Ein Dialog über Virtualisierung¶
📚 1️⃣ Einführung¶
In diesem Kapitel wird die Bedeutung der Virtualisierung in Betriebssystemen durch einen fiktiven Dialog zwischen einem Professor und einem Studenten erläutert. Es dient als Einführung in die Konzepte der CPU-Virtualisierung.
🔑 2️⃣ Wichtige Konzepte¶
- Virtualisierung: Die Technik, mit der Betriebssysteme mehrere Prozesse so ausführen, als hätten sie die gesamte CPU für sich allein.
- Paranoia des Betriebssystems: Das OS muss sicherstellen, dass es die Kontrolle über alle Prozesse behält, um Ressourcen effektiv zu verwalten und Sicherheit zu gewährleisten.
- Mechanismen der Virtualisierung: Verwendung von Traps, Trap-Handlern und Timer-Interrupts, um Prozesse zu steuern und Kontextwechsel durchzuführen.
⚙️ 3️⃣ Mechanismen und Strategien¶
- Begrenzte Direktausführung: Prozesse laufen direkt auf der Hardware, aber das OS behält die Kontrolle durch spezielle Mechanismen.
- Traps und Trap-Handler: Ermöglichen es dem OS, auf spezielle Ereignisse oder Ausnahmen zu reagieren.
- Timer-Interrupts: Helfen dem OS, die Ausführungszeit von Prozessen zu steuern und fair zu verteilen.
📈 4️⃣ Beispiele und Analysen¶
Der Dialog illustriert, wie das OS durch den Einsatz von Traps und Interrupts die Kontrolle behält, selbst wenn Prozesse direkt auf der Hardware ausgeführt werden. Dies gewährleistet sowohl Effizienz als auch Sicherheit.
🎯 5️⃣ Fazit¶
Die CPU-Virtualisierung ist ein zentrales Konzept in Betriebssystemen, das es ermöglicht, mehrere Prozesse effizient und sicher auszuführen. Durch Mechanismen wie begrenzte Direktausführung, Traps und Timer-Interrupts behält das OS stets die Kontrolle über die Systemressourcen.