Betriebsmittel sind Prozessen zugeordnet

Prozesse benötigen während ihrer Abarbeitung verschiedene Betriebsmittel, um alle anfallenden Aufgaben erledigen zu können. Damit sind jedem gestarteten Prozess eine Menge von Betriebsmitteln zugewiesen.


Aus der
Praxis

  • Ein Prozess benötigt (mindestens) die Betriebsmittel Festplatte, ausführbare Datei X sowie RAM, um aus der Datei X auf der Festplatte in den Arbeitsspeicher geladen zu werden.
  • Ein Prozess benötigt das Betriebsmittel CPU um befehlsweise abgearbeitet zu werden.
  • Ein Prozess benötigt das Betriebsmittel Grafikkarte um eine Ausgabe auf dem Bildschirm zu erzeugen.
  • etc.


Es sind jedoch nicht alle Betriebsmittel während der gesamten Laufzeit mit dem Prozess verbunden. Es ist effizienter (gerade wenn viele Prozesse existieren), wenn Betriebsmittel nur dann angefordert werden, wenn sie tatsächlich benötigt werden, und wieder freigegeben werden, wenn sie nicht mehr benötigt werden.


Aus der
Praxis

Wenn du mit dem Auto von Hamburg nach München fährst, dann ist es für die Gesamtmenge an Autofahrern nicht vorteilhaft, wenn das Betriebsmittel Autobahn während der gesamten Fahrt nur exklusiv für dich reserviert wäre. (Auch wenn du selbst das sicherlich sehr angenehm finden würdest.)


Klassifizierungen

Man betrachte die im Folgenden definierten Klassifizierungen:


Definition: Entziehbares Betriebsmittel

Definition

Unter einem entziehbaren Betriebsmittel versteht man ein Betriebsmittel, das einem Prozess bei dessen Abarbeitung zu einem beliebigen Zeitpunkt und ohne negative Folgen entzogen werden kann.

Ein Prozessor (CPU) ist ein entziehbares Betriebsmittel. Im Abschnitt Interrupt-Controller wurde bereits erläutert, dass keine negativen Folgen auftreten dürfen, wenn die CPU einem Prozess entzogen wird.


Definition: Nicht entziehbares Betriebsmittel

Definition

Unter einem nicht entziehbaren Betriebsmittel versteht man ein Betriebsmittel, das einem Prozess so lange zur Verfügung stehen muss, wie dieser es benötigt.

Ein vorzeitiger Entzug eines nicht entziehbaren Betriebsmittels hätte negative Folgen, die i.d.R. vom Anwender nicht gewünscht (und deshalb auch nicht erwartet) werden.

Ein Drucker ist zum Beispiel ein nicht entziehbares Betriebsmittel.

Druckt beispielsweise der Prozess einer Textverarbeitung gerade ein umfangreiches Dokument aus, so führt der Entzug dieses Betriebsmittels mit hoher Wahrscheinlichkeit zu negativen Folgen.

Man stelle sich nur einmal vor, dass während des Ausdrucks eines Briefes der Drucker dem Prozess (Textverarbeitung) entzogen wird, und einem anderen Prozess (E-Mail-Client) zugewiesen wird. Dann könnte auf der oberen Hälfte der Druckseite ein Teil des Briefes gedruckt werden, und auf der unteren Hälfte ein Teil einer zu druckenden E-Mail.


Definition: Exklusiv nutzbares Betriebsmittel

Definition

Unter einem exklusiv nutzbaren Betriebsmittel versteht man ein Betriebsmittel, das zu einem beliebigen Zeitpunkt nur maximal einem Prozess zugeordnet sein darf.

Entweder ist ein exklusiv nutzbares Betriebsmittel also gar keinem Prozess zugeordnet, oder es ist genau einem Prozess zugeordnet.

Exklusiv nutzbare Betriebsmittel können prinzipiell entziehbar oder nicht entziehbar sein.

  • Ein Prozessor (CPU) mit nur einem Kern ist nur exklusiv nutzbar (und entziehbar).
  • Ein Drucker ist nur exklusiv nutzbar (und nicht entziehbar).


Definition: Gemeinsam nutzbares Betriebsmittel

Definition

Unter einem gemeinsam nutzbaren Betriebsmittel versteht man ein Betriebsmittel, das quasi-gleichzeitig von mehreren Prozessen genutzt werden kann.

Eine Festplatte ist ein Beispiel für ein gemeinsam nutzbares Betriebsmittel.

Mehrere Prozesse können zur gleichen Zeit verschiedene Dateien auf der Festplatte geöffnet halten. Lediglich ein gleichzeitiger Zugriff der beteiligten Prozesse auf mehrere Dateien ist technisch bedingt nicht möglich.


Aufgabe 1

Aufgabe
Datei nur exklusiv oder gemeinsam nutzbar?

Ob eine einzelne Datei ein exklusiv oder ein gemeinsam nutzbares Betriebsmittel ist, kommt darauf an.

  • Erläutere: Worauf kommt es an?
  • Finde ein Beispiel, bei dem eine Datei nur exklusiv nutzbar ist.
  • Finde ein weiteres Beispiel, bei dem eine Datei von mehreren Prozessen gemeinsam nutzbar ist.


Aufgabe 2

Aufgabe
Welche weiteren Betriebsmittel?

Oben auf dieser Seite heißt es:
"Ein Prozess benötigt (mindestens) die Betriebsmittel Festplatte, ausführbare Datei X sowie RAM, um aus der Datei X auf der Festplatte in den Arbeitsspeicher geladen zu werden."

Die Ergänzung mindestens weist darauf hin, dass noch weitere Betriebsmittel nötig sein könnten, um aus der Datei in den Arbeitsspeicher geladen zu werden.

Welche weiteren Betriebsmittel könnten das sein?



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