Vorlesung Grundlagen der Betriebssysteme und Rechnernetze

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Grundlagen der Betriebssysteme und Rechnernetze.
Im ersten Teil der Vorlesung werden die Grundlagen von Betriebssystemen vermittelt: Adressräume, Speicherverwaltung, Organisation des Dateisystem, Prozessverwaltung, Nebenläufigkeit, Koordination/Synchronisation und Verklemmungen. Exemplarisch werden die Betriebssysteme UNIX und Windows besprochen.
Im zweiten Teil der Vorlesung werden die Grundlagen der Rechnerkommunikation vermittelt. Dazu werden anhand des ISO-Referenzmodell OSI die verschiedenen Schichten von Kommunkationsarchitekturen besprochen. Als konkretes Beispiel wird die Internetarchitektur mit den Internetprotokollen TCP, UDP und IP vorgestellt.

Veranstalter

Prof. Dr. Bettina Schnor, Institut für Informatik
Stefan Gasterstädt, Institut für Informatik

Ort/Termine

Am Dienstag, von 12:00 Uhr bis 14:00 Uhr, wird die Vorlesung im Raum 03.06.S17 gehalten. Am Freitag, von 12:00 Uhr bis 14:00 Uhr, wird abwechselnd die Vorlesung und die Übung im Raum 03.06.H01 stattfinden.

Materialien

• Vorlesungsfolien
• Übungsfolien
• zusätzliches Material

Themenliste

Teil I: Grundlagen der Betriebssysteme

1. Einführung
   • Definition eines Betriebssystems
   • Aufgaben eines Betriebssystems
   • Geschichte der Betriebssysteme
   • Architekturbeispiel Windows 2000
2. Prozessverwaltung
   • Einführung
   • Scheduling
   • Verfahren der Interprozeßkommunikation (Signale, Pipes, Gemeinsamer Speicher, Sockets)
   • Übersicht über die Socket-Schnittstelle
3. Speicherverwaltung
   • Swapping
   • Virtuelle Adressierung
   • Paging-Verfahren
   • Beispiel: UNIX-Speicherverwaltung
   • Beispiel: Windows-NT
4. Dateisysteme
   • Benutzerschnittstelle
   • Implementation
   • Sicherheit
   • Berkeley Fast File System
   • Journaling File System
5. Ein-/Ausgabe
   • Einführung
   • Organisation von Platten- und Diskettenlaufwerken
6. Synchronisation nebenläufiger Prozesse
   • Synchronisationshardware
   • Busy Waiting
   • Semaphor
   • Monitor
   • Nachrichtensysteme
7. Verklemmungen

Teil II: Grundlagen der Rechnernetze

1. Einführung
2. Das ISO-Referenzmodell OSI
3. Die physikalische Schicht (Physical Layer)
4. Die Sicherungsschicht (Link Layer)
   • Aufgaben der Sicherungsschicht
   • Fehlererkennung und Fehlerkorrektur
   • Flusssteuerung
   • High-level Data Link Control (HDLC)
5. Die Vermittlungsschicht (Network Layer, Beispielprotokoll IP)
   • Wegwahlverfahren (Routing)
   • Internet-Adressen
   • Fragmentierung
   • Internet Protocol (IP)
6. Die Transportschicht (Transport Layer)

Anforderungen

Es müssen studienbegleitend mindestens 50% der Hausaufgabenpunkte erreicht werden, um zur abschließenden Prüfung zugelassen zu werden. Die abschließende Prüfung muss mit mindestens mit 4.0 bestanden werden.

Literatur

• Andrew S. Tanenbaum: Modern Operating Systems Prentice Hall, 3. Auflage, 2008
• William Stallings: Operating Systems, Pearson Education International, 6. Auflage, 2009
• Daniel P. Bovet, Marco Cesati: Understanding the Linux Kernel, O'Reilly, 3. Auflage, 2005
• David A. Solomon und Russinovich: Inside Windows 2000, Microsoft Press, 3rd Edition, 2000
• Silberschatz/Galvin: Operating System Concepts, Addison Wesley, 7. Auflage, 2004
• Andrew S. Tanenbaum: Computernetzwerke, Pearson Studium, 4. Auflage, 2003
• Douglas E. Comer: Computernetzwerke und Internets, Pearson Studium, 3. Auflage, 2005