Einführung
Welche Art von Speicher wird durch die Speicherverwaltung verwaltet?
A: Nur Festplatten, B: Hauptspeicher (RAM)
C: Nur Cache, D: Grafikspeicher
B: Hauptspeicher (RAM)
Wie nennt man die Hardwarekomponente, die virtuelle Adressen in physische Adressen umwandelt?
A: MMU, B: ACDC
C: RAM, D: SSD
A: MMU (Memory Management Unit)
Was ist eine „Page“ im Kontext der Speicherverwaltung?
Ein fester Block im virtuellen Speicher. Sie ist die kleinste feste Einheit und hat typischerweise 4 KB.
Welche Hardwarekomponente übernimmt die zentrale Rolle beim Speicherschutz, indem sie virtuelle und physische Adressen zuordnet und Zugriffsrechte prüft?
A: ALU, B: GPU
C: Cache-Controller, D: MMU
A: MMU (Memory Management Unit)
Die MMU wandelt virtuelle Adressen in physische um und überprüft Zugriffsrechte.
Wahr oder falsch?
"Wenn ein Speicherbereich freigegeben wird, werden alle vorherigen Daten darin sofort gelöscht."
Falsch. Die Daten bleiben erhalten, bis sie überschrieben werden.
Wie wird das Phänomen genannt, wenn durchgehend Swapping stattfinden, das System also fast nur noch Seiten aus dem Speicher ein- und auslagert?
A: Segmentierung, B: Routing
C: Thrashing, D: Virtualisierung
C: Thrashing
Wofür steht die Abkürzung LRU?
A: Last Recently Used, B: Least Recently Used
C: Lately Recently Used, D: Legaly Recently Used
B: Least Recently Used
LRU bedeutet Least Recently Used und beschreibt eine Ersetzungsstrategie, die die am längsten nicht benutzte Seite entfernt.
Nenne zwei gängige Sicherheitsmechanismen, die zur Abwehr von Speicherangriffen beitragen.
Beispiele sind ASLR (Address Space Layout Randomization), das die Speicheradressen zufällig anordnet, das NX-Bit (No-Execute Bit), das Datenbereiche vor Ausführung schützt, sowie Stack Canaries, die Manipulationen am Stack erkennen.
Was ist der Unterschied zwischen statischer und dynamischer Speicherzuweisung?
Statische Zuweisung: Speicher wird im Voraus in festen Blöcken zugewiesen.
Dynamische Zuweisung: Speicher wird bei Bedarf in variabler Größe zur Laufzeit zugewiesen.
Welchen Effekt hat Thrashing auf die Systemleistung?
Durch Thrashing wird der PC deutlich langsamer, da das System fast nur noch Seiten aus dem Speicher ein- und auslagert.
Wahr oder falsch?
"In 'Segmented Paging' verweist die Segmenttabelle auf die Page Tables der Segmente."
Richtig. In „Segmented Paging“ zeigt die Segmenttabelle auf eine Page Table, die die einzelnen Pages des Segments verwaltet.
Wahr oder falsch?
"Programme in modernen Betriebssystemen laufen ausschließlich im Kernel-Mode."
Falsch. Programme laufen im User-Mode, während nur das Betriebssystem und Treiber im Kernel-Mode ausgeführt werden. Der User-Mode schützt so das System vor fehlerhaften oder bösartigen Programmen.
Wie kann Speicher freigegeben werden? Nenne zwei Methoden.
Manuell: Der Programmierer schreibt Code zur Freigabe.
Automatisch: Garbage Collector (z. B. in Java, C#) übernimmt das.
Welchen Vorteil bringt virtueller Speicher?
Der Vorteil von virtuellem Speicher liegt darin, dass Massenspeicher als Erweiterung des Hauptspeichers genutzt werden kann und somit mehr logischer Speicher zur Verfügung steht.
Aus welchen Bestandteilen besteht eine Adresse im „Segmented Paging“-Verfahren?
A: Segmentnummer + Frame + Offset
B: Segmentnummer + Page Number + Offset
C: Nur Page Number + Offset
D: Base & Limit
B: Segmentnummer + Page Number + Offset
Welche Wirkung hat die Technik „ASLR“ auf die Speicherorganisation eines Prozesses?
ASLR sorgt für eine zufällige Platzierung von Speicherbereichen (Stack, Heap, Bibliotheken), sodass Angreifer Adressen nicht vorhersagen können.
Was ist Fragmentierung und warum tritt sie auf?
Fragmentierung ist die Aufteilung von Speicher in nicht zusammenhängende freie Bereiche.
Sie tritt auf, wenn Prozesse Speicher anfordern und wieder freigeben.
Wie groß ist der virtuelle Adressraum bei einem 64-Bit-Betriebssystem?
A: 2^64 Byte, B: 2^17 Byte
C: 2^32 Byte, D: 2^48 Byte
A: 2^64 Byte.
Bei einem 32-Bit-Prozessor: Wie ist die Bit-Aufteilung zwischen Page Number und Offset bei einer Pagegröße von 4 KB?
A: 21 und 11, B: 23 und 9
C: 22 und 10, D: 20 und 12
D: 20 und 12
Bei einer Pagegröße von 4 KB (2^12) sind die unteren 12 Bits für den Offset reserviert. Die restlichen 20 Bits bilden die Page Number.
Was versteht man unter der Technik „ROP“ (Return Oriented Programming)?
ROP ist eine Exploit-Technik, bei der Angreifer kleine vorhandene Codefragmente („Gadgets“) verketten, um eigene Befehlsfolgen auszuführen und Sicherheitsmechanismen wie ASLR und NX-Bit zu umgehen.