Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, die Rolle und Aufgaben von Betriebssystemen zu beschreiben, Designentscheidungen für das Management von Systemressourcen zu beurteilen, Mechanismen zur Koordination und Synchronisation paralleler Prozesse anzuwenden und Mechanismen des Zugriffsschutzes zu erläutern.

• Grundkonzepte Betriebssysteme
  Definition und Entwicklungsgeschichte
  zentrale Abstraktionen und Mechanismen
  Betriebssystemarchitekturen
• Prozesse, Threads und Scheduling
  Prozesse, Prozesszustände
  Datenstrukturen und Mechanismen zur Prozessverwaltung
  Threads, Multithreading
  Scheduling und Dispatching (Ziele und Verfahren)
• Prozesssynchronisation und Deadlock
  Mutual Exclusion und Bedingungsynchronisation
  Synchronisationsmechanismen und Basiskonstrukte (Dekker Algorithmus, Test and Set, Spinlocks), Semaphore, Sequencer und Eventcounts, Monitor, Nachrichten und Synchronisation
  Synchronisationsaufgaben: Producer-Consumer, Reader-Writer, Dining Philosophers
  Deadlock: Voraussetzungen, Erkennung, Vermeidung
• Speicherverwaltung
  Speicheraufteilung, Relocation
  Segmentierung und Paging
  Virtual Memory Management (Prinzipien, Adressierung und Hardwareunterstützung, Seitenaustausch, Protection und Sharing)
• Ein-/Ausgabe und Disk Management
  Devices und deren Characteristika
  Ablauf von I/O
  Operationen, Treiber, Pufferung
  Festplatten: Zugriffe und Organisation
  Filesysteme: Operationen, Stuktur und Organisation
• Networking
  Einführung in Netzwerke und Protokolle
  Betriebssystem und Netzwerkkommunikation
• Security und Protection
  Bedrohungsszenarien und Sicherheitsmaßnahmen
  Sicheres Design
  Zugriffsschutz, Authentifizierung, Rechtesysteme
  Verschlüsselung (Einführung)

Die genannten Inhalte werden in der Vorlesung präsentiert und mit Beispielen illustriert. Ausgewählte Problemstellungen werden in der parallel abgehaltenen Übung in der Systemprogrammiersprache C unter UNIX (Linux) programmiert.

Die Lehrveranstaltung wird für die Studierenden des ET-Masterstudien im Distance Learning abgehalten, d.h., via LectureTube gestreamt und aufgenommen. Details dazu siehe auf der TISS Seite zur LVA Betriebssysteme, LVANr 182.711.

Mündliche Prüfung. Wenn es die Covid-19 Regeln mit vertretbarem Aufwand erlauben, wird die Prüfung an der TU abgehalten, anderenfalls als Online-Prüfung über Zoom.

Buch "Operating Systems" von William Stallings.

Kenntnisse der Programmierung in einer Programmiersprache und der systematischen Programmerstellung und Evaluierung.
Analyse komplexer Zusammenhänge und Wechselwirkungen, Strukturieren und Entwerfen von modularen, interagierenden Systemen.