks und beschreibt ihre Entstehung durch den exklusiven Zugriff auf Ressourcen. Es wird das Beispiel zweier Prozesse erläutert, die wechselseitig aufeinander warten, um weiterarbeiten zu können. Die Unterscheidung zwischen unterbrechbaren und ununterbrechbaren Ressourcen wird eingeführt, wobei Deadlocks stets im Zusammenhang mit letzteren stehen. Der Prozess der Ressourcenanforderung (anfordern, benutzen, freigeben) wird detailliert beschrieben, und es wird anhand von Tabellen demonstriert, wie unterschiedliche Anforderungsreihenfolgen zu oder eben nicht zu Deadlocks führen können. Schließlich werden die vier notwendigen Voraussetzungen für das Auftreten von Deadlocks nach Coffman et al. (1971) detailliert dargelegt: wechselseitiger Ausschluss, Hold-and-wait-Bedingung, Ununterbrechbarkeit und zyklische Wartebedingung. Die Modellierung von Deadlocks mittels Belegungs-Anforderungs-Graphen wird vorgestellt und anhand von Abbildungen visualisiert.
Umgang mit Deadlocks: Dieses Kapitel präsentiert verschiedene Strategien zum Umgang mit Deadlocks. Die Strategie, Deadlocks zu ignorieren, wird als einfachste, aber nicht immer optimale Lösung vorgestellt. Die Kosten-Nutzen-Analyse dieser Strategie wird angesprochen. Die Erkennung und Behebung von Deadlocks wird mit Hilfe von Belegungs-Anforderungs-Graphen erklärt. Drei Methoden zur Behebung werden beschrieben: Ressourcenentzug (mit der Schwierigkeit und dem manuellen Aufwand), Checkpoints (mit dem Verlust von Arbeitsergebnissen), und Prozessabbruch (mit dem Risiko des Datenverlustes und der Verfälschung von Ergebnissen). Schließlich wird die Deadlock-Verhinderung durch die vorherige Kenntnis der Ressourcenanforderungen aller Prozesse und die Sicherstellung eines sicheren Belegungszustandes erläutert. Dies wird anhand von Abbildungen verdeutlicht, die sichere und unsichere Zustände darstellen und die Konsequenzen fehlerhafter Ressourcenzuteilung zeigen.
Schlüsselwörter
Deadlocks, Ressourcen, Prozesse, wechselseitiger Ausschluss, Hold-and-wait, Ununterbrechbarkeit, zyklische Wartebedingung, Belegungs-Anforderungs-Graphen, Deadlock-Vermeidung, Deadlock-Verhinderung, Deadlock-Erkennung, Deadlock-Behebung, Ressourcenanforderung, Rollback, Prozessabbruch, sicherer Zustand, unsicherer Zustand.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Seminararbeit: Deadlocks in Computersystemen
Was ist der Inhalt dieser Seminararbeit?
Die Seminararbeit befasst sich umfassend mit dem Thema Deadlocks in Computersystemen. Sie beschreibt die Entstehung, Vermeidung, Erkennung und Behebung von Deadlocks. Es werden verschiedene Strategien und Algorithmen analysiert und anhand von Beispielen erläutert. Die Arbeit beinhaltet eine Einleitung, Kapitel zu Ressourcen und Deadlocks sowie zum Umgang mit Deadlocks, eine Zusammenfassung der Kapitel und ein Glossar mit Schlüsselbegriffen.
Welche Themen werden in der Seminararbeit behandelt?
Die Arbeit behandelt folgende Schwerpunktthemen: Definition und Charakterisierung von Deadlocks, die notwendigen Bedingungen für deren Auftreten, Methoden zur Deadlock-Vermeidung und -Verhinderung, Strategien zur Deadlock-Erkennung und -Behebung sowie die Modellierung von Deadlocks mit Belegungs-Anforderungs-Graphen. Es werden auch verschiedene Strategien im Umgang mit Deadlocks vorgestellt, wie z.B. das Ignorieren, die Erkennung und Behebung sowie die Verhinderung von Deadlocks.
Wie werden Deadlocks definiert und charakterisiert?
Deadlocks werden als Situationen definiert, in denen zwei oder mehr Prozesse sich gegenseitig blockieren, weil jeder Prozess auf eine Ressource wartet, die von einem anderen Prozess belegt ist. Die Charakterisierung umfasst die Analyse der notwendigen Bedingungen für das Auftreten von Deadlocks (wechselseitiger Ausschluss, Hold-and-wait, Ununterbrechbarkeit, zyklische Wartebedingung) und deren Visualisierung mittels Belegungs-Anforderungs-Graphen.
Welche Methoden zur Deadlock-Vermeidung und -Verhinderung werden vorgestellt?
Die Arbeit präsentiert verschiedene Strategien zur Deadlock-Vermeidung und -Verhinderung. Hierzu gehört die Deadlock-Verhinderung durch die vorherige Kenntnis der Ressourcenanforderungen aller Prozesse und die Sicherstellung eines sicheren Belegungszustandes. Die Arbeit erläutert, wie sichere und unsichere Zustände anhand von Abbildungen dargestellt werden und welche Konsequenzen eine fehlerhafte Ressourcenzuteilung hat.
Wie werden Deadlocks erkannt und behoben?
Die Erkennung von Deadlocks erfolgt mit Hilfe von Belegungs-Anforderungs-Graphen. Zur Behebung werden drei Methoden beschrieben: Ressourcenentzug (mit dem Nachteil des manuellen Aufwands), Checkpoints (mit dem Verlust von Arbeitsergebnissen) und Prozessabbruch (mit dem Risiko von Datenverlust und Ergebnisverfälschung).
Welche Rolle spielen Belegungs-Anforderungs-Graphen?
Belegungs-Anforderungs-Graphen dienen der Modellierung von Deadlocks. Sie visualisieren die Ressourcenbelegung und die Anforderungsbeziehungen zwischen den Prozessen und ermöglichen so die Erkennung und Analyse von potentiellen Deadlocks.
Welche Schlüsselwörter sind relevant für diese Seminararbeit?
Wichtige Schlüsselwörter sind: Deadlocks, Ressourcen, Prozesse, wechselseitiger Ausschluss, Hold-and-wait, Ununterbrechbarkeit, zyklische Wartebedingung, Belegungs-Anforderungs-Graphen, Deadlock-Vermeidung, Deadlock-Verhinderung, Deadlock-Erkennung, Deadlock-Behebung, Ressourcenanforderung, Rollback, Prozessabbruch, sicherer Zustand, unsicherer Zustand.
Welche Literatur wird in der Arbeit zitiert?
Die Arbeit bezieht sich explizit auf das Werk von Andrew S. Tanenbaum "Moderne Betriebssysteme" und die Arbeit von Coffman et al. (1971) zu den notwendigen Bedingungen für Deadlocks.
Auf welche Art von Deadlocks konzentriert sich die Arbeit?
Die Arbeit konzentriert sich auf grundlegende Algorithmen und klammert komplexere Szenarien mit mehreren Instanzen von Ressourcen aus.
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- Sascha Bluhme (Author), 2009, Umgang mit Deadlocks, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/129923
