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1 Betriebssysteme Sommersemester 2018 Betriebssysteme 0. Kapitel Organisatorisches Prof. Matthias Werner Professur Betriebssysteme Homepage: Vorlesung: Prof. Matthias Werner Zeit: Donnerstag, Uhr Uhr Ort: 1/204 Übung: Gruppe 1, Leiter: Christine Jakobs, Freitag, 9:15 Uhr, R 1/205 Gruppe 2, Leiter: Martin Richter, Mittwoch, 7:30 Uhr, R 1/375 Die erste Übung ist am SoSe 2018 M. Werner 2 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de Prüfungsleistungen Prüfungsleistungen (Forts.) Leistung wird anerkannt in folgenden Studiengängen als Pflichtfach: Bachelorstudiengang Informatik Bachelorstudiengang Angewandte Informatik als wahlobligatorisches Fach: Master Informatik für Geistes- und Sozialwissenschaftler Master/Bachelor Mathematik (verschieden Nebenfächer) Bachelorstudiengang Informations- und Kommunikationstechnik Bachelorstudiengang MINT Inhalt der Prüfung Fragen zu den Inhalten der Vorlesung, u.a. als multiple choice Anwendung von konkreten Algorithmen Einfache Programmieraufgaben, die auf Papier lösbar sind Prüfungsleistung Abschlussklausur Anmeldung über Zentrales Prüfungsamt SoSe 2018 M. Werner 3 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de SoSe 2018 M. Werner 4 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de

2 Übungsbetrieb Bitte beachten: Mobiltelefone in den Lehrveranstaltungen ausschalten! Inhalt: Beantwortung von Fragen zur Vorlesung Besprechung von Selbsttest-Aufgaben, Bearbeitung kleinerer Aufgaben Start der Übungen am 20. April Allgemein gilt: Übungen sind (wie die Vorlesung) ein Angebot. Jeder kann es annehmen oder nicht, am Ende zählt nur die Prüfung. Erfolgreiche Übungen setzen Vorbereitung und Mitarbeit voraus. Bei Mangel an Interesse/Vorbereitung spielt der Übungsleiter nicht Alleinunterhalter, sondern beendet die Übung. SoSe 2018 M. Werner 5 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de Worum es nicht geht Diese Veranstaltung... Hinweis: ist kein Programmierkurs diskutiert nicht die Bedienung von Betriebssystemen ist auch keine eine Einführung in Android, AiX, BeOS, Chorus, Chrome, CP/M, DOS, ios, Linux, Mach, MacOS, MVS, OS/2, PalmOS, Symbian, TinyOS, Unix, VMS, Windows... Gelegentlich gibt es Beispiele aus konkreten Betriebssystemen Es gibt über 500 verschiedene Betriebssystem in verschiedenen Varianten, allein für Linux sind über 600 verschiedene Distributionen bekannt. Quelle: SoSe 2018 M. Werner 6 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de Worum es nicht geht (Forts.) Außerdem: Denken Sie beim Einsatz von Betriebssystemen nicht nur an konventionelle Rechner (PCs, Arbeitsplatzrechner, Großrechner) Betriebssysteme gibt es auch: unter der Motorhaube im Mobiltelefon in der Waschmaschine auf der Chipkarte. SoSe 2018 M. Werner 7 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de SoSe 2018 M. Werner 8 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de

3 Ziele der Vorlesung Vorausgesetzte Kenntnisse Die Studenten sollen... grundsätzliches Verständnis für Probleme des Betriebssystementwurfs entwickeln wissen, wie ein modernes (Mikrokern-) Betriebssystem aufgebaut ist die einschlägigen Konzepte, Algorithmen und Strategien zur Verwaltung und Vergabe der verschiedenen Betriebsmittel kennen Zielgruppe: Nicht die Benutzer heutiger Systeme, sondern die Entwickler zukünftiger Systeme Rechnerhardware Von-Neumann-Rechner, Rechenwerk, Interrupt, etc. Algorithmen und Datenstrukturen Verkettete Listen, Bäume,... ; Suche, Sortieren,... Benutzung gängiger Betriebssysteme z.b. Unix, Windows, MacOS X Imperative Programmierung C/C++, Java, o.ä. Fachenglisch SoSe 2018 M. Werner 9 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de Inhalte der Vorlesung Architektur Prozesse Prozessinteraktion Speicherverwaltung, virtueller Speicher Scheduling Betriebsmittelverwaltung SoSe 2018 M. Werner 10 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de Die Vorlesung folgt keinem einzelnen Lehrbuch Die folgende kommentierte Literaturliste soll Hilfestellung für die Auswahl von Literatur für das Selbststudium geben Außerdem werden auf der Web-Seite der Veranstaltung die Folien als Handout veröffentlicht Ich bemühe mich, sie vor der jeweiligen Behandlung in der Vorlesung ins Netz zu stellen kurzfristige Änderungen sind immer möglich Können durch eigene Notizen ergänzt werden Handout ist im Format 2x2 Folien pro Seite; wer es anders braucht, kann einschlägige Tools nutzen Danksagung Teile der Materialien sind mit freundlicher Genehmigung übernommen von H.-U. HEISS und R. BAUMGARTL. Außerdem werden öffentliche Materialen zu bekannten Betriebssystem-Lehrbüchern verwendet. SoSe 2018 M. Werner 11 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de SoSe 2018 M. Werner 12 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de

4 Handout Beispielsscript (bash), um Handout in 1x1-Format zu konvertieren Benötigt ghostscript und pdf-toolkit YMMV #!/ usr/bin/env bash if [ -z "$1" ] [! -f "$1" ] \ [ file -Ib $1 cut -f1 -d!= " application / pdf ;" ]; then echo "No valid input file " exit 1 fi x=( ) y=( ) temp= mktemp -u / tmp /pdf -cv -XXXXX for i in {0..3}; do gs -q -dnopause -dbatch -P- -dsafer -sdevice = pdfwrite \ -g4210x2975 -soutputfile =${ temp }$i.pdf \ -c " <</ PageOffset [${x[$i ]} ${y[$i ]}]>> setpagedevice " \ -f $1; done pdftk ${ temp }?. pdf shuffle output $ {1/. pdf /-1x1.pdf } rm ${ temp }?. pdf Literatur Allgemein [BH03] J. Bacon und T. Harris. Operating Systems. Addison Wesley, 2003 [SPG91] [Sta04] [AA15] Anm: Erweiterte (z.b. auch Web und Middleware), aber strikt konzeptionelle Sicht mit Schwerpunkt auf Nebenläufigkeit A. Silberschatz, J. Peterson und P. Galvin. Operating System Concepts. Reading, MA: Addison-Wesley, 1991 Anm: Das Dinosaurierbuch :-), gilt häufig als Standardwerk für die Einführung in das Gebiet; nicht ganz so systematisch wie [Sta04] W. Stallings. Operating Systems: Internals and Design Principles. Prentice Hall, 2004 Anm: Eines der Standardbücher über Betriebssysteme, detaillierter aber auch dichter als [Tan08]. Remzi H. Arpaci-Dusseau und Andrea C. Arpaci-Dusseau. Operating Systems: Three Easy Pieces Arpaci-Dusseau Books, Mai 2015 Anm: Strukturiert nach den drei Hauptkonzepten, Lehrbuch an der University of Wisconsin, frei als PDF erhältlich (und wird damit auch ständig aktualisiert) SoSe 2018 M. Werner 13 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de Literatur [Tan08] A. Tanenbaum. Modern Operating Systems. Prentice Hall, 2008 Anm: Sehr anschaulich; aber z.t. etwas vereinfachend [Wet87] Horst Wettstein. Architektur von Betriebssystemen. Hanser, 1987 [Bac86] [BC05] Anm: Wirkt zwar etwas altmodisch, bringt aber die (zeitlosen) Konzepte in kompakter und strukturieren Form Spezielle Systeme UNIX/Linux und Windows Maurice J. Bach. The design of the Unix operating system. Prentice Hall, 1986 Anm: Standardbuch über UNIX-Design; angeblich eines der Bücher die L. Torvalds für den Entwurf von Linux genutzt hat. Daniel P. Bovet und Marco Cesati. Understanding the Linux Kernel. 3. Aufl. O Reilly, 2005 Anm: Kein Lehrbuch, sondern detaillierte Diskussion des realen 2.6 Linux-Kernels (damit etwas veraltet, aber es gibt IMHO kein entsprechendes Werk für die neueren Kernel); setzt Verständnis über BS-Konzepte voraus SoSe 2018 M. Werner 14 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de Literatur (Forts.) [Ehs+05] Erich Ehses u. a. Betriebssysteme. Pearson Studium, 2005 [Lef+89] [RS05] Anm: Versucht zwar, ein allgemeines BS-Buch zu sein, ist für diesen Zweck aber etwas dünn ; dafür gut lesbar (wenn auch z.t. etwas gestelzt ) geschrieben und mit vielen Code-Beispielen aus Linux Samuel J. Leffer u. a. The Design and Implementation of the 4.3BSD UNIX System. Addison-Wesley, 1989 Anm: Wenn auch etwas veraltet und auf BSDUnix beschränkt, gibt dieses Buch einen gute Darstellung von Realisierung allgemeiner BS-Konzepte Mark E. Russinovich und David A. Solomon. Microsoft Windows Internals. Microsoft Press, 2005 Anm: Für alle, die wissen wollen, wie Windows intern funktioniert. Setzt Grundkenntnisse in BS-Konzepten voraus. SoSe 2018 M. Werner 15 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de SoSe 2018 M. Werner 16 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de

5 Literatur (Forts.) Die Übersetzung englischer Literatur (insbesondere ältere Auflagen) ist z.t. ziemlich schlecht lieber die Originale benutzen! Teilweise Referenzen auf Originalartikel aus Zeitschriften oder Konferenzbänden als weiterführende Literatur gedacht Nutzung z.t. auf TU Chemnitz beschränkt SoSe 2018 M. Werner 17 / 17 osg.informatik.tu-chemnitz.de