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Informatik Betriebssysteme – Semaphoren und Monitore

14 KartenInformatikatrio30.09.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Informatik“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist ein Semaphor in Betriebssystemen? · Was bewirkt die Wait-Operation (P) an ein…

Karten

14 Karten
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Was ist ein Semaphor in Betriebssystemen?

Rückseite

Ein Semaphor ist eine Ganzzahlvariable mit atomaren Wait- und Signal-Operationen zur Synchronisation konkurrierender Prozesse.

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Was bewirkt die Wait-Operation (P) an einem Semaphor?

Rückseite

Wait dekrementiert den Semaphorwert atomar; wird der Wert negativ, blockiert der aufrufende Prozess in der Warteschlange.

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Was bewirkt die Signal-Operation (V) an einem Semaphor?

Rückseite

Signal inkrementiert den Semaphorwert atomar; wartet mindestens ein Prozess, wird einer aus der Warteschlange geweckt.

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Was unterscheidet einen binären von einem zählenden Semaphor?

Rückseite

Binäre Semaphore erlauben nur Werte 0 und 1 (Mutex), zählende Semaphore verwalten beliebige nicht-negative Werte für Ressourcenpools.

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Wie löst ein Semaphor das Critical-Section-Problem?

Rückseite

Ein binärer Semaphor (Mutex) umgibt den kritischen Abschnitt: Wait vor Eintritt, Signal nach Verlassen – garantiert gegenseitigen Ausschluss.

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Was ist ein Monitor in der Prozesssynchronisation?

Rückseite

Ein Monitor ist ein abstraktes Datentyp-Modul, das gemeinsame Daten und Operationen kapselt und gegenseitigen Ausschluss automatisch gewährleistet.

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Welchen Vorteil bieten Monitore gegenüber Semaphoren?

Rückseite

Monitore erzwingen strukturierte Synchronisation: Mutual Exclusion ist implizit, Programmierfehler wie fehlendes Signal werden durch Sprache verhindert.

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Was sind Condition Variables in einem Monitor?

Rückseite

Condition Variables erlauben Prozessen, innerhalb des Monitors auf Ereignisse zu warten (wait) und andere zu benachrichtigen (signal/broadcast).

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Wie unterscheidet sich Signal in Monitoren von Semaphor-Signal?

Rückseite

Bei Monitoren führt Signal zu sofortiger Übergabe der Monitor-Exklusivität an den gewarteten Prozess (Hoare-Semantik) oder fortsetzender Ausführung (Mesa-Semantik).

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Welche vier Bedingungen müssen für einen Deadlock gleichzeitig erfüllt sein?

Rückseite

Gegenseitiger Ausschluss, Hold-and-Wait, Nicht-Vorentziehbarkeit, zirkuläres Warten – alle vier sind notwendig und hinreichend für Deadlock-Entstehung.

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Wie verhindert man Deadlocks bei der Ressourcenallokation mit Semaphoren?

Rückseite

Ressourcen in festgelegter Reihenfolge anfordern (Hierarchie), Timeout-Mechanismen nutzen oder Bankier-Algorithmus für sichere Zustände einsetzen.

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Wie implementiert man das Producer-Consumer-Problem mit Semaphoren?

Rückseite

Drei Semaphore: mutex (Critical Section), empty (freie Pufferplätze, init=Puffergröße), full (belegte Plätze, init=0) – Wait/Signal entsprechend.

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Wie löst ein Monitor das Producer-Consumer-Problem?

Rückseite

Monitor kapselt Puffer, put/get-Methoden und zwei Condition Variables (notFull, notEmpty) – wait/signal in Methoden bei vollem/leerem Puffer.

STANDARD

Was ist Priority Inversion und wie löst man sie?

Rückseite

Niedrig-priorisierter Prozess hält Lock, den hoch-priorisierter braucht; Lösung: Priority Inheritance (Lock-Halter erbt temporär höchste Priorität wartender Prozesse).

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