Einführung. Lehrveranstaltung. Vorlesung. Übungen. Einführung in die Funktionsweise von Computersystemen (565090)

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1 Wintersemester 218/219 Lehrveranstaltung (5659). Kapitel Einführung Prof. Matthias Werner Professur Betriebssysteme ehem: Grundlagen der Anwendungsunterstützung Wer in einer anderen Veranstaltung sitzen wollte, darf/sollte jetzt gehen! Für Student/inn/en in den Fächern: Master Informatik für Sozial- und Geisteswissenschaftler Staatsexamen Lehramt Bachelor Wirtschaftsinformatik Alle anderen müssen die Anerkennung mit dem jeweiligen Studiengangsverantwortlichen absprechen 2 Vorlesung Dozent: Prof. Matthias Werner Büro: 1/336f mwerner@cs.tu-chemnitz.de Termin: Freitag, 9:15 Uhr 1:45 Uhr, Raum: 1/346 Homepage: /lehre/efc Übungen Übungsleiterin: Julia Wichmann Übung 1 Termin: Dienstag, 13: Uhr, Raum: 1/B6 Vorwiegend für Student/inn/en des Lehramts und der Wirtschaftsinformatik Übung 2 Termin: Donnerstag, 7:3-9: Uhr Raum: 1/25 Vorwiegend für Student/inn/en im Master für Sozial- und Geisteswissenschaften Übungen finden erstmals am 16. Oktober statt 3 4

2 Übungen Inhalt: Beantwortung von Fragen zur Vorlesung Besprechung von Übungsaufgaben Bearbeitung kleinerer Aufgaben in Kleingruppen In den Übungen wird Vorbereitung und Mitarbeit erwartet Bei Mangel an Interesse/Vorbereitung spielen die Übungsleiterinnen nicht Alleinunterhalter, sondern beenden die Übung Vorausgesetzte Kenntnisse Abiturstoff: Elementare Fähigkeiten in Mathematik, Physik und Sachkunde Bruchrechnung, Funktionen, Logarithmen, physikalische Einheiten, einfacher Stromkreis, Vorteilhaft, aber nicht notwendig: Kenntnisse einer (imperativen) Programmiersprache und Grundalgorithmen z.b. Java, C/C++/C# oder Basic Englisch Viele Fachbegriffe stammen aus dem Englischen Sie werden aber stets (i.d.r. zusammen mit einer deutschen Übersetzung) jeweils speziell eingeführt Falls versehentlich doch Begriffe oder Konzepte auftauchen, die Ihnen nicht geläufig sind, fragen Sie bitte gleich nach! 5 6 Eine Bitte... an die gelangweilten Studenten: Insbesondere im ersten Teil der Vorlesung wird Stoff gebracht, mit dem einige bereits vertraut sind (oder zumindest sein sollten "). und für alle: Mobiltelefone in den Lehrveranstaltungen ausschalten! Daher: Bei evtl. aufkommender Langweile bitte nicht die anderen Studenten stören! Vorlesungen+Übungen sind ein Angebot; jeder kann es annehmen oder nicht* Niemand sollte es aber den anderen erschweren, diese Angebote zu nutzen. *Am Ende zählt nur die Leistung in der Prüfung. 7 8

3 Prüfung Die Prüfung wird in Form einer Klausur am Semesterende abgelegt. Anmeldung über das Zentrale Prüfungsamt Materialien Auf der Web-Seite der Veranstaltung befinden sich die Materialien Folien im PDF-Format Der Dozent bemüht sich, die Folien immer vor der betreffenden Vorlesung zur Verfügung zu stellen Um Papier zu sparen, werden die Folien im 4-auf-1-Format veröffentlicht Einige Studenten benötigen nur einen unbenoteten Schein: Dieser wird bei Bestehen (Äquivalent zur Note 4 oder besser) erteilt. Zum Bestehen sind mindestens 5% der Punkte notwendig Skript in PDF-Format Wird ggf. im Laufe des Semesters ergänzt Bitte nicht ausdrucken, da noch Änderungen erfolgen können Nutzen Sie ihre Handys, Pads, Laptops als E-Reader 9 1 Literatur Dieser Kurs folgt nicht einem einzelnen Lehrbuch Folgende Literatur kann zum unterstützenden und vertiefenden Selbststudium dienen W. Coy: Aufbau und Arbeitsweise von Rechenanlagen, Vieweg, 1991 B. Becker, R. Drechsler, P. Molitor: Technische Informatik, Pearson Studium, 25 P. Hermann: Rechnerarchitektur, Vieweg, 22 V.C. Hamacher, Z.G. Vranesic, S.G. Zaky: Computer Organization, McGraw-Hill, 1996 C. Vogt: Betriebssysteme, Spektrum Akademischer Verlag, 21 W. Stallings: Betriebssysteme, Pearson Studium, 23 A. Tanenbaum, D.J. Wetherall: Computernetzwerke, Pearson Studium, 212 Ziele der Vorlesung Die Teilnehmer sollen ein prinzipielles Verständnis für die technischen Vorgänge erlangen, die bei der Ausführung von Programmen in einem Rechner vor sich gehen. Mit anderen Worten: Die Vorlesung soll die Frage beantworten: Wie funktioniert ein Computer? bzw. Warum und wie kann ein Rechner rechnen? Kurs enthält somit Elemente der Fächer Rechnerarchitektur und Rechnerorganisation, Betriebssystemen und Rechnernetzen Achtung! Teilweise geht die Literatur weit über den in der Vorlesung vermittelten Stoff hinaus. Dabei geht es nicht um jedes spezifische Detail, sondern um das Verständnis, der Grundprinzipien und ihrem Zusammenwirken 11 12

4 . Einführung Ziele der Vorlesung Aussagen wie Das macht irgendwie der Prozessor oder Darum kümmert sich irgendwie das Betriebssystem sind nicht zulässig. Das prinzipielle Wie sollten Kursteilnehmer nach erfolgreicher Teilnahme erklären können. 13. Einführung Analogie II Wie bei einem Eisberg sind viele interessante Aspekte nicht auf dem ersten Blick sichtbar Wir werden uns also über Dinge Gedanken machen, die durch äußerliche Betrachtungen eines Computers (d.h. am Bildschirm!) nicht offensichtlich sind 14. Einführung Einfaches Schichtenmodell Denkvorgänge können nicht allein (wenn überhaupt) dadurch verstanden werden, dass ein Ort benannt wird, der zuständig ist wesentlich sind die Prozesse Analoges gilt für (den viel einfacheren) Computer Nutzer Anwendungsprogramme Betriebssystem Hardware Bildquellen: Wikipedia, bilderzwerg Analogie I Merke: Es gibt keine Magie!. Einführung 15 {{ Gegenstand der Vorlesung 16

5 Merke Themen der Vorlesung Viele Prinzipien der Funktionsweisen in Rechnern funktionieren unabhängig von der benutzten Technologie und sind damit auch technologieunabhängig zu verstehen Rechner könnten z. B. auch ohne Strom auf der Grundlage mechanischer, optischer oder chemischer Phänomene konstruiert werden Information und ihre Darstellung Von der Schaltungslogik zur Informationsverarbeitung Von-Neumann-Rechner Von der Befehls- zur Programmausführung Systemsoftware: Prozesse und Prozesswechsel Ressource Prozessor: Scheduling Prozesse im Zusammenspiel: Prozessinteraktion Über die Grenze: Rechner im Netzwerk Ausgewählte TCP-Protokolle 17 18