"Betriebssysteme I / Betriebssysteme und nebenläufige Programmierung" (Vorlesung + Übung) Sommer 2023

Einführung in die Grundkonzepte moderner Betriebssysteme für Arbeitsplatzrechner und Server
Schwerpunkte: Synchronisation, Nebenläufigkeit und Speicherverwaltung
Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Informatik (Algorithmen und Datenstrukturen, Objektorientierte und funktionale Programmierung)
Details: siehe Modulbeschreibung in unisono (Reiter 'Inhalte')
Link zu Informationen in unisono (Termine etc.): Vorlesung, Übung

Ankündigungen

21.08.2023	Die Klausur findet am Do. 24.08.2023 um 12:00 Uhr im Raum H-C 3305 statt. Klausurdauer: 60 Min., ohne Hilfsmittel.
27.03.2023	Alle Studierenden der folgenden Studiengänge benötigen eine Studienleistung, um das Modul "Betriebssysteme I" bzw. "Betriebssysteme und nebenläufige Programmierung" erfolgreich abzuschließen: Bachelor Informatik nach FPO-B 2021 Bachelor Informatik dual nach FPO-B 2021 Bachelor Lehramt Informatik nach FPO-B 2021 Master Wirtschaftsinformatik nach FPO-M 2019 Bachelor/Master Mathematik nach FPO-B 2021 bzw. FPO-M 2021 Bachelor DBHS Voraussichtlich ab dem Übungsblatt 5 wird es auf den Übungsblättern jeweils eine Programmieraufgabe geben, die mit "Pflichtaufgabe für die Studienleistung" markiert ist. Die Aufgabe ist eigenständig (ohne Hilfe und nicht in Gruppen) zu bearbeiten! Die Lösung dieser Aufgabe laden Sie dann spätestens 12:00 Uhr am Tag der Besprechung in den Moodle-Kurs hoch. Insgesamt wird es sechs solche Aufgaben geben, von denen Sie mindestens vier erfolgreich lösen müssen, um die Studienleistung zu bestehen. Bitte vergessen Sie nicht, sich zur Studienleistung "4INFBA011-S - Studienleistung Betriebssysteme und nebenläufige Programmierung" in unisono anzumelden!
27.03.2023	Im Moodle-Kurs finden Sie noch Screencasts der Vorlesung und Aufzeichnungen der Übungen aus dem WiSe 19/20.
27.03.2023	Vorlesungsbeginn: Do., 06.04.2023, Übungsbeginn: Fr., 14.04.2022

Vollständiger Foliensatz (2 SWS / 5 LP Version, Stand:13.07.23 ): Originalgröße, 2 auf 1
Vollständiger Satz der Ergänzungsfolien (für 3 SWS / 6 LP, Stand:14.07.23 ): Originalgröße, 2 auf 1

Foliensätze (werden im Verlauf der Vorlesung aktualisiert):

0.	Organisation	06.04.23	Originalgröße	2 auf 1
1.	Einführung	27.04.23	Originalgröße	2 auf 1
2.	Prozesse und Threads	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
3.	Prozeßinteraktion	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
4.	Verklemmungen	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
5.	Scheduling	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
6.	Speicherverwaltung	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
7.	Ein-/Ausgabe und Dateisysteme	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
8.	Schutz	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
9.	Zusammenfassung wichtiger Themen	04.05.23	Originalgröße	2 auf 1

Ergänzende Foliensätze für 3 SWS / 6 LP (werden im Verlauf der Vorlesung aktualisiert):

A.	Nebenläufige Programmierung: Grundlagen	04.04.23	Originalgröße	2 auf 1
B.	Threads	02.06.23	Originalgröße	2 auf 1
C.	Synchronisation über gemeinsame Variable	02.06.23	Originalgröße	2 auf 1
D.	Threadschnittstellen: Synchronisation	02.06.23	Originalgröße	2 auf 1
E.	Koroutinen und asynchrone Programmierung	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1
F.	Modellierung nebenläufiger Auläufe	02.06.23	Originalgröße	2 auf 1
G.	Ergänzungen zu Scheduling	04.04.23	Originalgröße	2 auf 1
H.	Ergänzungen zu Dateisysteme	04.04.23	Originalgröße	2 auf 1
I.	Virtualisierung	06.07.23	Originalgröße	2 auf 1

Hinweis:

Die Foliensätze in Originalgröße enthalten auch alle Animationen, die 2-auf-1 Versionen ggf. weitere Anmerkungen.

Erzeuger/Verbraucher-Problem in Java
Drei Implementierungen: reines Java; mit Semaphoren; mit Mutex und Bedingungsvariablen. Incl. JAR-Archiv des Synchronisationspakets BSsync.

Sie können sich hier ein Java-Programm herunterladen, mit dem Sie verschiedende Synchronisationsprobleme aus der Vorlesung simuliert ausführen können.
Starten Sie das Programm mit dem Kommando java -cp Demo.jar Demo.
Sie erhalten dann eine kurze Hilfestellung, wie Sie die verschiedenen Synchronisationsprobleme ausführen können.
Z.B. können Sie mit java -cp Demo.jar Demo LeserSchreiber leser=3 schreiber=3
das Leser-Schreiber-Problem mit 3 Lesern und 3 Schreibern ausführen.
Wenn Sie ein Synchronisationsproblem ausführen, druckt das Programm auch eine kurze Erläuterung dazu.

Musterklausur (alte Klausur aus dem WS 04/05)
Test zur Selbstkontrolle, Lösung dazu (bitte erst nach der Bearbeitung des Tests ansehen!)

Andrew S. Tanenbaum, Herbert Bos: Moderne Betriebssysteme, 4. Auflage, Pearson Studium, 2016.
William Stallings: Betriebssysteme, 4. Auflage, Pearson Studium, 2003.
William Stallings: Operating Systems -- Internals and Design Principles, 8. Auflage, Pearson Education, 2015.
Johann C. Strelen: Betriebssysteme und parallele Programme (kostenloser Download)