194.024 Verteilte Systeme
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2023W, VU, 4.0h, 6.0EC, wird geblockt abgehalten
TUWELLectureTube

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 6.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • LectureTube Lehrveranstaltung
  • Format der Abhaltung: Hybrid

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage:

VO:

  • Anforderungen und Designmöglichkeiten komplexer, verteilter Systeme zu beschreiben
  • Grundlegende Methoden und Algorithmen verteilter Systeme anzuwenden, sowie deren Vor- und Nachteile und Einsatzmöglichkeiten zu erklären
  • Paradigmen und Konzepte aktueller Technologien und Werkzeuge für verteilte Systeme zu verstehen und anzuwenden
  • Anwendungsgrenzen verteilter Systeme zu diskutieren

UE:

  • Eigenständig die grundlegende Netzwerkkommunikation verteilter Applikationen zu implementieren. Sie können die Konzepte sprachspezifischer Techniken, z.B. sprachunabhängiger Sicherheitsmechanismen für Datenübertragungen in einem verteilten System (Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität), sowie übergreifende Konzepte paralleler Programmierung erklären.

--------------------------------------

Bitte beachten Sie: Wenn Sie die VO oder die UE in den Vorjahren bereits erfolgreich absolviert haben, müssen Sie den jeweiligen Teil der Lehrveranstaltung nicht wiederholen, d.h. Sie müssen die Klausur bzw. die UE-Aufgabe nicht erneut schreiben! Im Einzelnen:

1) Wenn Sie die UE bereits erfolgreich absolviert haben, müssen Sie nur den Prüfungsteil der VU absolvieren. Sie können die Prüfung an einem der unten angeführten Prüfungstermine ablegen. Wir werden im WS 2023 eine zusätzliche Prüfung anbieten. Das genaue Datum der Prüfung wird hier im TISS bekannt gegeben.

2) Wenn Sie bereits die Prüfung des VO-Kurses bestanden haben, brauchen Sie nur noch die Übungen des VU-Kurses zu machen. Nachdem Sie die Übungen erfolgreich absolviert haben, erhalten Sie ein Zeugnis. In diesem Fall brauchen Sie die VU-Prüfung nicht abzulegen, um den Kurs erfolgreich zu absolvieren.


Inhalt der Lehrveranstaltung

VO:

Diese Vorlesung wird in folgende Bausteine aufgeteilt. Jeder Teil wird an einem oder mehreren Terminen abgehalten. Die unten angegebene Dauer der einzelnen Vorlesungen sind Durchschnittswerte. Es kann durchaus sein, dass einzelne Themen bereits nach 75 Minuten ausreichend besprochen wurden, während es bei anderen Themen länger als 90 Minuten dauert.

1. Kursübersicht, Verteilte Systeme - Einführung und Architekturen

  • Inhalte/Ziele:
    • Kursübersicht
    • Verständnis, was ein verteiltes System ist
    • Verständnis der grundlegenden Prinzipien verteilter Systeme
    • Einführung von grundlegenden Architekturmodellen verteilter Systeme
  • Vorlesung: 2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
  • Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 1+2

2. Prozesse und Kommunikation

  • Inhalte/Ziele:
    • Übersicht über Prozesse, Threads und Kommunikation in verteilten Systemen
    • Einführung von unterschiedlichen Kommunikationsmechanismen (Architekturen, Protokolle, Schichten, Algorithmen)
    • Übersicht über Kommunikationsmiddleware und -technologien
  • Vorlesung: 2x2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 8 Stunden
  • Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 3+4

3. Benennung

  • Inhalte/Ziele:
    • Übersicht der Aufgaben und Herausforderungen von Benennung und Namensauflösung
    • Einführung von Namenssystemen und Namensauflösung, d. h. flache Benennung, strukturierte Benennung und Attribut-basierte Benennung
  • Vorlesung: 2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
  • Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 5

4. Fehlertoleranz in verteilten Systemen

  • Inhalte/Ziele:
    • Einführung in die Fehlertoleranz
    • Belastbarkeit von Prozessen
    • Zuverlässige Client-Server-Kommunikation
  • Vorlesung: 2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
  • Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 8

5. Synchronisierung und Koordination

  • Inhalte/Ziele:
    • Physikalische Uhren, logische Uhren, Vektoruhren
    • Wahlalgorithmen
  • Vorlesung: 2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
  • Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 6

6. Konsistenz und Replikation

  •  Inhalte/Ziele:
    • Daten-zentrierte Konsistenzmodelle
    • Client-zentrierte Konsistenzmodelle
    • Replika-Management
    • Konsistenzprotokolle
    • Caching
  • Vorlesung: 2x2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 8 Stunden
  • Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 7

7. Sicherheit

  •  Inhalte/Ziele:
    • Einführung in die Sicherheit verteilter Systeme
    • Sichere Kanäle
    • Sicherheitsmanagement
    • Zugriffskontrolle
    • Ausgewählte Themen der Sicherheit verteilter Systeme
  • Vorlesung: 2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
  • Literatur: van Steen/Tanenbaum - Distributed Systems, Kapitel 9

8. Anwendungen und Technologietrends

  •  Inhalte/Ziele:
    • Übersicht aktueller Anwendungen und Technologien in verteilten Systemen
    • Peer-to-Peer Computing
    • Service-oriented Computing
    • Cloud Computing
  • Vorlesung: 2 Stunden
  • Studentische Selbststudienzeit: 4 Stunden
  • Literatur: Wird im TUWel bekanntgegeben. 

9. Prüfungsvorbereitung im Selbststudium (keine Vorlesungseinheit)

  • Ziel: Wiederholung aller Konzepte und Prinzipien für die Abschlussprüfung
  • Studentische Selbststudienzeit: 15 Stunden

UE:

Ziel der Übung ist das Erlernen von grundlegenden Techniken wie beispielsweise Sockets, Remote Method Invocations (RMI), sowie einfachen Sicherheits-Mechanismen in Verteilten Systemen. Die Übung verleiht in diesem Zusammenhang praxisnahe Fähigkeiten in der Netzwerk-Programmierung sowie beim Entwickeln von verteilten Anwendungen.

Methoden

VO:

Im Rahmen der Vorlesung wird die Theorie verteilter Systeme erläutert und Querverbindungen zwischen den einzelnen Unterthemen hergestellt. Es wird erwartet, dass sich die Studierenden anhand des Lehrbuchs auf die einzelnen Vorlesungstermine vorbereiten und diese nachbereiten.

Hinweis: Im Rahmen der parallel laufenden Laborübungen (Verteilte Systeme UE) werden ausgewählte Themen der VO durch Programmieraufgaben weiter vertieft.

UE:

  • Eigenständiges Implementieren eines Eingangsbeispiels (Anmeldung auf der Laborumgebung)
  • Eigenständiges Implementieren eines Übungsbeispiels mit abschließendem Abgabegespräch (online)
  • Implementieren eines Übungsbeispiels (aufbauend auf dem Einzelbeispiel) in der Gruppe (3 Personen) mit abschließendem Abgabegespräch (online)
  • Multiple-Choice Test (online)

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

ECTS-Breakdown: 6 ECTS = 150 Stunden

  • VO (75 Stunden): 20 Stunden Vorlesung, 40 Stunden Vorlesungsvorbereitung und 15 Stunden Wiederholung für die Prüfung.
  • UE (75 Stunden): 1 Stunde Vorbesprechung, 32 Stunden erste Übungsaufgabe (Einzelarbeit), 35 Stunden zweite Übungsaufgabe (Gruppenarbeit), 7 Stunden Testvorbereitung

 VO:

Die Vorlesung wird auf Deutsch und Englisch abgehalten. 

Konkrete Termine:

09.10.2023 - Einführung und Architekturen
16.10.2023 - Prozesse und Kommunikation I
23.10.2023 - Prozesse und Kommunikation II
30.10.2023 - Benennung
06.11.2023 - Fehlertoleranz
13.11.2023 - Synchronisierung und Koordination
20.11.2023 - Konsistenz und Replikation I
27.11.2023 - Konsistenz und Replikation II
04.12.2023 - Sicherheit
11.12.2023 - Anwendungen und Technologietrends - Online

Grundsätzlich finden Sie aktuelle Termine auch immer im TUWEL-Kurs dieser Lehrveranstaltung.

UE:

Siehe Informationen im TUWEL Kurs.

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.13:00 - 15:0009.10.2023 - 22.01.2024GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.15:00 - 17:0009.10.2023GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Kick-off Meeting Lab
Verteilte Systeme - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mo.09.10.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.09.10.202315:00 - 17:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Kick-off Meeting Lab
Mo.16.10.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.23.10.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.30.10.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.06.11.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.13.11.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.20.11.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.27.11.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.04.12.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.11.12.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.18.12.202313:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.08.01.202413:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.15.01.202413:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
Mo.22.01.202413:00 - 15:00GM 1 Audi. Max.- ARCH-INF Vorlesung
LVA wird geblockt abgehalten

Leistungsnachweis

VO:

Schriftliche Prüfung.
Details zur Prüfung finden Sie auf TUWEL, die Prüfungstermine sind im TISS angeführt.

UE:

Der Aufwand für die Übung umfasst 75 Stunden:

1 Stunde Vorbesprechung
32 Stunden erste Übungsaufgabe (Einzelarbeit)
35 Stunden zweite Übungsaufgabe (Gruppenarbeit)
7 Stunden Testvorbereitung

Bewertet wird:

  • Implementierung und Abgabegespräch der ersten Übungsaufgabe (35%)
  • Implementierung und Abgabegespräch der zweiten Übungsaufgabe (45%)
  • Leistung beim optionalen Labortest (20%)

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
22.09.2023 23:59 11.10.2023 23:59 13.10.2023 23:59

Anmeldemodalitäten

Die Anmeldung in TISS ist verpflichtend.

Curricula

StudienkennzahlVerbindlichkeitSemesterAnm.Bed.Info
033 521 Informatik Pflichtfach5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 526 Wirtschaftsinformatik Pflichtfach5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 532 Medieninformatik und Visual Computing Pflichtfach5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 533 Medizinische Informatik Gebundenes WahlfachSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 534 Software & Information Engineering Pflichtfach5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 535 Technische Informatik Gebundenes WahlfachSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

VO:

Algorithmen und Datenstrukturen, grundlegende Programmierkenntnisse.

UE:

Java Kenntnisse, Systemprogrammierung, Betriebssysteme (Linux, Windows)

Sprache

bei Bedarf in Englisch