Betriebssysteme (SS22, LSF: 040111)

Topic outline

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  General

  In diesem Moodle Raum finden Sie alle Informationen und Materialien zu

  • Vorlesung,
  • Tafelübung und
  • Rechnerübung (HelpDesk)

  
  von Betriebssysteme (BS ehemals BsRvS 1) im Sommersemester 2022.
  

  • Ankündigungen Forum
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  Klausur - Haupttermin

  Organisatorisches

  Am Mittwoch, den 03.08.2022, findet von 08-09 Uhr die Klausur "Betriebssysteme" statt.
  
  Die Aufteilung der Studierenden erfolgt nach Matrikelnummern, wie folgt:
  

  • 000000 bis 240000: Audimax
  • 232340 bis 240000: HG2, HS1

  
  Die Einlass wird voraussichtlich um 07:45 Uhr stattfinden.
  Bitte beachten Sie die Anweisungen der Aufsicht und seien Sie rechtzeitig am Hörsaal.
  
  Bringen Sie zur Klausur bitte folgende Dinge mit:
  

  • Einen Immatrikulationsnachweis (Studierendenausweis oder Bescheinigung)
  • Amtlichen Lichtbildausweis (Pass, Führerschein, Personalausweis oder Aufenthaltstitel)
  • Einen dokumentenechten Stift in blau oder schwarz; keinen Bleistift oder Füller

  
  Zur Klausur sind folgende Hilfsmittel zugelassen:
  

  • Ein eigenhändig geschriebenes (Handschrift, kein Ausdruck oder Kopie) A4-Blatt (beidseitig), welches eingesammelt wird.

  
  

  Ergebnisse
  

  • 132 Teilnehmerinnen, davon haben 116 bestanden (87,88%)
  • Durchschnittsnote über alle: 2,89

  
  
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  Vorlesung

  • Dozent
    

    

    Prof. Dr. Peter Ulbrich

    
    

    
    
  • Format und Termin

    • Präsenz
      
    • Zeit: mittwochs, 16-18 Uhr (c.t.)
      
    • Ort: Seminarraumgebäude 1 H.001 (SRG1, H.001)
      

    
    

    Ausweichräume

    Datum	Ort
    Mittwoch, 25.05.2022	EF50, HS2
    Mittwoch, 01.06.2022	HG2, HS4
    Mittwoch, 08.06.2022	EF50, HS2
    Mittwoch, 15.06.2022	EF50, HS2

  • Inhalt
    

    Die Veranstaltung vermittelt grundlegende Kenntnisse über den Aufbau und die Funktionsweise von Betriebssystemen. Behandelt werden Betriebssystemabstraktionen wie Prozesse, virtueller Speicher, Dateien, Gerätedateien und Kommunikationsendpunkte sowie Techniken für deren effiziente Realisierung. Dazu gehören Strategien für das Prozess- und E/A-Scheduling, die Pufferung und die Haupt- und Hintergrundspeicherverwaltung. In den vorlesungsbegleitenden Übungen erfolgt eine praktische Vertiefung des Stoffs anhand von Programmieraufgaben aus dem Bereich der UNIX-Systemprogrammierung.
    

  • Vorlesungsmaterialien
    

  • Kapitel	Vorlesung	Thema	Folien	Screencasts (aus SS2021)
    1	06.04.	1. Einführung 1.1. Organisatorisches 1.2. Begriffe und Überblick 1.3. Einführung in C (bis Folie 19)	Animiert | A4 Animiert | A4	Video Video Video
    2	13.04.	2. Abstraktionen und Strukturen 2.1. Ein Blick in die Geschichte 2.2. Systemabstraktionen im Überblick (Teil 1) 2.2. Systemabstraktionen im Überblick (Teil 2)	Animiert | A4	Video Video Video
    3	20.04.	3. Prozesse 3.1. Das UNIX-Prozessmodell 3.2. Leichtgewichtige Prozessmodelle	Animiert | A4	Video Video
    4	27.04.	4. Ablaufplanung 4.1. Prozesszustände und Zustandsübergänge 4.2. Klassische Planungsstrategien 4.3. Bewertungskriterien und Vergleich	Animiert | A4	Video Video Video
    5	04.05.	5. Synchronisation 5.1. Einführung und Begriffsbildung 5.2. Ad-Hoc-Lösungsansätze 5.3. Hardwareunterstützung 5.4. Betriebssystemunterstützung 5.5. Sprachunterstützung	Animiert | A4	Video Video Video Video Video
    6	11.05.	6. Verklemmungen 6.1. Ursachenforschung 6.2. Verklemmungen von Prozessen 6.3. Ein klassisches Verklemmungsproblem 6.4. Gegenmaßnahmen, Verklemmungsbekämpfung	Animiert | A4	Video Video Video Video
    7	18.05.	7. Interprozesskommunikation 7.1. Grundlagen der Interprozesskommunikation 7.2. Lokale Interprozesskommunikation unter UNIX 7.3. Rechnerübergreifende Interprozesskommunikation	Animiert | A4	Video Video Video
    8	25.05.	8. Speicherverwaltung 8.1. Grundlegende Aufgaben der Speicherverwaltung 8.2. Speichervergabe 8.3. Speicherverwaltung bei Mehrprogrammbetrieb 8.4. Segmentbasierte Adressabbildung 8.5. Seitenbasierte Adressabbildung	Animiert | A4	Video Video Video | Ergänzung: Buddy-Verfahren Video Video
    9	01.06.	9. Virtueller Speicher 9.1. Motivation 9.2. Demand Paging 9.3. Seitenersetzung 9.4. Seitenzuordnung 9.5. Ladestrategie	Animiert | A4	Video Video Video Video Video
    10	08.06.	10. Ein- und Ausgabe 10.1. Ein-/Ausgabe-Hardware 10.2. Geräteprogrammierung 10.3. Aufgaben des Betriebssystems	Animiert | A4	Video Video Video
    11	15.06.	11. Dateisysteme 11.1. Dateien 11.2. Freispeicherverwaltung 11.3. Verzeichnisse 11.4. Dateisysteme 11.5. Pufferspeicher 11.6. Dateisysteme mit Fehlererholung	Animiert | A4	Video Video Video Video Video Video
    12	29.06.	12. Systemsicherheit 12.1. Überblick über Sicherheitsprobleme 12.2. Rechteverwaltung 12.3. Systemsoftware und Sicherheit 12.4. Softwarefehler	Animiert | A4	Video Video Video Video
    13	06.07.	13. Zusammenfassung, Fazit, Ausblick	Animiert | A4
    -	13.07.	Probeklausur	Probeklausur | Besprechungsfolien (13.07: Folien überarbeitet)

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  Tafelübung

  • Betreuer und Tutor:innen

    Alexander Lochmann	Andreas Lang	Jan Bessai

    
    

    Davut Bozdag	Felix Homa	Lukas Kerren	Emilio Pielsticker	Samanta Scharmacher	Marvin Weiler

    
    
    
  • Übungsblätter

    • Ausgabe: 14-tägig
    • Besprechung: gemeinsam in der jeweiligen Übung

  • Studienleistung

    • Insgesamt 6 Übungsblätter (A0-A5), aufgeteilt in zwei Blöcke: (A0-A2) und (A3-A5)
    • Jedes Übungsblatt gibt mind. 10 Punkte. Ggf. mehr, wenn Bonuspunkte vergeben werden.
      
    • Zum Bestehen sind in beiden Blöcken jeweils 15 Punkte nötig.
  • Format

    • jeweils 14-tägig und 90 Minuten
    • Präsenz
    • Unterscheidung zwischen Übungen in geraden und ungeraden Wochen; gezählt werden die Kalenderwochen:
    • ungerade: 15. KW (11.-15.04.), 17. KW (25.-29.04.), ...
    • gerade: 16. KW (18.-22.04), 18. KW (02.-06.05.), ...
    • Anmeldung via ASSESS. Die Frist zur Abgabe der Prioritäten ist Freitag, der 08.04, um 12 Uhr.
      

    
    

  • Termine

    
    

    	Zeit	Ort	Tutor:in	Anmerkung
    Vorlesung	Mi, 16:00-17:30	SRG1, H.001	Prof. Dr. Peter Ulbrich
    Übung	Mo, 12:15-13:45	OH12, 1.054	Alexander Lochmann
    		OH12, 1.055	Andreas Lang Jan Bessai	Fällt am 06.06. aus. Ersatztermin am Donnerstag, dem 09.06. von 12:00 bis 14:00 Uhr im OH16, R205  bei Emilio Pielsticker. Übung in W2 (13.06, 27.06., ..) fällt weg
    	Di, 10:15-11:45	OH16, R205	Davut Bozdag	Fällt am 07.06. einmalig aus.
    		C1-06-102 C1-06-102 Der Eingang zum Gebäude befindet sich an diesen Koordinaten 51.491792, 7.411331. Google Maps link: https://goo.gl/maps/WdJT91zV4BBZzKhy9 Es handelt sich um den Chemiebau (da wo auch das Cafe Che drin ist), in dem man sich leicht verlaufen kann. Über den Glas-Türen gibt es Beschriftungen. Der Eingang ist auf Etage "02" und mit "Eingangshalle" beschriftet. Beschreibung von der Eingangshalle: HINTER dem Pförtner-Glaskasten links. (aus sicht der Eingangstüren) Dem Gang bis zu den Aufzügen/Treppenhaus folgen. Bis in Stockwerk 06 bewegen. (Aufzug oder Treppe) Der Gang zum Raum befindet sich links (wenn man die Aufzüge von außen anguckt) hinter dem Doppel-Aufzug. Dem Gang durch die 2 Glastüren folgen. Der Raum sollte der 2. auf der linken Seite sein und sich direkt neben einer Stützsäule befinden.	Marvin Weiler	Fällt ab dem 20.06. weg.
    		OH12, 1.056 online	Samanta Scharmacher	Zoom-Link für die Online-Übung
    		OH12, 1.054	Alexander Lochmann
    	Di, 14:15-15:45	C1-06-102 C1-06-102 Der Eingang zum Gebäude befindet sich an diesen Koordinaten 51.491792, 7.411331. Google Maps link: https://goo.gl/maps/WdJT91zV4BBZzKhy9 Es handelt sich um den Chemiebau (da wo auch das Cafe Che drin ist), in dem man sich leicht verlaufen kann. Über den Glas-Türen gibt es Beschriftungen. Der Eingang ist auf Etage "02" und mit "Eingangshalle" beschriftet. Beschreibung von der Eingangshalle: HINTER dem Pförtner-Glaskasten links. (aus sicht der Eingangstüren) Dem Gang bis zu den Aufzügen/Treppenhaus folgen. Bis in Stockwerk 06 bewegen. (Aufzug oder Treppe) Der Gang zum Raum befindet sich links (wenn man die Aufzüge von außen anguckt) hinter dem Doppel-Aufzug. Dem Gang durch die 2 Glastüren folgen. Der Raum sollte der 2. auf der linken Seite sein und sich direkt neben einer Stützsäule befinden.	Lukas Kerren
    		SRG1, 3.012	Felix Homa	Fällt ab dem 20.06. weg.
    	Di, 16:15-17:45	C1-06-102 C1-06-102 Der Eingang zum Gebäude befindet sich an diesen Koordinaten 51.491792, 7.411331. Google Maps link: https://goo.gl/maps/WdJT91zV4BBZzKhy9 Es handelt sich um den Chemiebau (da wo auch das Cafe Che drin ist), in dem man sich leicht verlaufen kann. Über den Glas-Türen gibt es Beschriftungen. Der Eingang ist auf Etage "02" und mit "Eingangshalle" beschriftet. Beschreibung von der Eingangshalle: HINTER dem Pförtner-Glaskasten links. (aus sicht der Eingangstüren) Dem Gang bis zu den Aufzügen/Treppenhaus folgen. Bis in Stockwerk 06 bewegen. (Aufzug oder Treppe) Der Gang zum Raum befindet sich links (wenn man die Aufzüge von außen anguckt) hinter dem Doppel-Aufzug. Dem Gang durch die 2 Glastüren folgen. Der Raum sollte der 2. auf der linken Seite sein und sich direkt neben einer Stützsäule befinden.	Lukas Kerren
    		SRG1, 3.012	Felix Homa	Zusammengelegt mit der Übung in C1-06-102
    	Mi, 08:15-09:45	OH12, 3.031	Marvin Weiler	Fällt ab dem 06.06. weg
    		OH12, 2.063 OH12, 3.031	Samanta Scharmacher	Zoom-Link für die hybride Übung Ab 15.06. in Raum OH12, 3.031
    		OH12, 1.054	Davut Bozdag	Fällt ab dem 06.06. weg
    	Mi, 14:15-15:45	OH14, 104	Andreas Lang Jan Bessai
    Rechnerübung (HelpDesk)	M̶o̶,̶ 1̶4̶:̶0̶0̶-̶1̶6̶:̶0̶0̶ U̶h̶r̶	O̶H̶1̶2̶ 4̶.̶0̶3̶1̶	Emilio Pielsticker	Entfällt
    	Di, 10:00-12:00 Uhr	OH12 4.031	Emilio Pielsticker
    	Mi, 12:00-14:00 Uhr	OH12 4.031	Emilio Pielsticker
    	Do, 10:00-12:00 Uhr	OH12 4.031	Emilio Pielsticker	Fällt am 14.07. aus.

  • Rechnerübung (HelpDesk)

    • Aufgaben:
    • Unterstützung beim Lösen der Übungsblätter
    • Beantwortung von Fragen zum Vorlesungsinhalt
    • Termine in der Vorlesungszeit:
    • Di, 10-12, OH12 4.031
    • Mi, 12-14, OH12 4.031
    • Do, 10-12, OH12 4.031
    • Termine in der vorlesungsfreien Zeit:
      • 18.07. (Montag) von 14-16, Online via Zoom
      • 25.07. (Montag) von 14-16, OH12 4.031 1.054
      • 29.08. (Montag) von 14-16, Online via  Zoom
      • 01.09. (Donnerstag) von 10-12, OH12 4.031 3.032
    • Zugangsdaten für den Helpdesk am 18.07.:
      • https://tu-dortmund.zoom.us/j/95170519954?pwd=VndkTkdQU215ZDk1Rm1iNTQyWHBtUT09
      • Meeting ID: 951 7051 9954
      • Passcode: 075238
    • Zugangsdaten für den Helpdesk am 29.08.:
      • https://tu-dortmund.zoom.us/j/93208286486?pwd=elBYVmlwVEphVXZXNytOWTZJSWJDQT09
      • Meeting ID: 932 0828 6486
      • Passcode: 868664
    • Matrix:
      
      • #bs-helpdesk:fachschaften.org
      • Teilnahme z. B. über den Matrix-Server der Fachschaft
    • Wichtig: Außerhalb der o.g. Zeit ist eine zeitnahe Antwort auf Eure Fragen nicht garantiert. Dennoch schauen wir zwischendurch immer mal wieder in den Chat.

    
    
  • Entwicklungsumgebung

    • BSVM(64bit).ova oder BSVM(32bit).ova (32-Bit-VM primär gedacht für 32-Bit-Windows-Nutzer)
    • Anleitung zu Entwicklungsumgebung und VMs: BS-Entwicklungsumgebung.pdf
      
    • Bash-Skript zur Installation und Einrichtung des Studierenden-VPN-Zugangs in der VM: vpn-configure
      

    
    

  • Übungsmaterialien

    Für die Vertiefung des Vorlesungsstoffs zum Thema Prozess- und I/O-Scheduling gibt es das Werkzeug AnimOS, mit dem sich verschiedene Strategien der Ablaufplanung ausprobieren lassen. Die Arbeitsgruppe ESS der Universität Osnabrück stellt dazu das Modul I/O-Scheduling sowie das Modul Prozessscheduling auf ihren Webseiten bereit.
    

    
    

    Übungsfolien
    

    Übung	Beschreibung	Datum	Anmerkungen
    U0	Erste Schritte in C | C-Einfuehrung (bis Folie 23)	11.-13.04 und 19.-20.04.
    U1	Prozesse verwalten | C-Einfuehrung (Folie 24-35) | Besprechungsfolien A0	25.-27.04 und 02.-05.05.
    U2	Thread-Synchronisation | C-Einfuehrung (Folie 36-42) | Besprechungsfolien A1	09.-11.05. und 16.-18.05.
    U3	Verklemmungen | C-Einfuehrung (Folie 43-46) |  Besprechungsfolien A2	23.-25.05. und 30.05.-01.06.
    U4	Speicherverwaltung | C-Einfuehrung (Folie 47-52) |  Besprechungsfolien A3	06.-08.06. und 13.-15.06.
    U5	Dateioperationen |  Besprechungsfolien A4	20.-22.06. und 27.-29.06.
    U5	Sicherheit |  Besprechungsfolien A5	04.-06.07. und 11.-13.07.

    
    

    Übungsaufgaben
    

    Aufgabe	Beschreibung	Ausgabe	Abgabe	Anmerkungen
    A0	Erste Schritte in C	11.04.2022	21./25.04.2022 12:00 Uhr
    A1	Prozesse verwalten	26.04.2022	05./10.05.2022 12:00 Uhr
    A2	Thread-Synchronisation | Vorgabe	09.05.2022	19./23.05.2022 12:00 Uhr	11.05.: Punkte für Teil a) der Programmieraufgabe korrigiert. 13.05.: Anzahl Servicekräfte korrigiert.
    A3	Verklemmungen | Vorgabe	23.05.2022	02./06.06.2022 12:00 Uhr
    A4	Speicherverwaltung | Vorgabe	03.06.2022	16./20.06.2022 12:00 Uhr
    A5	Dateioperationen| Vorgabe	17.06.2022	30.06./04.07.2022 12:00 Uhr

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  Literatur

  Lehrbücher:

  • Andrew S. Tanenbaum, Herbert Bos: Moderne Betriebssysteme, 4. Ausgabe. Pearson Studium, 2016. [Online lesen]
  • Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, Greg Gagne: Operating System Concepts, 9. Ausgabe. Wiley, 2014.
  • Manfred Dausmann, Ulrich Bröckl, Dominik Schoop, Joachim Goll: C als erste Programmiersprache, 7. Ausgabe. Vieweg+Teubner, 2011. [PDF herunterladen]
  • Jürgen Wolf: C von A bis Z, 3. Ausgabe. Galileo Press, 2009. [Online lesen]
  • Brian W. Kernighan, Clovis L. Tondo, Dennis M., Ritchie: The C programming language, 1. Ausgabe. Prentice Hall, 1978.
  • Stephen A. Rago, Richard Stevens: Advanced programming in the UNIX environment, 3. Ausgabe. Addison-Wesley, 2013.

  
  

  Kommandoreferenzen:
  

  • Michael Kofler: Linux-Kommandoreferenz, 4. Ausgabe. Rheinwerk, 2019.
  • Klaus Utech: Linux Befehlsreferenz kompakt, 1. Ausgabe. 2010.