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Modulcode: Inf-BS
Englische Bezeichnung: Operating Systems
Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Norbert Luttenberger
Turnus: jedes Jahr im WS (WS10/11, WS11/12, WS12/13, WS13/14, WS14/15)
Präsenzzeiten: 3V 2Ü
ECTS: 7
Workload: 45 Std. Vorlesung, 30 Std. Präsenzübung, 45 Std. Rechnerübungen, 90 Std. Selbststudium
Dauer: ein Semester
Modulkategorien: A (BSc Inf.) A (BSc Inf. (2-Fach))
Lehrsprache: Deutsch

Kurzfassung:

Das Modul bildet eine Brücke zwischen der technischen und der praktischen Informatik. Basierend auf den Grundlagen der Rechnerarchitektur (Grundmodul G2.2) werden die grundlegenden Funktionsweisen von Betriebssystemen vorgestellt.

Lernziele:

Ziel des Moduls ist die Vermittlung allgemeiner Prinzipien, Konzepte, Methoden und Techniken, wie sie in komplexen HW/SW-Systemen mit Nebenläufigkeit vorzufinden sind. Die Studenten sollen die Gemeinsamkeiten erkennen können und die Prinzipien als grundlegend für das Fach verstehen.

Lehrinhalte:

Die nebenläufige und parallele Ausführung von Prozessen trägt maßgeblich zur Effizienz eines Gesamtsystems bei und ist entscheidend für die Auslastung der Betriebsmittel. Allerdings erfordert die verzahnte Verarbeitung den Einsatz von Synchronisationskonzepten, die auf Sperrvariablen, Semaphore, kritischen Abschnitten und Transaktionen basieren, um die Interaktion zwischen den Prozessen und den Zugriff auf die Betriebsmittel zu organisieren. Insbesondere werden allgemeine Methoden für die Verwaltung der Betriebsmittel vorgestellt, welche auf zentralisierten, kooperativen und optimistischen Techniken basieren. Techniken zur Erkennung und Vermeidung von Verklemmungen schließen den Bereich der Ressourcenverwaltung ab. Anschließend werden die vorgestellten Methoden im Kontext der Speicher- und der Prozessorverwaltung detailliert betrachtet. Umgang mit logischen und virtuellen Betriebsmitteln, Speicherhierarchien, Virtualisierung und Caching gehören zu den Schwerpunkten. Beim Scheduling wird die Ablaufplanung für konventionelle Prozesse, Echtzeitsysteme sowie für abhängige Prozesse erläutert. Die Lehrveranstaltung bietet die Grundlagen für weiterführende Veranstaltungen wie Verteilte Systeme, Internet-Kommunikation, Rechnernetze, Echtzeitsysteme und teilweise für Datenbanken und Compilerbau.

Voraussetzungen:

Informatik 1 und 2, Systemorientierte Informatik 1 und 2 (Digitale Systeme, Organisation und Architektur von Rechensystemen)

Prüfungsleistung:

Schriftliche Klausur am Ende der Vorlesung. Die Zulassung setzt die regelmäßige und erfolgreiche Bearbeitung der Hausaufgaben voraus, d.h. mindestens 50% aller Hausaufgabenpunkte müssen erreicht werden. Nötig für das Bestehen ist das Erreichen von 50% der Klausurpunkte.

Für die Bewertung der Modulprüfung werden positive Studienleistungen berücksichtigt. Die Prozentzahl P, auf deren Basis die Modulnote ermittelt wird, ist die folgende Zahl:

P = k/K falls k/K < 0.5, ansonsten

P = k/K + 0.2 (2h/H - 1) (1 - 0.1 max(0, m - 2))

Dabei wurden folgende Abkürzungen verwendet:

k = erreichte Punktsumme in der Klausur,

K = erreichbare Punktsumme in der Klausur,

h = erreichte Punktsumme in den Hausaufgaben,

H = erreichbare Punktsumme in den Hausaufgaben,

m = Anzahl der nicht-teilgenommenen Übungen.

Lehr- und Lernmethoden:

Verwendbarkeit:

Literatur:

Stallings, W.: Operating Systems, 5th ed. Pearson Education International, 2005.

Silberschatz, A., Galvin, P., Gagne, G.: Operating System Concepts with Java, 7th ed. Wiley 2007.

Tanenbaum A., Woodhull, A.: Operating Systems, Design and Implementation, 3rd ed. Pearson Prentice Hall, 2006.

Verweise:

Kommentar:

Dieses Modul entspricht dem Modul A3.2 der alten BSc-PO.