Lehrver­anstaltungs­handbuch BVS1

Betriebssysteme und Verteilte Systeme 1

PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: BVS1

Version: 3 | Letzte Änderung: 01.04.2022 09:35 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben

Langname Betriebssysteme und Verteilte Systeme 1
Anerkennende LModule BVS1_BaET, BVS1_BaTIN
Verantwortlich
Prof. Dr. Cartsten Vogt
Professor Fakultät IME
Gültig ab Wintersemester 2021/22
Niveau Bachelor
Semester im Jahr Wintersemester
Dauer Semester
Stunden im Selbststudium 60
ECTS 5
Dozenten
Prof. Dr. Cartsten Vogt
Professor Fakultät IME
Voraussetzungen prozedurale Programmierung
Architektur von Digitalrechnern (Grundkenntnisse)
Internetprotokolle (Grundkenntnisse)
Unterrichtssprache deutsch
separate Abschlussprüfung Ja
Literatur
siehe http://www.nt.fh-koeln.de/vogt/bs/bvs_lit.pdf
Abschlussprüfung
Details Die Studierenden sollen in einer schriftlichen Klausur folgende Kompetenzen nachweisen: 1.) Sicherer Umgang mit grundlegenden Begrifflichkeiten, Konzepten und Techniken, 2.) Anwendung programmiersprachlicher und abstrakterer Konstrukte zur Lösung von Anwendungsproblemen bei der nebenläufigen und verteilten Programmierung, 3.) Prüfung von Lösungsvorschlägen auf Korrektheit. Typische Aufgabenformen zu 1.) sind Multiple-Choice-Fragen, Lückentexte, Bewertung von Aussagen hinsichtlich ihrer Korrektheit, zu 2.) Lösung kleinerer umgangssprachlich formulierter Probleme durch Programmstücke oder in abstrakterer Form und zu 3.) das Finden von Fehlern in Aussagen und vorgegebenen Programmstücken.
Mindeststandard Mindestens 50% der möglichen Gesamtpunktzahl.
Prüfungstyp Klausur

Lernziele
Zieltyp Beschreibung
Kenntnisse Grundlagen von Betriebssystemen und Verteilten Systemen
Einordnung und Aufgaben eines Betriebssystems im Rechensystem
zu verwaltende Betriebsmittel
Nebenläufigkeit in Hard- und Software
Komponenten und Eigenschaften Verteilter Systeme
Software-Strukturen
Betriebssystemkern
Hierarchische Strukturen
Virtuelle Maschinen
Client-Server-Systeme
Peer-to-Peer-Systeme
Kenntnisse Das UNIX/Linux-Betriebssystem
Geschichte und Standards
Schalenstruktur
Kern mit Programmierschnittstelle
Shell mit Benutzerschnittstelle
wichtige Benutzerkommandos
Aufbau des Dateisystems
Programmierung in C
Kenntnisse Nebenläufigkeit
Prozesse und Threads
grundlegende Eigenschaften
Prozesse in UNIX
Threads in Java
Synchronisation
grundlegende Synchronisationsbedingungen
wechselseitiger Ausschluss
Reihenfolge
Mechanismen zur Durchsetzung
Interruptsperrung
Spinlocks
Signale
Semaphore
Monitore
Deadlocks
Kenntnisse Kommunikation
Grundbegriffe
speicher- vs. nachrichtenbasierte Kommunikation
Mailboxen und Ports
synchrone vs. asynchrone Kommunikation
lokale Kommunikation
Shared Memory
Message Queues
Pipes
Kommunikation in verteilten Systemen
Protokolle
Sockets
Fertigkeiten Umgang mit den Schnittstellen eines Betriebssystems
zeichenorientierte Benutzerschnittstelle (Konsole)
Programmierschnittstelle
Fertigkeiten Steuerung nebenläufiger Aktivitäten in einem Betriebssystem
von der Benutzerschnittstelle aus
durch Funktionen der Programmierschnittstelle
Fertigkeiten Synchronisation nebenläufiger Ausführungen durch Synchronisationsmechanismen
Fertigkeiten Nutzung verschiedener Kommunikationsmechanismen
lokale Mechanismen
Mechanismen in Rechnernetzen
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Vorlesung 2
Übungen (ganzer Kurs) 1
Übungen (geteilter Kurs) 1
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Voraussetzungen
Sicherer Umgang mit C oder Java
Begleitmaterial elektronische Vortragsfolien und Animationen zur Vorlesung, elektronische Arbeitsblätter zu Übungen
, elektronische Sammlung von Beispielprogrammen
, kommentierte Schnittstellendokumentationen mit Anwendungsbeispielen, Links auf relevante Web-Seiten
Separate Prüfung Nein

Lernziele
Zieltyp Beschreibung
Kenntnisse Befehle der zeichenorientierten UNIX/Linux-Benutzerschnittstelle
Nutzung durch Eingabe über die Tastatur
Nutzung durch Einbettung in Shell Scripts
insbesondere zur Steuerung nebenläufiger Prozesse
Kenntnisse C-Funktionen der UNIX/Linux-Programmierschnittstelle
zum Zugriff auf Dateien und Geräte
zur Erzeugung und elementaren Steuerung von Prozessen
zur Synchronisation von Prozessen
zur Kommunikation von Prozessen (lokal und im Netz) - je nach verfügbarer Zeit
Fertigkeiten Anwendung der unter "Kenntnisse (fachliche Inhalte)" genannten Aspekte auf praxisbezogene Szenarien durch selbstständige Arbeit in kleinem Team.
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Praktikum 1
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Voraussetzungen
Sicherer Umgang mit C oder Java
Begleitmaterial elektronische Vortragsfolien und Animationen zur Vorlesung, elektronische Sammlung von Beispielprogrammen
, kommentierte Schnittstellendokumentationen mit Anwendungsbeispielen
Separate Prüfung Ja
Separate Prüfung
Prüfungstyp praxisnahes Szenario bearbeiten (z.B. im Praktikum)
Details Die Studierenden schließen sich zu Kleingruppen zusammen. Jede Kleingruppe absolviert mehrere "Praktikumsrunden" mit zugewiesenen Laborterminen. In jeder Runde werden Programmieraufgaben gelöst.
Zur Vorbereitung eines Labortermins muss ein "Vorbereitungsblatt" praktisch gelöst werden. Die dabei erworbenen Kenntnisse werden zu Beginn des Termins geprüft (kurzer schriftlicher Eingangstest, persönliches Gespräch mit dem Betreuer). Wird diese Prüfung nicht bestanden, so muss ein Folgetermin wahrgenommen werden; im Wiederholungsfall führt dies zum Nichtbestehen des Praktikums. Im Erfolgsfall wird ein "Laborarbeitsblatt" mit weiteren Aufgaben unter Aufsicht (und ggf. mit Hilfestellung) bearbeitet.
Mindeststandard Erfolgreiche Teilnahme an allen Laborterminen, d.h. insbesondere selbstständige (ggf. mit Hilfestellung) Lösung der Programmieraufgaben.

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