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Writerside/topics/BS/06_prozessstruktur.md

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+# Prozessstruktur
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+## Prozessdarstellung
+- Umfasst [_Zustände_](05_prozesszustaende.md) und _Struktur_ eines laufenden Programms
+  - Grundlegende Komponenten, die die _Speicherrepräsentation_ eines Prozesses vorhanden sein können
+    - Systemumgebung
+    - Stack
+    - Heap
+    - BSS (Block Started by Symbol)
+    - Datensegment
+    - Codesegment
+  - ![image_8.png](image_8.png)
+
+
+    Beispiel: Terminalbefehl **- size**
+    - ![image_9.png](image_9.png)
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+## Prozesse im Speicher
+- ![image_10.png](image_10.png)
+- Ablage im physischen Speicher erfolgt in nicht fortlaufender Weise durch den virtuellen Speicher
+  - nicht zwangsläufig ständig im Hauptspeicher
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+## Erzeugung von Prozesskopien
+- Systemaufruf **fork** unter Linux/Unix
+  - Erzeugung einer _identischen Kopie_ eines Prozesses
+  - aufrufender Prozess: _Elternprozess (Parent Process)_
+  - neuer Prozess: _Kind-Prozess_ (Child Process)
+    - hat gleichen _Programmcode_ und _Befehlszähler_
+      - verweist auf gleiche Zeile im Programmcode
+  - Speicherbereiche von Kind- und Elternprozess streng getrennt
+- ![image_11.png](image_11.png)
+
+## Erzeugung von neuen Prozessen
+- Systemaufruf **exec**
+  - Ersetzt bestehenden Prozess durch einen anderen
+    - neuer Prozess erbt PID des aufrufenden Prozesses
+  - ![image_12.png](image_12.png)
+  - Soll aus einem Prozess (_bspw. Kommandozeilen-Interpreter (Shell)_) heraus ein Programm gestartet werden:
+    - _fork_ -> _exec_
+    - ![image_13.png](image_13.png)
+
+
+## Übersicht Erzeugung/Verkettung/Vergabelung
+![image_14.png](image_14.png)
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+
+## Beenden von Prozessen
+Arten des Beendens:
+- Normales Beenden (freiwillig, im Code definiert)
+- Beenden aufgrund eines Fehlers (freiwillig, im Code definiert)
+- Beenden aufgrund eines schwerwiegenden Fehlers (unfreiwillig, durch BS)
+- Beenden durch einen anderen Prozess (unfreiwillig)
+
+Unix Befehl: **kill** erstellt einen Wrapper um BS-Aufruf _kilL()_
+- ist auf jedem Unix als alleinstehende Anwendung vorhanden (_/bin/kill_)
+
+## Zeitliche Ausführung von Prozessen
+- **Scheduler** ist wichtige Komponente des Betriebssystems
+  - Zuständig für Zuweisung von CPU-Ressourcen an laufenden Prozessen
+  - Hauptaufgabe: _Reihenfolge_ festlegen
+- **Dispatcher**: Umsetzung der Scheduling-Entscheidungen
+  - Implementierung der Entscheidung
+    - Wechsel des _Kontrollflusses_ von einem laufenden Prozess zu einem anderen
+    - Einleiten des Umschaltens durch einen _Timer-Interrupt_
+      - Interrupt wird periodisch ausgelöst und startet entsprechende Softwareroutine
+  - ![image_15.png](image_15.png)
+  - ![image_16.png](image_16.png)
+
+## POSIX-API
+_Portable Operating System Interface_
+- Standard, der von der IEE(_Institute of Electrical and Electronics Engineers_) entwickelt wurde
+- Definiert Schnittstelle zwischen Anwendung und Betriebssystem
+  - erleichtert Portabilität von Software zwischen verschiedenen Unix BS
+  - bspw:
+    - fork, wait/waitpid, sleep, getpid/getppid/setpgid, execl/execv/execve, kill, ...