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30.09.1977 - 

DIRLEWANGER-BERICHT

Betriebssystem (Teil 4)

Dr. Werner Dirlewanger, Institut für Informatik Universität Stuttgart.

Speicherverwaltung und Geräteansteuerung sind die Teilthemen, mit denen der Bereich Betriebssystem, genauer gesagt die diesbezüglichen Forderungen an die Nachfolger der heutigen Großrechner, abgeschlossen werden. Insbesondere bei der Speicherverwaltung klingt mit an, was nach dem Stand der Kunst gefordert werden kann, am Operateurzeit einzusparen.

Verwaltung temporär belegter Speicherbereiche

- Der pro Benutzer zur Verfügung stehende Hauptspeicherraum soll über 16 MBytes betragen. Er kann "virtuell" realisiert sein. Der Benutzer soll verschiedene Strategien zur wahlweisen Verwendung haben (Paging, automatische Segmentierung, Automatisches Nachladen von Unterprogrammen, Overlaytechniken), und der Benutzer soll für seinen Programmlauf Verhaltensmitteilungen (Pagingrate, Nachladezahlen der Unterprogramme etc.) erhalten, um für die Zukunft vorplanen zu können. Das Rechenzentrum soll (um Mißbrauch aus Unkenntnis oder Vorsatz begegnen zu können) Restriktionen auferlegen können (zum Beispiel Jobabbruch, wenn die Pagingrate längere Zeit über einem zu hohen Wert liegt oder wenn ein zu großer virtueller Speicher verlangt wird).

- Die gesamte Speicherhierarchie (also temporäre und permanente Information in Hauptspeicher, Cache, Trommel, Platte, Band, Massenspeicher) soll dynamisch und weitgehend automatisiert verwaltet werden.

- Aus Datenschutzgründen müssen auf Benutzerwunsch sämtliche von ihm belegten Speicherbereiche gelöscht werden, wenn er sie freiwillig (vom Job nicht mehr benötigt) oder unfreiwillig (etwa Verdrängtwerden aus dem Hauptspeicher Verdrängtwerden aus sonstiger Hierarchiestufe in eine tiefere plötzlicher Jobabbruch) freigibt. Die Bereiche müssen tatsächlich gelöscht werden, was nicht nur Streichen von Katalogeinträgen, Überschreiben von Stellvertreterlisten und so weiter bedeutet, sondern auch Überschreiben der Information selbst.

Verwaltung permanenter Daten

- Permanente Daten sollen in mehrstufiger Hierarchie verwaltet werden, wobei das Verdrängen aus der momentanen Schicht in tiefere gemäß Kriterien stattfindet, die der Benutzer vorgibt (zum Beispiel Zeit seit letztem Zugriff, Mittlere Zugriffszahl pro Zeit, Wichtigkeit der Daten). Wenn der Job verdrängte Daten braucht, sollen sie automatisch hergeholt (auf Speicher mit höchstens 1/100 sec Zugriff gelegt) werden. Gesamtumfang des automatischen Archivs: 10 12 Bit.

- Jede permanente Datei muß reichliche Kenninformation (Kennung des Jobs, der sie kreiert hat; Zeitpunkt der Kreation Beschreibung der Datenstruktur), das Wichtigste aus der Lebensgeschichte (Zugriffzahlen, durch wen, wie oft) und die Beschreibung des momentanen Zustands (zum Beispiel lesender Zugriff und durch wen; kein Zugriff und Lagerung auf Niveau X) bei sich tragen. Zur Überwachung und Kontrolle müssen diese Kennungen dem Rechenzentrum zugänglich sein.

- Es sind leistungsfähige Konzepte zur schnellen Sicherung (bei Systemfehler und Störung) und Reorganisation solch großer automatisch verwalteter Datenbestände nötig (eventuell spezieller Satellitenrechner?).

- Die Programmbibliothek kann realisiert werden, indem sie aus Dateien mit allgemeiner Leseerlaubnis ("öffentliche permanente Dateien") aufgebaut wird. Der Inhalt soll grundsätzlich reentrant Code sein, und es soll Codesharing für alle momentan ein Objekt (zum Beispiel Compiler) benutzende Jobs stattfinden. Jeder Benutzer soll eigene solche Bibliotheken (temporär und permanent) anlegen können, die - falls vom Eigner zur gemeinschaftlichen Benutzung zugelassen - Codesharing erlauben. Die pro Benutzer mögliche Zahl solcher Bibliotheken soll groß sein.

- Eine weitere Art permanenter Daten sind die auf benutzereigenen Trägern (Band, Platte, Kassette) abgelegten. Es ist ein geeignetes Konzept vorzusehen, damit die heute übliche Fahrplan- und Stundenplanerstellung sowie die aufwendige diesbezügliche Arbeitsvorbereitung automatisiert werden. Ziel ist, daß Peripheriebediener nach vom Rechner erstellten Angaben (auf Bildschirm) auf- und abspannen.

Ansteuerung von E/A-Geräten

- Aus der Sicht von Operatoren (zum Beispiel Druckausgabemodul) sollen sich alle Geräte einer Klasse (zum Beispiel Geräte für alphanumerische Ausgabe) einheitlich verhalten. Typbedingte Unterschiede soll der Operator an der Geräteschnittstelle abfragen können und automatisch richtig verarbeiten; so sollen zum Beispiel Unterstreichungen, Übereinandergedrucktes oder Ersatzdarstellungen für eventuell am Gerät nicht vorhandene Zeichen am Drucker, am Bildschirm und am Schreibmaschinenterminal für dasselbe Programm richtig erscheinen.

- Grafik-Ausgaben sollen in einheitlicher Form auf alle Grafikgeräte gehen (standardisierte Schnittstelle) .

- E/A-Geräte sollen vom Betriebssystem über logische (und nicht hardwaremäßig fixierte) Gerätebezeichnungen angesprochen werden. Ein Konzept, wie das der "Geräte-Stationen" im System TR 440, zur allgemeinen Geräteverwaltung, zum automatischen Einsatz von Ersatzgeräten bei Gerätestörung und für virtuelle Geräte, soll vorhanden sein. Es soll automatisch die Konfliktfreiheit der Ersatzgerätedefinitionen überprüft werden.

- Output für Papiergeräte soll zuerst auf Magnetdatenträger oder Dateien laufen und erst auf speziellen Wunsch des Benutzers, wenn dieser sich den Output etwa am Bildschirm angesehen hat, zu Papier gehen.