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IN0009_GBS/prozess_und_prozessorverwaltung.md

@@ -23,12 +23,10 @@ Von 0xFFFF...FFFF nach 0x0000...0000!
 4. Code/Text - Befindet sich im unteren Teil des Adressraums; enthält ausführbaren Programmcode.
 
 ## Was ist ein Prozesskontext?
-
 Der Prozesskontext umfasst alle Informationen, die ein Betriebssystem über einen
 Prozess speichert, um dessen Ausführungszustand zu verwalten.
 
 ## Was ist der virtuelle Addressraum?
-
 Der virtuelle Addressraum ist eine Abstraktion des physischen Speichers.
 Jeder Prozess verfügt über einen eigenen Addressraum, die voneinnander
 *abgeschottet* sind.
@@ -55,81 +53,66 @@ Jeder Prozess verfügt über einen eigenen Addressraum, die voneinnander
 - Group ID (GID)
 
 ## Warum ist die Prozess-Verarbeitung oftmals nur quasi-parallel?
-
 In Einprozessorsystemen kann die CPU tatsächlich nur einen Prozess gleichzeitig
 ausführen. Quasi-Parallelität entsteht durch schnelles Umschalten zwischen
 Prozessen (Scheduling), wodurch der Eindruck simultaner Ausführung entsteht.
 
 ## Wie beeinflusst der I/O-Warteanteil p die CPU-Auslastung bei n Prozessen?
-
 Ist der Anteil der Wartezeit auf I/O für einen Prozess p, so ist die erwartete
 CPU-Auslastung bei n gleichzeitig laufenden Prozessen probabilistisch 1 - p^n.
 
 ## Was sind die Zustände eines Prozesses?
-
 - **ready**: Der Prozess ist bereit zur Ausführung und wartet auf Zuweisung eines Prozessors.
 - **running**: Der Prozess wird aktuell auf dem Prozessor ausgeführt.
 - **blocked/waiting**: Der Prozess kann nicht fortgesetzt werden, bis ein bestimmtes Ereignis eintritt.
 - **swapped out/ausgelagert**: Der Prozess wurde aus dem Arbeitsspeicher ausgelagert.
 - **swapped in/eingelagert**: Ein ausgelagerter Prozess wird wieder in den Arbeitsspeicher geladen.
 
 ## Was initiiert der Zustandsübergang 'add' bei einem Prozess?
-
 Der Zustandsübergang 'add' fügt einen neu erzeugten Prozess zur Menge der rechenwilligen (ready) Prozesse hinzu.
 
 ## Welche Wirkung hat der Zustandsübergang 'assign' auf einen Prozess?
-
 Der Zustandsübergang 'assign' ordnet einem Prozess die CPU zu und ändert seinen Status auf 'running'.
 
 ## Durch was wird der Zustandsübergang 'block' bei einem Prozess veranlasst?
-
 Der Zustandsübergang 'block' wird durch einen I/O-Aufruf oder eine
 Synchronisationsoperation ausgelöst und versetzt den Prozess in den Zustand
 'blocked/waiting'.
 
 ## Wann erfolgt der Zustandsübergang eines Prozesses zurück in 'ready'?
-
 Der Zustandsübergang zurück in 'ready' erfolgt, nachdem die blockierende
 Operation beendet ist oder die Blockade aufgehoben wurde.
 
 ## Welcher Zustandsübergang wird mit 'resign' beschrieben?
-
 Der Zustandsübergang 'resign' entzieht einem laufenden Prozess die CPU, wodurch
 er in den Zustand 'ready' zurückkehrt.
 
 ## Was kennzeichnet den Zustandsübergang 'retire' bei einem Prozess?
-
 Der Zustandsübergang 'retire' tritt ein, wenn ein Prozess seine Ausführung
 beendet und aus dem System entfernt wird.
 
 ## Was resultiert aus dem Zustandsübergang 'swap out' für einen Prozess?
-
 Der Zustandsübergang 'swap out' lagert einen Prozess aus dem Arbeitsspeicher in
 die Swap-Datei auf der Festplatte aus.
 
 ## Welchen Zustand erreicht ein Prozess durch den Zustandsübergang 'swap in'?
-
 Durch den Zustandsübergang 'swap in' wird ein ausgelagerter Prozess wieder in
 den Arbeitsspeicher geladen.
 
 ## Prozess vs. Thread
-
 - **Prozess**: Einzelne Ausführungseinheit mit eigenem Adressraum, die Ressourcen wie CPU und Speicher nutzt.
 - **Thread**: Leichtgewichtiger Prozess innerhalb eines Prozesses, der einen eigenen Kontrollfluss hat, aber Ressourcen mit anderen Threads teilt.
 
 ## Warum lässt sich ein Prozess und Thread konzeptuell trennen?
-
 Ressourcen und Kontrollfluss sind unabhängige Konzepte und lassen sich trennen.
 
 ## Eigenschaften eines Threads
-
 - Abstraktion eines physischen Prozessors
 - Jeder Prozess hat einen eigenen Kontrollfluss
 - Threads eines Prozesses teilen sich den Addressraum
 - Eigener Befehlzähler
 
 ## Thread-Kontext
-
 Der Thread-Kontext umfasst u.a:
 - Programmzähler
 - Registerwerte 
@@ -143,7 +126,6 @@ Der Thread-Kontext umfasst u.a:
 - terminiert
 
 ## Warum haben Threads generell einen geringeren Overhead als Prozesse?
-
 - Einfache Kommunikation zwischen Threads einens Prozesses über gemeinsamen Addressraum (Anstelle von aufwendiger inter-prozess-communication (IPC))
 - Erstellen eines Threads wesentlich geringer als einen Prozess zu erzeugen (Faktor 10-100)
 - Schneller Kontextwechsel
@@ -156,49 +138,41 @@ Speicherung von Informationen über:
 - *Dateiverwaltung* (engl. file management)
 
 ## Welche Informationen werden für die Speicherverwaltung eines Prozesses benötigt?
-
 Pointer zu Code-, Daten-, und Stack-Segment
 Anfang und Größe der Segmente.
 
 ## Welche Informationen werden für die Dateiverwaltung eines Prozesses benötigt?
-
 - Root Verzeichnis
 - File Deskriptoren
 - UID und GID
 
 ## Was ist eine Prozesstabelle
-
 Eine verkettete Liste von PCBs
 
 ## BS Dienste zur Prozessverwaltung
-
 - Dienste zur Erzeugung eines Prozesses
 - Dienste zur Terminierung von Prozessen
 - Strategien zur Prozessorzuteilung (Scheduling)
 - Dienste zur Prozessor-Anbundung (Dispatching)
 
 ## Auslöser einer Prozesserzeugung
-
 - Während der Systeminitialisierung (Init started daemons)
 - Durch andere Prozesse (z.B. via fork)
 - Durch einen Benutzer (Beispiel: Starten eines Programmes)
 - Durch das BS (z.B. Batch-Systeme)
 
 ## Was macht der POSIX-Systemcall `fork`?
-
 - Kindprozess mit gleichem Speicherabbild (Kopie)
 	- Auch file descriptors
 - Vergabe einer neuen PID
 - Prozesse laufen unabhängig voneinander
 
 ## Was ist die Besonderheit bei dem Rückgabewert von `fork`?
-
 Eltern-Prozess bekommt die PID des Kindes zurückgegeben, während der
 Kindprozess `0` zurückgegeben bekommt. Das kann nützlich sein, um
 z.B. das Speicherabbild des Kindes zu überschreiben.
 
 ## Welche Arten der Prozessterminierung gibt es?
-
 - Normale Beendigung (freiwillig)
   - `void exit (int status)`
   - `return status` aus `main()`
@@ -210,11 +184,9 @@ z.B. das Speicherabbild des Kindes zu überschreiben.
   - Durch senden eines Signals
 
 ## Welche PID hat der Prozess init?
-
 PID=1. Init ist der erste Prozess der bei einem UNIX(-ähnlichen) System startet.
 
 ## Wer started PID 1?
-
 Der Kernel.
 
 ## (Extra) Was würde passieren, wenn PID 1 crashed?
@@ -264,7 +236,6 @@ Prozess-Zustandsübergänge von rechenwillig nach rechnend, während der Schedul
 die Reihenfolge der Prozessausführung bestimmt.
 
 ## Welche Rolle spielt der Scheduler in der Prozessorverwaltung?
-
 - Verwaltet die Warteschlange der rechenwilligen Prozesse (Run
 Queue)
 - Wählt mit Hilfe von Scheduling-Algorithmen den nächste(n) Prozess(e) zur