Betriebssystembau und Betriebsystembau für Mehrkernsysteme

Bei Fragen können Sie uns jederzeit eine E-Mail schreiben oder gerne auch direkt in unseren Büros vorbeischauen. Betreut wird Betriebssystembau von Daniel Lohmann, Gerion Entrup und Stefan Naumann.

Inhalt der Vorlesung

Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von konzeptionellen Grundlagen und wichtigen Techniken, die für den Bau eines Betriebssystems erforderlich sind. In den vorlesungsbegleitenden Übungen werden diese Kenntnisse praktisch angewendet, indem ein kleines PC-Betriebssystem in kleinen Arbeitsgruppen von Grund auf neu entwickelt wird. Um dies zu bewerkstelligen, sind fundierte Kenntnisse über Aufbau und Funktionsweise der PC-Hardware erforderlich, die ebenfalls in der Lehrveranstaltung vermittelt werden. Dabei werden gleichzeitig Grundlagen aus dem Betriebssystembereich wie Unterbrechungen, Synchronisation und Ablaufplanung, die aus früheren Veranstaltungen (z.B. Grundlagen der Betriebssysteme) weitgehend bekannt sein sollten, wiederholt und vertieft.

Die Vorlesung umfasst folgende Themen:

• Grundlagen der Betriebssystementwicklung
• Unterbrechungen (Hardware, Software, Synchronisation)
• IA-32: Die 32-Bit-Intel-Architektur
• Koroutinen und Programmfäden
• Scheduling
• Betriebssystem-Architekturen
• Fadensynchronisation
• Gerätetreiber
• Interprozesskommunikation

Organisation und Inhalt der Übungen

Ziel der Übungen ist es, schrittweise ein kleines Betriebssystem für den PC zu entwickeln. Für die Bearbeitung der Übungsaufgaben werden Gruppen von je 2 Studierenden gebildet. Zunächst gibt es zwei Varianten der Übungen:

• OOStuBS (Betriebsystembau) ist die klassische Uniprozessorvariante: 5 Leistungspunkte (2V + 2Ü)
• MPStuBS (Betriebssystembau für Mehrkernsysteme) die Variante für moderne Mehrkernrechner: 8 Leistungspunkte (2V + 4Ü)

In den Tafelübungen werden Fragen zum Stoff der Vorlesung geklärt und die Übungsaufgaben vorgestellt. Zusätzlich werden Hintergründe, die für die Aufgaben relevant sind, stärker beleuchtet (z. B. Hardware-Spezifika), Knackpunkte im Design und der Implementierung zusammen besprochen und Lösungen entwickelt. Tafelübungen finden im SRA-Seminarraum (Raum 135, Appelstr. 4, 1. OG) statt. Da die Bearbeitung einer Aufgabe in der Regel zwei Wochen beansprucht, finden Tafelübungen nicht wöchentlich statt (siehe Semesterplan).

Rechnerübungen finden im SRA-Rechnerlabor (Raum 124, Appelstr. 4, 1. OG) statt, wo zu den entsprechenden Zeiten mindestens ein Betreuer anwesend ist. Auch außerhalb der dedizierten Zeiten können Sie bei Fragen gerne bei uns vorbeischauen.

Semesterplan

Es finden 2 Übungsslots pro Woche statt, wovon jeder Student nur einen besuchen muss. Das bedeutet, dass wir die gleiche Übung zweimal pro Woche halten um eine kleinere Gruppengröße zu erreichen. Ein Übungstermin kann dabei aus einem Tafelübungsteil (Ü1Ein-/Ausgabe) in dem die nächste Aufgabe vorgestellt wird, einer betreuten Rechnerzeit (RÜ), und einem Abgabetermin (A1Abgabe 1) bestehen.

Bedingt durch den 1. Mai wird für die Mittwochsgruppe in dieser Woche ein außerplanmäßiger Termin angeboten werden. Der genaue Termin wird in der Veranstaltung besprochen werden.

Vorkenntnisse

• Grundlagen aus dem Betriebssystembereich wie Unterbrechungen, Synchronisation und Ablaufplanung aus früheren Veranstaltungen (wie Grundlagen der Betriebssysteme)

• Wiederholung und Vertiefung in Vorlesung und Übung

• C / C++ und Assembler (x86)

• Wichtige Inhalte werden in den Übungen vermittelt
• Hilfe bei Bedarf

Evaluation

• SS24 • Übung • Daniel Lohmann • Evaluation (PDF) • Bewertung: 1.4
• SS24 • Vorlesung • Daniel Lohmann • Evaluation (PDF) • Bewertung: 1.1
• SS23 • Übung • Daniel Lohmann • Evaluation (PDF) • Bewertung: 1.1
• SS23 • Vorlesung • Daniel Lohmann • Evaluation (PDF) • Bewertung: 1.1

Anmeldung und weitere Infos

Für diese Veranstaltung ist eine Online-Anmeldung über Stud.IP erforderlich. Bitte registrieren Sie sich (falls noch nicht geschehen) für Stud.IP und tragen Sie sich dort in die entsprechende Veranstaltung ein.

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