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Betriebssysteme und Nebenläufigkeit

Technische Informatik 2 - Modul

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)

In Kürze

Inhalt:
Grundlagen der Betriebssysteme und Nebenläufigkeit (Parallelität)

Niveau: Bachelor-Modul 

Veranstaltungsform:
Vorlesung + Übung

Semester: Wintersemester

Umfang: 8 CP

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Modulverantwortung

Prof. Dr. Ute Bormann

Fachbereich Informatik

 

Zielgruppe

  • Interessierte an den Arbeitsfeldern Informationstechnik und Medien

Zugangsvoraussetzungen

  • Hochschulzugangsberechtigung
  • eine mindestens einjährige Berufspraxis
  • Sie sollten das Modul " Technische Informatik 1: Rechnerarchitektur und digitale Schaltungen " erfolgreich absolviert haben oder über vergleichbare Kenntnisse verfügen.
  • Kenntnisse in C++ sind wünschenswert. Wir empfehlen das Propädeutikum C/C++ oder vergleichbare Kenntnisse

Veranstaltungsdetails

Veranstaltungsform:
Vorlesung + Übung

Veranstaltungszeiten:
im Wintersemester
Termine folgen

Umfang

Dauer: 1 Semester

Arbeitsaufwand:
84 Std. Präsenzveranstaltungen 
+ 156 Std. angeleitetes Selbststudium

(entspricht 8 CP)

Prüfungen & Abschluss

Prüfung:

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

Abschluss:

  • Modulzertifikat

Teilnahmeentgelt

600 Euro (= 75 Euro pro CP)

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

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Bewerbung

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Bewerbungszeitraum:
1. August - 30. September 2020

Zugehörige Zertifikate:

Das Modul ist Bestandteil folgender Zertifikatsangebote:

Information & Beratung:

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Jörg Kastens

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