Prozesssynchronisation in Betriebssystemen: Interaktive Lernquizzes

Question 1

Erläutern Sie die Bedeutung von Prioritäten bei der Prozesssynchronisation und nennen Sie zwei konkrete Beispiele für deren Einsatz.

Accepted Answer

Prioritäten bestimmen die Reihenfolge, in der Prozesse ausgeführt werden.

Answer

Prioritäten stellen sicher, dass alle Prozesse gleichberechtigten Zugriff auf Ressourcen haben.

Answer

Prioritäten spielen keine Rolle bei der Prozesssynchronisation.

Question 2

Welches Synchronisationsprimitiv blockiert einen Prozess, bis ein bestimmtes Ereignis eintritt?

Accepted Answer

Event

Answer

Mutex

Answer

Semaphore

Answer

Monitor

Question 3

Welche Aussage beschreibt Deadlock richtig?

Accepted Answer

Ein Zustand, in dem zwei oder mehr Prozesse auf Ressourcen warten, die von den anderen gehalten werden

Answer

Ein Zustand, in dem ein Prozess auf eine Ressource wartet, die von keinem anderen Prozess gehalten wird

Answer

Ein Zustand, in dem ein Prozess seine Ausführung beendet, bevor er alle seine Ressourcen freigegeben hat

Answer

Ein Zustand, in dem ein Prozess eine Ressource hält, auf die mehrere andere Prozesse warten

Question 4

Welches Problem kann bei der Verwendung von Semaphoren zur Prozesssynchronisation auftreten?

Accepted Answer

Deadlock

Answer

Race Condition

Answer

Speicherleck

Answer

Segmentierungsfehler

Question 5

Welcher Zustand beschreibt einen Prozess, der auf eine Ressource wartet, die von einem anderen Prozess gehalten wird?

Accepted Answer

Blockiert

Answer

Bereit

Answer

Ausgeführt

Answer

Beendigung

Question 6

Welches Kernel-Objekt wird verwendet, um den exklusiven Zugriff auf eine Ressource zu steuern?

Accepted Answer

Mutex

Answer

Semaphore

Answer

Ereignis

Answer

Zustand

Question 7

Welche Aussage beschreibt die Rolle eines Schedulers in einem Betriebssystem?

Accepted Answer

Planung der Ausführung von Prozessen

Answer

Zuweisung von Ressourcen an Prozesse

Answer

Verwaltung von Speicher

Answer

Bereitstellung einer Schnittstelle zu Peripheriegeräten

Question 8

Welches Synchronisationsprimitiv stellt exklusiven Zugriff auf gemeinsame Datenbereiche sicher?

Accepted Answer

Mutex

Answer

Semaphore

Answer

Bedingte Variable

Answer

Monitor

Question 9

Was ist der Hauptzweck eines Sperrobjekts?

Accepted Answer

Exklusiven Zugriff auf Ressourcen gewähren

Answer

Deadlocks verhindern

Answer

Threads synchronisieren

Answer

Semaphore implementieren

Question 10

Welche Deadlock-Art tritt auf, wenn mehrere Threads in unterschiedlicher Reihenfolge auf verschiedene Ressourcen warten?

Accepted Answer

Deadlock durch Kreiswarte

Answer

Ressourcenverknotung

Answer

Hungersnot

Answer

Prioritätsinversion

Question 11

Welche Anweisung wird verwendet, um einen Thread vorübergehend anzuhalten, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist?

Accepted Answer

wait()

Answer

sleep()

Answer

yield()

Answer

join()

Question 12

Welche Art von Synchronisationsproblemen kann auftreten, wenn mehrere Threads auf dieselbe globale Variable zugreifen?

Accepted Answer

Datenrennen

Answer

Deadlocks

Answer

Speicherlecks

Answer

Segmentierungsfehler

Question 13

Welche der folgenden Methoden ist keine Form der Prozesssynchronisation?

Accepted Answer

Paging

Answer

Mutex

Answer

Semaphore

Answer

Nachrichtenübermittlung

Question 14

Was ist der Hauptzweck eines Mutex?

Accepted Answer

Gewährung exklusiven Zugriffs auf einen kritischen Abschnitt

Answer

Verhinderung von Deadlocks

Answer

Ermöglichung der Interprozesskommunikation

Answer

Verwaltung von Speicherressourcen

Question 15

Was ist ein möglicher Nachteil der Verwendung von Signal- und Wait-Aufrufen für die Prozesssynchronisation?

Accepted Answer

Sie können zu Prioritätsumkehrungen führen

Answer

Sie sind anfällig für Wettlaufbedingungen

Answer

Sie erfordern gemeinsamen Speicher

Answer

Sie sind nur in verteilten Systemen anwendbar

Question 16

Welche Aussage beschreibt korrekt den Zweck der Prozesssynchronisation?

Accepted Answer

Sie ermöglicht den sicheren Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen.

Answer

Sie gewährleistet die sequentielle Ausführung von Prozessen.

Answer

Sie verhindert, dass Prozesse auf ihre eigenen privaten Daten zugreifen.

Answer

Sie ist nur für Multiprozessorsysteme erforderlich.

Question 17

Welcher Algorithmus dient der Vermeidung von Deadlocks?

Accepted Answer

Banker-Algorithmus

Answer

Wartegraph-Algorithmus

Answer

Algorithmus zur Verhinderung von Zyklen

Answer

Algorithmus zur Vermeidung von Sperren

Question 18

Was ist die Funktion einer bedingten Variablen?

Accepted Answer

Sie veranlasst einen Prozess, bis zum Erfüllen einer Bedingung zu warten.

Answer

Sie veranlasst einen Prozess, ein Sperrobjekt freizugeben.

Answer

Sie weist einen Prozess an, eine bestimmte Aktion auszuführen.

Answer

Sie beendet die Ausführung eines Prozesses.

Question 19

Welches Problem wird durch die Verwendung von Reader-Writer-Locks gelöst?

Accepted Answer

Dateninkonsistenzen

Answer

Deadlocks

Answer

Prioritätsinversion

Answer

Speicherlecks

Question 20

Was unterscheidet einen Prozess von einem Thread?

Accepted Answer

Ein Prozess ist eine Programminstanz, während ein Thread eine Aufgabenliste innerhalb eines Prozesses ist.

Answer

Ein Thread ist eine Programminstanz, während ein Prozess eine Aufgabenliste innerhalb eines Threads ist.

Answer

Prozesse und Threads sind identisch.

Answer

Ein Prozess ist ein Thread und ein Thread ist ein Prozess.

Question 21

Welche Aussage über Prozesssynchronisation ist **falsch**?

Accepted Answer

Sie ist auch für Systeme mit nur einem Prozessor erforderlich.

Answer

Sie dient der Regelung des gleichzeitigen Zugriffs mehrerer Prozesse auf gemeinsam genutzte Ressourcen.

Answer

Sie verhindert Dateninkonsistenzen und Wettlaufbedingungen.

Answer

Sie kann mit Sperren und Semapheren implementiert werden.

Question 22

Welcher Sperrtyp ermöglicht es **mehreren** Prozessen, eine Ressource **gleichzeitig** zu nutzen?

Accepted Answer

Geteilte Sperre

Answer

Exklusive Sperre

Answer

Intentionelle Sperre

Answer

Null-Sperre

Question 23

Welche Anweisung implementiert eine **Busy-Waiting**-Synchronisation?

Accepted Answer

while (Bedingung) { sleep(100); }

Answer

if (Bedingung) { ... }

Answer

lock(); ... unlock();

Answer

synchronized(obj) { ... }

Question 24

Welches Problem kann durch **Prioritätsinversion** entstehen?

Accepted Answer

Schlechte Systemleistung

Answer

Deadlocks

Answer

Speicherlecks

Answer

Dateninkonsistenzen

Question 25

Welche Bibliotheksfunktion kann in **C** verwendet werden, um einen **Semaphore** zu initialisieren?

Accepted Answer

sem_init()

Answer

pthread_create()

Answer

lock()

Answer

unlock()

Question 26

Welches ist der Zweck des Deadlock-Managements?

Accepted Answer

Erkennen und Auflösen von Deadlocks.

Answer

Verhindern des Auftretens von Deadlocks.

Answer

Überwachen der Systemressourcen und Warnen vor potenziellen Deadlocks.

Answer

Bereitstellen alternativer Ausführungsreihenfolgen für Prozesse.

Question 27

Welche der folgenden Aussagen zu Thread-Synchronisation ist korrekt?

Accepted Answer

Threads können sich gegenseitig blockieren, wenn sie auf dieselben Daten zugreifen.

Answer

Thread-Synchronisation ist nur in Multithreading-Betriebssystemen erforderlich.

Answer

Thread-Synchronisation ist wichtiger als Prozesssynchronisation.

Answer

Threads teilen keine Speicherbereiche und erfordern daher keine Synchronisation.

Question 28

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Hauptaufgabe der Prozesssynchronisation?

Accepted Answer

Gewährleistung eines koordinierten Zugriffs auf gemeinsam genutzte Ressourcen und Daten.

Answer

Verhinderung von Systemabstürzen

Answer

Optimierung der Prozessorauslastung

Question 29

Welche der folgenden Mechanismen wird häufig zur Implementierung der Prozesssynchronisation verwendet?

Accepted Answer

Mutexe

Answer

Prioritätswarteschlangen

Answer

Seitentabellen

Answer

Speicherverwaltungseinheiten (MMUs)

Question 30

Was ist der Hauptzweck von Mutexen in der Prozesssynchronisation?

Accepted Answer

Exklusiven Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen zu erzwingen.

Answer

Prozesse zu priorisieren

Answer

Speicherbereiche zu schützen

Question 31

Welche Technik zielt darauf ab, den Synchronisationsaufwand zu reduzieren, indem nur die kleinstmöglichen Ressourcen gesperrt werden?

Accepted Answer

Feingranulare Sperrung

Answer

Vollständige Sperrung

Answer

Sperrvermeidung

Answer

Prioritätsbasierte Sperrung

Question 32

Welcher Algorithmus kann eingesetzt werden, um Deadlocks in Systemen mit begrenzter Ressourcenanzahl zu verhindern?

Accepted Answer

Bankers-Algorithmus

Answer

Shortest-Job-First (SJF)-Algorithmus

Answer

Round-Robin-Algorithmus

Answer

First-Come-First-Served (FCFS)-Algorithmus

Question 33

Was ist eine mögliche Folge der Prioritätsumkehrung in einem synchronisierten System?

Accepted Answer

Ein Prozess mit hoher Priorität wird von einem Prozess mit niedrigerer Priorität blockiert.

Answer

Das System wird instabil und stürzt ab.

Answer

Speicherlecks treten auf.

Question 34

Welche Technik hilft, das Problem der Prioritätsumkehrung zu lösen?

Accepted Answer

Prioritätsvererbung

Answer

Erhöhung der Anzahl der Threads

Answer

Sperren mit Zeitlimit

Answer

Verwendung eines Round-Robin-Schedulers

Question 35

Welcher Synchronisationsmechanismus garantiert ausschließlichen Zugriff auf einen kritischen Abschnitt?

Accepted Answer

Mutex

Answer

Zustand

Answer

Ereignis

Answer

Semaphore

Question 36

Welche Art von Semaphor beschränkt den Zugriff auf eine begrenzte Anzahl von Ressourcen?

Accepted Answer

Zählsemaphor

Answer

Ereignis

Answer

Mutex

Answer

Binärsemaphor

Question 37

Welche Datenstruktur wird verwendet, um wartende Prozesse oder Threads in einer bestimmten Reihenfolge zu verwalten?

Accepted Answer

Warteschlange

Answer

Stapel

Answer

Array

Answer

Menge

Question 38

Welches Synchronisationsproblem tritt auf, wenn ein Prozess oder Thread auf eine von einem anderen Prozess oder Thread gehaltene Ressource wartet?

Accepted Answer

Deadlock

Answer

Prioritätsumkehr

Answer

Speicherleck

Answer

Race Condition

Question 39

Welche Methode verhindert Deadlocks, indem Ressourcen erst dann zugeteilt werden, wenn ein Prozess alle benötigten Ressourcen gleichzeitig anfordern kann?

Accepted Answer

Bankiersalgorithmus

Answer

Verhungerungsprävention

Answer

Zeitüberschreitungserkennung

Answer

Ressourcenaufteilung

Question 40

Welche Synchronisationsform ermöglicht es mehreren Prozessen, einen gemeinsam genutzten Speicherbereich gleichzeitig zu aktualisieren?

Accepted Answer

Transaktion

Answer

Semaphore

Answer

Mutex

Question 41

Welches Synchronisationsproblem tritt auf, wenn mehrere Prozesse versuchen, denselben Speicherbereich gleichzeitig zu schreiben?

Accepted Answer

Race Condition

Answer

Deadlock

Answer

Speicherleck

Answer

Prioritätsumkehr

Question 42

Welche Synchronisationstechnik koordiniert die Ausführung von Threads, indem sie darauf wartet, dass alle Threads eine bestimmte Aufgabe abgeschlossen haben?

Accepted Answer

Barriere

Answer

Semaphore

Answer

Ereignis

Answer

Mutex

Question 43

Welches Synchronisationsproblem tritt auf, wenn ein Thread mit niedrigerer Priorität warten muss, während ein Thread mit höherer Priorität Ressourcen hält?

Accepted Answer

Prioritätsumkehr

Answer

Speicherleck

Answer

Race Condition

Answer

Deadlock

Question 44

Welche der folgenden Aussagen beschreibt das Hauptziel der Prozesssynchronisation korrekt?

Accepted Answer

Sicherstellen, dass Prozesse oder Threads in der beabsichtigten Reihenfolge ausgeführt werden oder auf bestimmte Ressourcen zugreifen.

Answer

Verhindern von Datenverlust im Falle eines Systemabsturzes.

Answer

Verbessern der Leistung von Multitasking-Systemen.

Question 45

Was ist eine notwendige Bedingung für das Auftreten eines Deadlocks?

Accepted Answer

Cirkulare Warteverklemmung

Answer

Thrashing

Answer

Prioritäteninversion

Answer

Speichermangel

Question 46

Welcher Algorithmus wird verwendet, um Deadlocks zu verhindern, indem er sicherstellt, dass Prozesse die benötigten Ressourcen im Voraus anfordern?

Accepted Answer

Banker-Algorithmus

Answer

Dijkstra-Algorithmus

Answer

Gale-Shapley-Algorithmus

Answer

Floyd-Warshall-Algorithmus

Question 47

Welche Aussage zur Prioritäteninversion ist richtig?

Accepted Answer

Sie tritt auf, wenn ein Prozess mit niedrigerer Priorität einen Prozess mit höherer Priorität blockiert, der auf eine Ressource wartet.

Answer

Sie kann durch den Einsatz von Sperren verhindert werden.

Question 48

Welches Konzept wird bei der Implementierung von Monitoren verwendet, um Threads zu ermöglichen, auf bestimmte Bedingungen zu warten?

Accepted Answer

Bedingungsvariablen

Answer

Semaphoren

Answer

Spinlocks

Answer

Mutexe

Question 49

Welcher Vorteil ist mit der Gleitplanung verbunden?

Accepted Answer

Erhöhte Flexibilität bei der Anpassung der Ausführungszeit von Prozessen.

Answer

Geringerer Overhead im Vergleich zur nicht-gleitenden Planung.

Answer

Verbesserte Sicherheit durch die Isolierung von Prozessen.

Question 50

Welche der folgenden Aussagen zur Kommunikation über Nachrichtenübermittlung im Vergleich zur gemeinsamen Nutzung von Speicher ist richtig?

Accepted Answer

Vereinfachtes Debugging aufgrund der expliziten Übertragung von Nachrichten.

Answer

Geringerer Kommunikationsaufwand durch den Wegfall des Speicherzugriffs.

Answer

Höhere Sicherheit durch den Schutz von Speicherbereichen vor unbefugtem Zugriff.

Question 51

Was ist die Hauptursache für eine Sperrinversion?

Accepted Answer

Anforderung einer Sperre durch einen Prozess, während sie bereits von einem anderen Prozess gehalten wird.

Answer

Gleichzeitige Anforderung einer Sperre durch mehrere Prozesse.

Answer

Rekursive Sperrung einer Ressource durch einen einzelnen Prozess.

Question 52

Welcher Mechanismus wird verwendet, um Prozesse in einem Wartezustand zu verwalten, bis sie die erforderlichen Ressourcen erhalten?

Accepted Answer

Warteschlangen

Answer

Zeitgeber

Answer

Ein- und Ausgabepuffer

Answer

Speichermanager

Question 53

Welche Aussage über Deadlocks ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können durch die Einführung von Ressourcenhierarchien verhindert werden

Answer

Sie sind nur in Multithreading-Systemen möglich

Answer

Sie werden immer durch Race Conditions verursacht

Answer

Sie können niemals aus einem System entfernt werden

Question 54

Welche der folgenden Anweisungen implementiert korrekt eine kritische Region unter Verwendung eines Mutex?

Accepted Answer

mutex.lock(); // Kritische Region; mutex.unlock();

Answer

mutex.wait(); // Kritische Region; mutex.notify();

Answer

mutex = true; // Kritische Region; mutex = false;

Answer

mutex.lock();; // Kritische Region; mutex.unlock();

Question 55

Welcher der folgenden Algorithmen zur Deadlock-Vermeidung basiert auf der Anforderung der Ressourcen im Voraus?

Accepted Answer

Bankers-Algorithmus

Answer

Warten-und-Verhungern-Algorithmus

Answer

Die Kirsche-Anweisung

Answer

Wund-und-Warte-Algorithmus

Question 56

Welche Aussage über den Peterson-Algorithmus ist richtig?

Accepted Answer

Er ist ein fairer Algorithmus zur gegenseitigen Ausschließung

Answer

Er wird nur in Single-Core-Systemen verwendet

Answer

Er erfordert die Verwendung eines Hardware-Spinlocks

Answer

Er kann Deadlocks verursachen

Question 57

Welche der folgenden Methoden ist effektiv, um Prioritätsumkehrungen zu verhindern?

Accepted Answer

Verwendung eines Prioritätserbungs-Protokolls

Answer

Erhöhung der Thread-Priorität

Answer

Verwenden von Spinlocks

Answer

Verkürzung der Zeitscheiben

Question 58

Welche Aussage über Barrieren ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ermöglichen es Threads, zu warten, bis alle Threads einen bestimmten Punkt erreicht haben

Answer

Sie können verwendet werden, um Deadlocks zu verhindern

Answer

Sie erfordern dedizierte Hardware-Unterstützung

Answer

Sie werden verwendet, um die Ausführungsreihenfolge von Threads zu erzwingen

Question 59

Welche der folgenden Aussagen beschreibt das Hauptziel der Prozesssynchronisation?

Accepted Answer

Sicherstellen, dass mehrere Prozesse geordnet auf gemeinsame Ressourcen zugreifen.

Answer

Verhindern, dass Prozesse auf gemeinsame Ressourcen zugreifen.

Answer

Synchronisation ausschließlich für Threads, nicht für Prozesse.

Question 60

Welcher Prozesszustand beschreibt einen Prozess, der auf den Zugriff auf einen Mutex wartet?

Accepted Answer

Gesperrt (Blocked)

Answer

Ausgeführt (Running)

Answer

Bereit (Ready)

Answer

Beendet (Exited)

Question 61

Welcher der folgenden Nachteile ist mit der Verwendung von Spinlocks verbunden?

Accepted Answer

Hohe CPU-Auslastung

Answer

Implementierungsschwierigkeiten

Answer

Erhöhter Speicherverbrauch

Answer

Reduzierte Systemreaktionsfähigkeit

Question 62

Welche der folgenden Aussagen zu Deadlock-Recovery ist korrekt?

Accepted Answer

Es kann durch die Beendigung eines oder mehrerer blockierter Prozesse erreicht werden.

Answer

Es erfordert keine Kenntnis des aktuellen Systemzustands.

Answer

Es ist immer möglich, unabhängig von der Komplexität des Deadlocks.

Question 63

Welche der folgenden Aussagen zu Wettlaufbedingungen (Race Conditions) ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können auftreten, wenn mehrere Prozesse gleichzeitig auf dieselbe Ressource zugreifen.

Answer

Sie können nur in Multithread-Anwendungen auftreten.

Answer

Sie sind immer leicht zu erkennen.

Question 64

Welche der folgenden Methoden ist KEINE Semaphoroperation?

Accepted Answer

Decrement()

Answer

Signal()

Answer

Wait()

Answer

Initialize()