Betriebssysteme und Nebenläufigkeit

In diesem Modul werden wichtige technische Grundlagenkenntnisse über den Aufbau und die Funktionsweise von Betriebssystemen vermittelt.

Für praxisbezogene Beispielse wiird das Betriebssystem UNIX genutzt. Dabei wird auch das selbstständige Entwickeln von einfachen Systemkomponenten in C++ für Unix eingeübt.

Im Thema Nebenläufigkeit (Parallelität) werden u.a. Grundlagen der Rechnernetze, Client/Server-Architekturen, lokale und globale Netze betrachtet.

Lernergebnisse

• In der Terminologie der Betriebssysteme und nebenläufigen Systeme kommunizieren können.
• Abstraktionshierarchien (Speicherverwaltung, Dateisystem) in Bezug auf ihre Auswirkung auf die Systemleistung einschätzen können.
• Lösungsvarianten für Systemsoftwarekomponenten und den Umgang mit Nebenläufigkeit bewerten können (s. unten).
• Schutzmechanismen in Bezug auf Anwendungssicherheitsziele anwenden können.
• Selbständiges Entwickeln von einfachen Systemkomponenten in C++ für Unix.
• Die globalen Strategien auf einfache vorgegebene Einzelsituationen übertragen können.
• In Gruppen Probleme analysieren, gemeinsam Lösungsstrategien entwickeln und präsentieren können.

Inhalte

1) Grundlagen der Betriebssysteme

• Betriebssysteme: Aufgaben, Rechnerbetriebsformen und Elemente von Betriebssystemen, Anmerkungen zur Geschichte und Überblick über die Entwicklung der Betriebssysteme
• Prozessverwaltung: Einfache Prozesse, Prozesseigenschaften, Unterbrechungen, Systemaufrufe, Ausnahmen, Echtzeitbetrieb
• Speicherverwaltung: Ein-/Auslagerungsverfahren
• Dateisystem: Namen, Baumstruktur; Zugriffsoperationen; Abbildung auf reale Geräte; Ein/Ausgabe; Sicherheit (Schutzmechanismen, Zugriffsrechte)
• Befehlsinterpreter.   

 2) Nebenläufigkeit

• Synchronisation: Semaphore, (bedingte) kritische Abschnitte, Ereignisse, Monitore, synchroner/asynchroner Nachrichtenaustausch, "Rendezvous", Kanäle, verteilte Systeme mit Prozedurfernaufrufen
• Verklemmungen, Lebendigkeit, Fairness; Korrektheit
• Formale Beschreibung nebenläufiger Systeme, z.B. mit Petri-Netzen (Überblick)
• Spezielle nebenläufige Systeme: Speisende Philosophen, ErzeugerNerbraucher, Leser/Schreiber usw.
• Grundlagen der Rechnernetze, Client/Server-Architekturen, lokale und globale Netze (Überblick, Ethernet,IP, TCP, HTTP), Sicherheit (Grundlagen der Kryptographie)

Modulverantwortung

Prof. Dr. Ute Bormann

Fachbereich Informatik

Veranstaltungsdetails

Veranstaltungsform:
Vorlesung + Übung

Veranstaltungszeiten:
Wintersemester

Vorlesung Präsenz:
wöchentlich Mo 10:00 - 12:00 HS 1010 (Kleiner Hörsaal) Vorlesung
wöchentlich Do 08:00 - 10:00 HS 1010 (Kleiner Hörsaal) Vorlesung

Auswahlmöglichkeit Übungen:
wöchentlich Di 10:00 - 12:00 Übung
wöchentlich Di 10:00 - 12:00 Übung
wöchentlich Di 10:00 - 12:00 Übung
wöchentlich Mi 16:00 - 18:00  Übung
wöchentlich Mi 16:00 - 18:00 Übung Online
wöchentlich Mi 16:00 - 18:00  Übung
 

Umfang

Dauer: 1 Semester

Arbeitsaufwand:
84 Std. Präsenzveranstaltungen 
+ 186 Std. angeleitetes Selbststudium

(entspricht 9 CP)

Prüfungen & Abschluss

Prüfung:

• i.d.R. Bearbeitung von Übungsaufgaben und Fachgespräch

Abschluss:

• Modulzertifikat

Teilnahmeentgelt

675 Euro (= 75 Euro pro CP)

Mitglieder des Alumni-Vereins der Universität Bremen erhalten 5 % Rabatt.

Bewerbung
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Bewerbungszeitraum:
1. August - 15. September