Betriebssysteme in der Medien- und Kommunikationsinformatik

Das Ziel dieses Moduls ist, Aufgaben, Grundbegriffe, Strukturen und Konzepte von Betriebssystemen anhand verbreiteter Betriebssystemfamilien kennenzulernen. Die Studierenden werden einen tiefergehenden Einblick in die Rechnertechnik gewinnen. Dabei lernen Studierende die Vorgehensweisen zur Lösung von Problemen beim Erstellen von systemnaher Software. Diese Vorlesung bietet Grundlagen für die späteren Vorlesungen Verteilte Systeme, IT-Sicherheit und Mobile Computing, u.a. Die Inhalte der Vorlesung werden in mehrere Themen aufgeteilt. Zu jedem Thema werden die Aufgaben des Betriebssystems (LE1) und die Algorithmen für die Aufgabenlösungen (LE2) erklärt. Die Studierenden gewinnen Fertigkeiten durch praktische Anwendung der Algorithmen in Übungen oder in Form von systemnaher Software (LE3), die teilweise im Labor entwickelt und getestet wird. Bei den praktischen Tätigkeiten werden die Studierenden in Teams arbeiten (LE4). Die Hauptreferenz ist [Tannenbaum] und [Silberschatz]. In der Vorlesung werden folgende Inhalte bearbeitet: (i) Grundlagen, allgemeine Konzepte wie Prozess, Speicher, Ein-/Ausgabe, Datei, (ii) Architekturmodelle wie Schichten, Kern, Mikrokern, Objektorientierung und Kommunikationsmodelle; Aufgaben, Konzepte, Strukturen und Architekturen von lokalen, Netzwerk- und verteilten Betriebssystemen; Hardware-Software-Schnittstelle (CPU, Motherboard, Peripherie); (iii) Prozessverwaltung, Nebenläufigkeit und Kooperation sequenzieller und verteilter Prozesse, Koordinations-, Synchronisations- und Kommunikationsprobleme und -mechanismen,.(iv) Reale und virtuelle Speicherverwaltung. Organisation von persistentem Speicher, (v) Dateiverwaltung. (vi) Spezielle Aspekte wie Administration, Sicherheit, Fehlertoleranz, (vii) Betriebssysteme für verschiedene Einsatzbereiche wie Rechnernetze (Netzwerkbetriebssysteme, verteilte Betriebssysteme), eingebettete Systeme (z.B. Echtzeitbetriebssysteme) und mobile Systeme. (iix) Konkrete Betriebssysteme wie Unix, Linux, Windows werden ausgewählt, untersucht und hinsichtlich ihrer Entwicklung, ihrer Konzepte, Strukturen und Architekturen, ihrer Rollen in der Betriebssystem-Welt und der Möglichkeiten und Grenzen ihres Einsatzes verglichen