O4 OS Scheduling

Prozesse müssen verwaltet werden: wenn die Prozessen von den Benutzern in „willkürlicher“ Reihenfoge gestartet werden, so ist ihnen doch allen gemeinsam, dass sie zum Ablaufen Prozessor(en) und Arbeitsspeicher brauchen – mit anderen Worten: Prozesse benötigen Ressourcen. Die Ablaufplanung – also das Scheduling – hat mit diesen Ressourcen zu tun.

Key Scheduling Algorithmen. Genau darum geht es: das Operating System muss Prozesse managen, damit die Prozesse ohne wecheselseitige Beeinflussung ablaufen und damit die System Efficienz hoch ist.

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Scheduling Algorthmen zu diskutieren ist von Hause aus spannend, interessiert die Studierenden doch in erster Linie (i.d.R) WIE die Algorithmen funktionieren. Meist stellt sich dann die Frage, für WELCHE Anwendungs- und Betriebsarten eignen sich die Algorithmen besonders gut oder eben nicht so gut.

Natürlich können daneben noch andere Fragenkomplexe auftauche, wie die folgenden Diskussionspunkte zeigen:

Scheduling-Algorithmen und Systemeffizienz

  1. 🔄 Der Round Robin (RR) Algorithmus ist eine beliebte Wahl für Multitasking-Systeme, da er fair ist und die Wartezeit für alle Prozesse minimiert.
  2. 🏆 Der Highest Response Ratio Next (HRRN) Algorithmus kombiniert Wartezeit und Servicezeit, um die Priorität jedes Prozesses zu bestimmen und ist dadurch besonders ausgewogen.

Komplexität und Implementierung

  1. ⏱️ Der Shortest Remaining Time Next (SRTN) Algorithmus erfordert die Fähigkeit, Prozesse zu unterbrechen und fortzusetzen, was die Implementierung komplex, aber die durchschnittliche Wartezeit minimal macht.
  2. 📊 Der Shortest Job First (SJF) Algorithmus ist schwierig umzusetzen, da die genaue Schätzung der Prozesslaufzeit von den zu verarbeitenden Daten abhängt.

Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit

  1. 🔀 Der Multilevel Feedback Queue (MLFQ) Algorithmus ist für große Systeme mit mehreren Prioritätsebenen geeignet und passt die Priorität basierend auf Ressourcennutzung und Reaktionszeit an.
  2. ⏳ Der First-In-First-Out (FIFO) Algorithmus ist einfach und weit verbreitet, kann aber bei langläufigen Prozessen unfair sein und ist daher für bestimmte Anwendungen weniger geeignet.

Wir sehen: unter verschiedenen Aspekten betrachtet – die Frage nach dem „richtigen“ Scheduling Algorithmus ist nicht trivial. Verschaffen Sie sich zunächst mal mit dem folgenden Video einen Überblick und dann das Skript studieren.

Operating System Scheduling

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Ich freue mich auf die Life-Session

Ihr Prof. J.Anton Illik

O3 Operating System Architecture

Explore the diverse architectures that power modern operating systems, from monolithic designs to distributed and microkernel approaches. Understand the core principles and strategies that shape the foundations of these critical software systems.

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O2 Strategische Anforderungen OS

Betriebssysteme sind das Herzstück moderner Computer. Sie verwalten Hardware und Software, stellen Schnittstellen bereit und ermöglichen den reibungslosen Ablauf von Anwendungen

Betriebssysteme sind das Herzstück moderner Computer. Sie verwalten Hardware und Software, stellen Schnittstellen bereit und ermöglichen den reibungslosen Ablauf von Anwendungen

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O1 Introduction OperatingSystems

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Kernfunktionen von Betriebssystemen

🖥️ Q: Was sind die Hauptaufgaben eines Betriebssystems?
A: Ein Betriebssystem fungiert primär als Ressourcenmanager, der Hardware und Software verwaltet, einschließlich Geräte, Anwendungen und Benutzeroberflächen, und bietet eine Plattform für Interaktionen zwischen Benutzern, Anwendungen und Hardware.

⚙️ Q: Welche Kernkomponenten umfasst ein Betriebssystem?
A: Die Kernkomponenten eines Betriebssystems sind Prozessverwaltung, Speicherverwaltung und Dateisystemverwaltung, die für Systemleistung, Multitasking und effiziente Ressourcennutzung unerlässlich sind.

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Crash in letzter Minute

So manch Studierende kennen das: Für morgen ist ein Live-Präsentation der Studien-Projekt-Ergebnisse geplant, und soben – kurz vor 23 Uhr ist der Server, der für die Präsentation notwendig ist, gecrasht…Eigenlich ein Worst-Case-Scenario.

Wo/wie kann sowas passieren?

Eigentlich ganz einfach: auch im Lehrbetrieb nimmt der Einsatz der Cloud zu. Die Studierenden sollen ja auf die AWS-Cloud, auf die Microsoft Azure-Cloud, auf die Google-Cloud vorbereitet werden. Alles Cloud-Anbieter, die auf der kommerziellen Seite der bundesdeutschen Industrie – und auch weltweit – eingesetzt und heftig genutzt werden. Studienanfänger dürfen da nicht unvorbereitet in die Arbeitswelt entlassen werden. Und passieren kann das ganz schnell: da ist beim Konfigurieren eines virtuellen Servers eine Konfigurationseinstellung nicht wirklich bekannt und schon läuft nach der Falscheinstellung der virtuelle Server nicht mehr wie erwartet, oder crasht eben vollständig. Wer jetzt seine Falscheinstellung nicht dokumentiert hat, kann vielleicht die Rückstellung nicht machen – und sitzt in der Falle.

Natürlich gibt es noch zahllose weitere „Chancen“ einen Server-Crash in der Cloud zu fabrizieren und ich möchte dem im folgenden zu sehenden Team nicht unterstellen, dass es so ein einfaches Mißgeschick war, was zum Ausfall des Web-Servers geführt hat, sonder möchte vielmehr zeigen, das ein rechtzeitig hergestelltes Video die Präsentation durchaus retten kann, wie das folgende Beispiel zeigt.

Ich muß vielleicht noch dazu sagen, dass die Projektgruppe schon in den regulären Veranstaltungen immer wieder einen lebendigen Einblick in ihr laufendes Projekt – im Sinne einer Vorschau – gegeben hat. Die meisten Arbeitsgruppen versuchen das zu vermeiden! „Wir zeigen unser Ergebnis erst, wenn es perfekt ist!“ – eine häufige Ausreden, denke ich mir dann. Profis profitieren, wenn schon frühzeitig über ihr Projekt sprechen. Ganz im Sinne einer agile Methode.

Klar, eine Liverpräsentation ist schon noch mal was anderes. Aber im Vergleich dazu, am Prüfungstermin dann sagen zu müssen „Sorry, leider haben wir nichts…“ ist das schon fast erste Sahne.

Schreibt mir doch in die Kommentare, wie Ihr das seht.

Euer Prof. Illik

Vorstellung E-Shop-Design

Die Veranstaltung hat zwar 6 SWS – läßt sich aber in 10 Minuten erklären, was da gemacht wird. Ich zeige das mal kurz im Video

Die WI-Veranstaltung an der HFU ist auch für Studierende aus den anderen Fakultäten geöffnet – und in aller Regel mit 24 Teilnehmer:Innen ausgebucht. Ich freue mich auf alle Teilnehmer:Innen.

Zunächst aber mal erholsamme Semesterferien.