Einsendaufgabe im Modul Betriebssysteme I


Studienarbeit, 2007

33 Seiten, Note: 1


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Aufgabe 1
1.1 Nennen Sie Verfahren in Betriebssystemen, die diese (quasi) gleichzeitige Benutzung von Anwendungsprogrammen ermöglicht
1.2 Schildern Sie kurz, wie diese Verfahren grundsätzlich funktionieren! Was sind Vor- und Nachteile dieser Verfahren?
1.3 Benennen Sie für jedes der von Ihnen genannten Verfahren ein Beispiel­Betriebssystem!

2. Aufgabe 2
2.1 Nennen Sie sechs Betriebssysteme, die als Multimediabetriebssysteme bezeichnet werden können
2.2 Wie unterstützen diese Betriebssysteme den Umgang mit digitalen Medien, welche Merkmale dieser Betriebssysteme sind dafür verantwortlich?
2.3 Welche Werkzeuge zur Bearbeitung digitaler Medien werden von den Betriebssystemen bereits mitgeliefert — nennen Sie für die unter 2.1 benannten Betriebssysteme jeweils mindestens zwei Beispiele?

3 Aufgabe 3
3.1 Wählen Sie zwei Beispiele von Betriebssystemen aus, die im letzten Jahr erschienen sind oder in naher Zukunft erscheinen werden!
3.2 Definieren Sie typische Anwendungsfelder für Anwendungsprogramme für Heimanwender!
3.3 Untersuchen Sie die ausgewählten Betriebssysteme bezüglich der oben genannten Kriterien! Benennen Sie dabei, welche Teile, Elemente, Dienstprogramme oder mitgelieferte Anwendungsprogramme für das Erfüllen dieser Kriterien verantwortlich sind und werten Sie, in welchem Maße sie das tun!

Literaturverzeichnis

1. Aufgabe 1

Eine wichtige Aufgabe von Betriebssystemen ist es, dem Anwender die quasi gleich­zeitige Benutzung mehrerer Anwendungsprogramme zu ermöglichen.

1.1 Nennen Sie Verfahren in Betriebssystemen, die diese (quasi) gleichzei­tige Benutzung von Anwendungsprogrammen ermöglicht.

Multiprogramming

das kooperative oder non-preemptive Multitasking

das preemptive Multitasking

Multithreading

1.2 Schildern Sie kurz, wie diese Verfahren grundsätzlich funktionieren! Was sind Vor- und Nachteile dieser Verfahren?

Multiprogramming:

Vorläufer des Multitasking ist die Multiprogrammierung (englisch Multiprogram­ming). Wenn ein Programm auf eine Ein-/Ausgabe wartet, wurde ein anderes Pro­gramm von der CPU bedient.

Bei der Multiprogrammierung findet der Kontextwechsel der Programme mit dem Zugriff auf periphere Geräte statt, da dabei zwangsläufig Wartezeit entstand. Erste Ansätze basieren auf dem Konzept von Christopher Strachey aus 1959.

Beim Multiprogramming bestand aber nach wie vor wie bei der Stapelverarbeitung das Problem, dass vom Einspielen des Programms und der Daten bis zum Erhalt der Ausgabedaten mehrere Stunden vergehen konnten. [Prof. Dr. Pluemicke (2003)]

Das „kooperative“ Multitasking

Beim kooperativen Multitasking ist es jedem Prozess selbst überlassen, wann er die Kontrolle an den Kern zurückgibt. Das Umschalten von einer Task auf die andere erfolgt immer durch die aktive Task selbst, und zwar indem sie ins Betriebssystem springt und damit die CPU freigibt.

Es hat den Nachteil, dass Programme, die nicht kooperieren, nicht mehr ins Be­triebssystem zurückkehren beziehungsweise Fehler enthalten, das gesamte System blockieren bzw. zum Stillstand bringen können. [vgl. Wikipedia (2007)]

Das „preemptive“ Multitasking:

Die heutzutage am häufigsten angewendete Methode ist das präemptive Multitasking, bei dem der Betriebssystemkern die Abarbeitung der einzelnen Prozesse steuert und jeden Prozess nach einer bestimmten Abarbeitungszeit zu Gunsten anderer Prozesse anhält. Eine beliebte Umsetzung des präemptiven Multitaskings ist die Verwendung einer Vorrangwarteschlange in Verbindung mit der Round-Robin-Scheduling- Strategie. Dabei spricht man auch von so genannten ..Zeitscheiben“, das heißt, jedem Prozess wird (absolut oder pro definierter Zeiteinheit) abhängig von dessen Rechen­aufwand ein bestimmter Prozentteil dieser Zeit zugewiesen. Hardwareseitig wird preemptives Multitasking durch einen Zeitgeber realisiert, der regelmäßig ein Signal (Interrupt) an die CPU schickt, was sie zur Ausführung eines Schedulers veranlasst. Dieser unterbricht die Prozesse, übernimmt nötige Verwaltungsaufgaben (eventuell Swapping) und gibt die Kontrolle wieder an einen der Prozesse zurück. Moderne Be­triebssysteme arbeiten darüber hinaus mit einem Speicherschutz, der verhindert, dass verschiedene Prozesse sich gegenseitig beeinflussen. Voraussetzung dafür sind CPU- Funktionen zur Virtualisierung des Hauptspeichers und verschiedene Berechtigungslevel (Ringe) oder auch Modi (Kernel-Mode oder User-Mode) für Pro­zesse.

Beim preemptiven Multitasking kann eine Task das gesamte System nun nicht mehr blockieren, da die Taskumschaltung automatisch durch den Dispatcher erfolgt. [vgl. Wikipedia (2007)]

Das Multithreading:

Multithreading kann man umgangssprachlich mit "Multitasking auf die Spitze getrie­ben" beschreiben. Bezeichnet Multitasking die parallele Verarbeitung verschiedener Programme, so steht Multithreading für die parallele Verarbeitung verschiedener Programmfäden innerhalb eines Programms. Als Beispiel ist folgendes denkbar: Man startet eine komplizierte Datenbankabfrage, die anschließend im Hintergrund abläuft. Im Vordergrund befasst man sich "parallel" mit der Gestaltung einer Rechnung oder eines Geschäftsbriefes.

Meist ist mit dem Begriff das softwareseitige Multithreading gemeint, bei dem in aller Regel nur ein Prozessor beteiligt ist. Die dann vorhandene scheinbare Gleichzeitig­keit wird in Wirklichkeit durch geschickte Programmierung erzeugt. Einzelne Threads eines Prozesses/Tasks können sehr schnell auf zeitkritische Ereignisse rea­gieren, während andere Threads langwierige Berechnungen durchführen.

Nachteil: Ohne weitere Hardware-Unterstützung reduziert das Multithreading die Gesamtsystemleistung durch den bei Threadwechseln entstehenden Overhead. Des­halb wird der Programmierer die Anzahl der Threadwechsel möglichst gering halten.

Bei Multitasking wird die Nebenläufigkeit mehrerer Prozesse gefordert, während sich Multithreading auf die Nebenläufigkeit von Bearbeitungssträngen innerhalb eines Prozesses bezieht.

[vgl. Wikipedia (2007 a)]

1.3 Benennen Sie für jedes der von Ihnen genannten Verfahren ein Bei­spiel-Betriebssystem!

Das kooperative oder non-preemptive Multitasking:

Bis WINDOWS 3.xx war WINDOWS und Mac OS war bis Version 9 ein reines non-preemptives Multitasking-System.

Das preemptive Multitasking:

Ab WINDOWS 95 (und WINDOWS NT/2000 sowieso) ist WINDOWS ein preemptives Multitasking-System. MS Windows 95/98/ME/NT/2000/CE/XP, UNIX/Linux, IBM, OS/390, OS/400, OS/2, BS2000, OpenVMS, VxWorks, VRTX, LynxOS, Enea

Das softwareseitige Multithreading

Linux vor Kernel Version 2.6, realisieren Multithreading innerhalb des Multitasking

Windows und Windows NT, Microsoft Windows Server, Linux

2. Aufgabe 2

Betriebssysteme, die den Umgang mit digitalen Medien besonders gut unterstützen, werden oft als „Multimediabetriebssysteme“ bezeichnet.

2.1 Nennen Sie sechs Betriebssysteme, die als Multimediabetriebssysteme bezeichnet werden können

1. Debian Multimedia Distribution (DeMuDi)
2. MacOS X Tiger
3. BeOS
4. ZETA
5. Linux
6. WindowsXP (Media Center Edition):

2.2 Wie unterstützen diese Betriebssysteme den Umgang mit digitalen Medien, welche Merkmale dieser Betriebssysteme sind dafür verantwortlich?

Debian Multimedia Distribution (DeMuDi)

DeMuDi steht für Debian Multimedia Distribution. Die Debian Multimedia Dist­ribution ist eine Zusammenstellung Freier Software auf Basis von Debian Linux, die speziell auf Multimediaanwendungen ausgerichtet ist. Sie wurde im Rahmen des AGNULA-Projekts (Akronym für "A GNU/Linux Audio Distribution") von der EU gefördert. Derzeit muss man in Multimedia-Umfeld noch häufig nach Hardware­treibern suchen oder sich seine Programme selber kompilieren. Doch damit soll jetzt Schluss sein. Neben Softwarelösungen wie Synthesizern, Audiorecordern, MIDI und DSP Applikationen oder Mixern werden Skripten mitgeliefert, die einem die einfache Installation von Audio Treibern ermöglichen. Alle bekannten Multimedia Applikati­onen sollen enthalten sein, wobei der Schwerpunkt bei den Audiotools liegt. [Debian (2001)]

MacOS X Tiger

bietet breite Multimedia-Unterstützung. Sobald z.B. ein Digital-Fotoapparat an den USB-Anschluß angesteckt wird, startet automatisch ein Programm, das die Fotos von der Speicherkarte in ein bestimmtes Verzeichnis der Festplatte kopiert. Das Brennen von Daten-CDs und Daten-DVD-Rs ist direkt aus dem Finder möglich (Drag &Dropj, Weitere Unterstützungen: ein PDF-basiertes Quartz Compositing-System, QuickTime 7 mit dem hochwertigen H.264 Video-Codec bis hin zu den ColorSync, Core Audio und Core Image, um Desktop-Grafiken und Medien völlig neu zu defi­nieren. [Apple (2007)]

BeOS:

Im Jahr 1998 präsentierte sich BeOS mit dem Intel-Port als komplett neues, multimediataugliches Betriebssystem. Es wurde vom Hersteller auch in späteren Re­leases häufig aufgrund seiner Multimedia-Fähigkeiten als "Media OS" bezeichnet.

Der Grund ist eine überzeugende 64-Bit-Systemarchitektur, die zu sehr guten Leis­tungen bei allen Arten von Multimediaaufgaben führt. Möglich wird diese Leistungs­fähigkeit durch einen von Anfang an konsequent auf solche Anwendungen ausgeleg­ten Systemaufbau. Performancebremsen durch Abwärtskompatibilität gibt es bei Be OS nicht. Dementsprechend läuft Be OS auch erst auf Prozessoren der Pentium- Generation. BeOS ist optimal für den Umgang mit großen Datenmengen ausgelegt. Deswegen eignet es sich hervorragend für Multimedia-Anwendungen wie Video und Audio Processing sowie Raytracing. Durch seine strukturbedingte kurze Reaktions­zeit von 250 Mikrosekunden zwischen einzelnen Threads eignet es sich besonders für zeitkritische Aufgaben wie die Aufnahme von Videos in Echtzeit. Der Zugriff auf Dateien selbst über die entsprechenden Schnittstellen dauert unter 10 Millisekunden, abhängig von der verwendeten Hardware. BeOS ist besonders Plug&Play fähig, nach dem Einbau neuer Hardware muss nur der entsprechende Treiber in das "/boot/home/config/" Verzeichnis kopiert werden und schon ist der Treiber instal­liert. Das Objektorientierte Design erlaubt es weiterhin, ohne kompletten Neustart den Treiber zu aktivieren. Während des Betriebes wird nur die Mediakomponente in wenigen Sekunden neu gestartet. [Wikipedia (2007 b)]

ZETA 1.21 Live-CD

Das Team um Herrn Bernd T.Korz entwickelte in nur vier Jahren ein komplett neues Multimedia- Betriebssystem auf der Basis von BeOS. Ende 2004 wurde das erste marktreife ZETA vorgestellt und gewann direkt auf der IT- und Kommunikations­messe "SYSTEMS" den ersten Innovation-Area-Award. Seit 2006 wird ZETA von magnussoft vertrieben. ZETA ist mit einer gerade mal 640 KB großen Kernel und einem 64 Bit Journaling FileSystem ein recht zügiges Betriebssystem. Mehr als 600 Programme, inkl. Office-Paket (Word-, Excel kompatibel), Grafik-, Brennsoftware, PDF-Writer, Internetbrowser, Mediaplayer, Videoschnitt-Software und vieles mehr sind in diesem Betriebssystem enthalten. ZETA ist zudem multilingual und kann in wenigen Schritten umgestellt werden. [Wikipedia (2007 c)]

Linux:

Der Umgang mit gängigen Musik-Formaten ist kein Problem. Es existiert eine Reihe von weit entwickelten Musik-Abspielprogrammen unter Linux, die neben der Unter­stützung verschiedener Musik-Formate noch mit einer ganzen Reihe komfortabler Extras aufwarten können. Eines der bekanntesten Beispiele ist dabei Amarok. Es gibt es ebenfalls Linux-Versionen der weit verbreiteten Programmen wie dem RealPlayer und dem VideoLAN-Player. Hinzu kommen einige in erster Linie für Linux pro­grammierte Softwareprojekte. Zu nennen sind hier vor allem die Programme MPlayer und Xine, die es auch ermöglichen, Videos in Formaten wie WMV, ASF und ähnlichen abzuspielen, wofür teilweise Windows-Programmbibliotheken einge­setzt werden. Im Bereich professioneller Multimedia-Bearbeitung: Mit dem JACK Audio Connection Kit steht unter Linux eine spezielle Sound-Architektur zur Verfü­gung, die besonders niedrige Latenzzeiten bietet. Sie wird von Programmen wie Ardour genutzt. In der Filmbranche erfreut sich Linux besonderer Beliebtheit: die Spezialeffekte vieler Filme wurden mit Hilfe von Linux-Rechnerverbünden geren- dert. So hat beispielsweise das häufig unter Linux eingesetzte Programm CinePaint bei der Erstellung von Filmen wie den Harry Potter-Verfilmungen geholfen. [Wiki­pedia (2007 d)]

WindowsXP (Media Center Edition mit spezieller Multimedia Hardwareun­terstützung):

XP steht dabei für „eXPerience“ (engl. für Erfahrung, Erlebnis).

Die „Media Center Edition“ basiert ebenfalls auf der „Professional Edition“ und ent­hält spezifische Erweiterungen für auf multimediale Inhalte sowie deren Wiedergabe spezialisierte Computer, die in der Regel mit einer TV-Karte ausgestattet sind. Au­genscheinlichstes Merkmal ist die Möglichkeit der vereinfachten Bedienung durch Darstellung auf einem normalen Fernsehapparat und Steuerung mittels Fernbedie­nung. Microsoft versucht damit, die Lücke zwischen reinem Computer und Media­Center-Computer für das Wohnzimmer zu schließen. Die XP Media Center Edition 2005 (Codename Symphony) unterstützt zwei TV-Tuner, kann DVDs brennen, ist für HDTV über Antenne vorbereitet und kann mit Kabel-TV und - neu - auch mit Satellitenempfang umgehen. Microsoft hat außerdem das Benutzer-Interface überar­beitet. Der neue Media Center Extender steht für die drahtlosen Kapazitäten des Be­triebssystems. Bis zu fünf TV-Geräte lassen sich mit dem Extender drahtlos ansteu­ern. Benutzer könne zudem über das TV-Gerät Instant Messages via MSN austau­schen. [Wikipedia (2007 e)]

2.3 Welche Werkzeuge zur Bearbeitung digitaler Medien werden von den

Betriebssystemen bereits mitgeliefert — nennen Sie für die unter 2.1 benannten Be­triebssysteme jeweils mindestens zwei Beispiele?

Debian Multimedia Distribution (DeMuDi)

Mediaplayer, MP3-Editoren, Aufnahmesoftware usw.

MacOS X:

iDVD, iTunes ; mit iMovie

BeOS:

Browser NetPositive, einen Medienplayer (MediaPlayer), einen Bildbetrachter (Show­Image), ein e-Mail-Programm (BeMail) und einen Webserver (PoorMan).

ZETA:

Grafik-, Brennsoftware, PDF-Writer, Internetbrowser, Mediaplayer, Videoschnitt­Software

Linux:

In jeder Software-Gattung finden sich mehrere Alternativen. Für den multimedialen Auftritt sorgen die Videoschnitt-Software Main Actor 5 als Demoversion, der Sound-Editor Sweep und das Drum-Computer-Tool Hydrogen. Musik- Abspielprogrammen unter Linux z.B. Amarok. Videoabspielsoftware wie MPlayer und Xine

WindowsXP (Media Center Edition):

Media Player 8 bzw. 9/10 und Internet Explorer 6, Audiorecorder, CD-Player

Aufgabe 3

Wichtige Kriterien für moderne Betriebssysteme für Heimanwender sind u. a.

- Mehrbenutzerfähigkeit,
- Gute Benutzerführung, Übersichtlichkeit bei der Verwaltung der vom Benutzer er­zeugten Daten,
- Breite Unterstützung von Anwendungsfeldern für Anwendungsprogramme,
- Multimedia-Unterstützung,
- Unterstützung von möglichst vielen Peripheriegeräten und
- Unterstützung vieler Netzwerkplattformen.

3.1 Wählen Sie zwei Beispiele von Betriebssystemen aus, die im letzten Jahr erschienen sind oder in naher Zukunft erscheinen werden!

1. Mac OS X Tiger
2. Windows Vista

3.2 Definieren Sie typische Anwendungsfelder für Anwendungsprogram­me für Heimanwender!

- Im Internet Surfen — Browser wie Internet Explorer, Firefox
- Email Schreiben — Mail Clients wie Outlook, MozillaMail
- Musik hören — wie Real Player, Windows Media Player, Power DVD
- Filme anschauen — Videosoftware wie Quick Time, Windows Media Player, Real Player
- CDs bzw. DVDs (Daten, Musik, Filme, Fotos) brennen — Brennprogramme wie Nero
- Heimvideos bearbeiten — Filmschnittsoftware wie Adobe Premiere
- Bildbearbeitung von privaten Fotos — Grafikbearbeitungssoftware wie Pho­toshop, Gimp, Corel Photo Draw

[...]

Ende der Leseprobe aus 33 Seiten

Details

Titel
Einsendaufgabe im Modul Betriebssysteme I
Hochschule
Mediadesign Hochschule für Design und Informatik GmbH Berlin
Note
1
Autor
Jahr
2007
Seiten
33
Katalognummer
V186586
ISBN (eBook)
9783869436111
ISBN (Buch)
9783656994053
Dateigröße
676 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
einsendaufgabe, modul, betriebssysteme
Arbeit zitieren
B.Sc. Tamara Rachbauer (Autor:in), 2007, Einsendaufgabe im Modul Betriebssysteme I, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/186586

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