Übungen

Diese Seite sammelt Übungsfragen und Aufgaben zu SBY. Sie eignet sich gut zur Prüfungsvorbereitung oder als Grundlage für Gruppenarbeiten.

Grundlagen

1. Erkläre in eigenen Worten, warum ein Betriebssystem eine Sicherheitsgrenze ist.
2. Nenne fünf Ressourcen, die ein Betriebssystem verwaltet.
3. Erkläre den Unterschied zwischen Verwaltung und Abstraktion.
4. Beschreibe den Von-Neumann-Zyklus.
5. Warum sind Register beim Context Switch wichtig?

Prozesse und Threads

1. Was ist ein Prozess?
2. Welche Speicherbereiche hat ein Prozess typischerweise?
3. Warum ist der Text-Bereich meistens nur lesbar?
4. Was ist der Unterschied zwischen Prozess und Thread?
5. Warum können Threads leichter Race Conditions verursachen?
6. Was steht in einem Process Control Block?
7. Beschreibe die Zustände Ready, Running und Blocked.

Interrupts und System Calls

1. Was ist der Unterschied zwischen Polling und Interrupts?
2. Warum sind Interrupts effizienter als ständiges Nachfragen?
3. Was passiert bei einer Interrupt-Service-Routine?
4. Warum brauchen Programme System Calls?
5. Nenne drei typische System Calls.

Scheduling

1. Vergleiche kooperatives und präemptives Scheduling.
2. Warum ist präemptives Scheduling für moderne Systeme wichtig?
3. Was ist ein Context Switch?
4. Welche Nachteile hat First Come, First Served?
5. Wann ist Round Robin sinnvoll?
6. Was kann bei Priority Scheduling schiefgehen?
7. Erkläre Starvation und eine mögliche Gegenmaßnahme.

Nebenläufigkeit

1. Erkläre den Unterschied zwischen Nebenläufigkeit und Parallelität.
2. Was sagt Amdahl's Law grundsätzlich aus?
3. Was ist eine Race Condition?
4. Was ist ein kritischer Abschnitt?
5. Vergleiche Mutex und Semaphore.
6. Warum kann falsches Sperren zu Deadlocks führen?
7. Beschreibe das Dining-Philosophers-Problem in eigenen Worten.

IPC

1. Warum brauchen Prozesse Interprozesskommunikation?
2. Vergleiche Shared Memory und Message Passing.
3. Warum braucht Shared Memory Synchronisation?
4. Was macht eine Unix Pipe?
5. Was ist der Unterschied zwischen unbenannten und benannten Pipes?
6. Beschreibe den typischen Ablauf einer Socket-Kommunikation.
7. Welche Sicherheitsfragen muss man bei IPC stellen?

Speicherverwaltung

1. Was ist der Unterschied zwischen logischer und physischer Adresse?
2. Welche Aufgabe hat die MMU?
3. Warum trennt man Kernel Land und User Land?
4. Vergleiche statische und dynamische Partitionierung.
5. Erkläre interne und externe Fragmentierung.
6. Was ist Swapping?
7. Wie funktioniert Paging grundsätzlich?
8. Warum ist ein TLB wichtig?
9. Was ist Segmentierung?

Speicherschutz und Dateisysteme

1. Warum ist Speicherschutz wichtig?
2. Was macht ASLR?
3. Warum reicht ASLR allein nicht aus?
4. Welche Schichten liegen zwischen Speichermedium und Datei?
5. Nenne vier Aufgaben eines Dateisystems.
6. Warum ist Datenkonsistenz ein Problem?
7. Welche Maßnahmen helfen gegen inkonsistente Dateisystemzustände?

Autorisierung

1. Erkläre Authentifizierung und Autorisierung.
2. Was ist DAC?
3. Warum ist DAC anfällig für Trojaner?
4. Was ist MAC?
5. Warum wird MAC in besonders schutzbedürftigen Bereichen eingesetzt?
6. Wofür steht Bell-LaPadula?
7. Wofür steht Biba?
8. Was ist RBAC?
9. Welche Vorteile hat RBAC in Organisationen?

Transferfragen

1. Ein Webserver-Prozess stürzt ab, weil er fremden Speicher lesen wollte. Welcher Schutzmechanismus greift hier?
2. Ein Prozess mit niedriger Priorität läuft nie, weil immer wichtigere Prozesse bevorzugt werden. Wie nennt man das?
3. Zwei Threads erhöhen denselben Zähler, aber das Ergebnis ist zu niedrig. Welches Problem liegt nahe?
4. Eine Anwendung darf eine Datei lesen, aber nicht schreiben. Ist das eher Authentifizierung oder Autorisierung?
5. Ein Dienst kommuniziert lokal mit einem anderen Dienst über eine benannte Schnittstelle. Welche IPC-Technik könnte passen?

Mini-Projekte

• Erstelle eine Mindmap zu Betriebssystemaufgaben.
• Vergleiche Round Robin, Priority Scheduling und FCFS an einem eigenen Beispiel.
• Zeichne den Ablauf eines Context Switch.
• Erstelle eine Tabelle zu DAC, MAC und RBAC mit Beispielen.
• Erkläre Paging mit einer Skizze aus Seitennummer und Offset.
• Beschreibe ein Deadlock-Szenario aus dem Alltag und übertrage es auf Betriebssysteme.

Merksatz

SBY prüft nicht nur Definitionen. Wichtig ist, erklären zu können, warum Betriebssystemmechanismen Sicherheit, Stabilität und Kontrolle ermöglichen.