Betriebssysteme I (2019/20)

Prof. Dr. Andreas Polze
Andreas Grapentin, Kordian Gontarska, Daniel Richter, Felix Eberhardt, Lukas Wenzel

In der Lehrveranstaltung werden die Grundlagen von Standard-Betriebsystemen (General-Purpose Operating Systems) vermittelt. Techniken und Ansätze zur Implementierung von Nebenläufigkeit, Schedulern, Synchronisationsmechanismen, Speicherverwaltung und Sicherheitskomponenten werden an Beispielen diskutiert.

Auf diesen Seiten finden Sie Unterlagen zu den Vorlesungen, die laufend ergänzt werden. Insbesondere finden Sie zur vertiefenden Lektüre Verweise auf Inhalte, die über das in der Vorlesung gezeigte Material hinausgehen.

Als Teilnehmer der Lehrveranstaltung sind Sie berechtigt Kopien der Unterlagen für Ihre eigene Verwendung anzufertigen. Falls nicht anders angegeben, bedarf jegliche Vervielfältigung und Nachnutzung der Unterlagen in elektronischer oder gedruckter Form der schriftlichen Zustimmung der Autoren.

Termine

Di, 09:15-10:45, Hörsaalgebäude am HPI, Campus Griebnitzsee, Hörsaal 1
Do, 11.00-12:30, Hörsaalgebäude am HPI, Campus Griebnitzsee, Hörsaal 3

Zusätzliche Konsultationstermine:

Di, 11.02.2020, 12:00-14:00, Hörsaal 1
Do, 13.02.2020, 09:00-10:30, Hörsaal 1

Klausurtermin: 19.02.2020, 09:00

Ablauf der Lehrveranstaltung

Die Vorlesung wird auf deutsch gehalten. Die Materialien liegen in englischer Sprache vor.

Folien

sortiert nach Termin	sortiert nach Thema
Einführung und Organisatorisches: 1 Unit 1 - Struktur und Konzepte Geschichte der Betriebssysteme: 1 Konzepte und Prinzipien: 1 2 3 Unit 1 Checkpoint: 1 Unit 2 - Nebenläufigkeit und Parallelität Nebenläufigkeit und Parallelität: 1 2 3 Unit 2 Checkpoint: 1 Unit 3 - Scheduling Scheduling: 1 2 3 Unit 3 Checkpoint: 1 Unit 4 - Memory Management Memory Management: 1 2 3 Unit 4 Checkpoint: 1 Unit 5 - Vertrauen und Verlässlichkeit Vertrauen und Verlässlichkeit: 1 Fazit und Retrospektive: 1 Tutorenfragerunde	History Overview Of Terms And Concepts Concurrency Interrupts Windows API Synchronization Constructs Multithreading Multithreading in Windows Multithreading in Unix Inter Process Communication Scheduling Scheduling in Windows Scheduling in Linux Memory Management Paging Trust and Dependability Security

sortiert nach Termin

sortiert nach Thema

Einführung und Organisatorisches: 1
Unit 1 - Struktur und Konzepte
- Geschichte der Betriebssysteme: 1
- Konzepte und Prinzipien: 1 2 3
- Unit 1 Checkpoint: 1
Unit 2 - Nebenläufigkeit und Parallelität
- Nebenläufigkeit und Parallelität: 1 2 3
- Unit 2 Checkpoint: 1
Unit 3 - Scheduling
- Scheduling: 1 2 3
- Unit 3 Checkpoint: 1
Unit 4 - Memory Management
- Memory Management: 1 2 3
- Unit 4 Checkpoint: 1
Unit 5 - Vertrauen und Verlässlichkeit
- Vertrauen und Verlässlichkeit: 1
Fazit und Retrospektive: 1
Tutorenfragerunde

Übungen

Shell Programmierung (Kap. 1 - fork/exec): Programmrahmen
Linux-basierte Environment Subsystems: Programmrahmen
Systemaufruf in Assembly: Programmrahmen
Nebenläufigkeits Experimente: Programmrahmen
Synchronisation mit Sempahoren (single thread): Programmrahmen
Synchronisation mit Sempahoren (multiple threads): Programmrahmen
Shell Programmierung (Kap. 2 - pipes): Programmrahmen

Konsultationstermine

Auf freiwilliger Basis können Sie Konsultationstermine mit Tutoren vereinbaren. Die Gespräche sollen Ihnen die Möglichkeit geben, Ihren Wissensstand zu prüfen und Fragen zu stellen.

Ein Termin dauert ungefähr 45 Minuten und kann in Gruppen von maximal fünf Studierenden wahrgenommen werden.

Bitte nutzen Sie zur Terminvergabe unser Online-Formular. Sie können sich dort mit Ihrer E-Mail Adresse anmelden (evtl. Gastadresse für Studierende der Uni Potsdam).

Zusatzmaterial

Wiederholung C-Programmierung: Buch
Wiederholung Shell: Buch, Tutorial
Wiederholung Makefiles: Übungsblatt, Programmrahmen

Literaturhinweise

Jeff Bonwick. The slab allocator: an object-caching kernel memory allocator. In USENIX Technical Conference, 6-6. Berkeley, CA, USA, 1994. USENIX Association. URL: http://static.usenix.org/publications/library/proceedings/bos94/bonwick.html.

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Intel Corporation. Intel Architecture Software Developer's Manual, Volume 3a: System Programming. 2010.

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Abraham Silberschatz, Peter Galvin , and Greg Gagne. Operating System Concepts. John Wiley & Sons, 8 edition, July 2008. ISBN 978-0470128725 . URL: http://www.os-book.com.

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William Stallings. Operating Systems: Internals and Design Principles. Prentice Hall, 7 edition, February 2011. ISBN 978-0132309981.

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Andrew Tanenbaum. Distributed Operating Systems. Prentice Hall, 1995. ISBN 0-13-219908-4.

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David Miller. OpenVMS Operating System Concepts. HP Technologies Series. Elsevier, 2 edition, 1997. ISBN 978-1555581572. URL: http://books.google.de/books?id=FSX5qUthRL8C.

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Dennis Ritchie and Ken Thompson. The UNIX time-sharing system. Communications of the ACM, 17:365–375, July 1974. URL: http://doi.acm.org/10.1145/361011.361061, doi:10.1145/361011.361061. [ | ]

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Dennis Ritchie. The Evolution of the UNIX Time-Sharing System. Lecture Notes in Computer Science, pages 1577–1594, 1980. URL: http://homepage.divms.uiowa.edu/~ochipara/classes/advancedos/papers/timesharing/unix-evolution.pdf.

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G. Zachary. Show-stopper!: the breakneck race to create Windows NT and the next generation at Microsoft. University of Michigan, 1994. ISBN 978-0029356715. URL: http://books.google.de/books?id=k8ISAQAAMAAJ.

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Microsoft. Windows Sysinternals Tools. URL: http://technet.microsoft.com/en-US/sysinternals.

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H. Custer. Inside Windows NT. Références (Les Ulis). Microsoft Press, 1993. ISBN 9781556154812. URL: http://books.google.de/books?id=ioMZAQAAIAAJ.

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Johnson Hart. Windows System Programming. Addison-Wesley Professional, 4 edition, February 2010. ISBN 978-0321657749.

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Mark Russinovich and David Solomon. Windows Internals. Microsoft Press Corp., 6 edition, April 2012. ISBN 978-0735648739.

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    author = "Russinovich, Mark and Solomon, David",
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Alexander Schmidt. Queued Spinlocks in the WRK. URL: http://osm.hpi.de/wrk/2009/12/queued-spinlocks-in-the-wrk/.

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W. Stevens and Stephen Rago. Advanced Programming in the UNIX Environment. Addison-Wesley Professional, 2 edition, June 2005. ISBN 978-0201433074.

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Weitere Literaturstellen:

Sysinternals Webseite http://technet.microsoft.com/de-de/sysinternals/
(CRK) Tools
NT Design Workbook (von 1989!), zip.Archiv
Mark A.Russinovich/David A. Solomon, "Windows Internals", 4th Edition, MS Press 2005.
David A. Solomon/Mark E. Russinovich, "Inside Windows 2000", 3rd Edition, MS Press, 2000.
John Hart, Win32 System Programming, Addison-Wesley, 1997.
Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, "Operating System Concepts", John Wiley & Sons, 6th Ed., 2003; Webseite zu diesem Buch unter os-book.com
Gary Nutt, "OS Projects using Windows NT", Addison-Wesley, 1999.
Helen Custer, "Inside Windows NT", MS Press, 1993.
Andrew S. Tanenbaum, "Distributed Operating Systems", Prentice Hall, 1995.
Dennis M. Ritchie, "The Evolution of the Unix Time-sharing System"