Hasso-Plattner-Institut Potsdam Operating Systems and Middleware Group at HPI University of Potsdam, Germany
Operating Systems and Middleware Group at HPI

Vorlesung: Betriebssysteme I

Wintersemester 2009/10

Dr. Peter Tröger

Dipl.-Inf. Bernhard Rabe
M.Sc. Michael Schöbel
Dipl.-Inf. Alexander Schmidt

Inhalt der Vorlesung

Die Lehrveranstaltung richtet ihren Schwerpunkt auf Technologien in Standard-Betriebssystemen (general-purpose operating systems) und diskutiert Techniken und Ansätze am Beispiel der Microsoft Windwos NT/2000/XP-Betriebssystemfamilie. Diese Ansätze werden in Relation gesetzt zu Lösungen, die in UNIX/Mac OS X/ Linux, dem VMS-Betriebssystem und eingebetteten Systemen realisiert worden sind.

Auf diesen Seiten finden Sie Unterlagen zu den Vorlesungen, die laufend ergänzt werden. Insbesondere finden Sie einige Foliensätze, die über das in der Vorlesung gezeigte Material hinausgehen.

Als Teilnehmer der Lehrveranstaltung sind Sie berechtigt Kopien der Unterlagen für Ihre eigene Verwendung anzufertigen. Jegliche Vervielfältigung und Nachnutzung der Unterlagen in elektronischer oder gedruckter Form bedürfen der schriftlichen Zustimmung des Autors.

Prüfung

Die mündlichen Prüfungen finden am 24.2., 26.2., 1.3., 3.3. und 5.3. sowie am 12.,14.,16.4 im Raum A.1.2 statt. Ab sofort ist die Anmeldung zur Prüfung möglich.

Termine

  • Mo, 15:15-16:45, Vorlesung und Übung im Wechsel in HPI HS 2
  • Mi, 13:30-15:00 Vorlesung in HPI HS 3
Der Leistungserfassungsprozeß der Vorlesung schließt das regelmäßige Lösen von Übungsaufgaben ebenso ein, wie eine mündliche Prüfung in der vorlesungsfreien Zeit.

Literaturhinweise

  • Windows Research Kernel @ HPI Webseite
  • Sysinternals Webseite www.sysinternals.com
  • (CRK) Tools
  • Curriculum Resource Kit Website
  • Mark A.Russinovich/David A. Solomon, "Windows Internals", 4th Edition, MS Press 2005.
  • David A. Solomon/Mark E. Russinovich, "Inside Windows 2000", 3rd Edition, MS Press, 2000.
  • John Hart, „Win32 System Programming“, Addison-Wesley, 1997.
  • Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, "Operating System Concepts", John Wiley & Sons, 6th Ed., 2003;
    Webseite zu diesem Buch unter os-book.com
  • Gary Nutt, "OS Projects using Windows NT", Addison-Wesley, 1999.
  • Helen Custer, "Inside Windows NT", MS Press, 1993.
  • Andrew S. Tanenbaum, "Distributed Operating Systems", Prentice Hall, 1995.

Übung

Bei Fragen oder Anmerkungen zur Übung schreiben Sie bitte an bs@hpi.uni-potsdam.de..

0. Aufgabe

  • Richten Sie in Ihrem Browser ein exportierbares DFN-Zertifikat ein.
  • Melden Sie sich beim Abgabesystem für die Übungsaufgaben an.
  • Tragen Sie unter Persönliche Daten ihre Matrikelnummer ein.
  • Bilden Sie Gruppen zu 3 Personen.
  • Ein ausgewähltes Mitglied der Übungsgruppe erzeugt unter Persönliche Daten eine neue Gruppe und trägt die Namen aller zuvor angemeldeten Mitglieder mit Komma getrennt ein.
Für die Beantragung eines DFN-Zertifikats empfehlen die HPI-Administratoren folgende Zeitslots: Dienstag der 27.10, 13:00-15:00; Freitag der 30.10, 13:00-15:00

1. Aufgabe

09.11.2009 (Vorstellung bei Ihrem Tutor bis zum 20.11.2009)

2. Aufgabe

23.11.2009 (Vorstellung bei Ihrem Tutor bis zum 04.12.2009)

3. Aufgabe

07.12.2009 (Vorstellung bei Ihrem Tutor bis zum 18.12.2009)

4. Aufgabe

11.01.2010 (Vorstellung bei Ihrem Tutor bis zum 22.01.2010)

  • Aufgabenblatt 4
  • Programmrahmen
  • Folien zur Übung
  • Hinweise: Das WRK-Projektverzeichnis darf sich nicht auf einem Netzlaufwerk befinden, bspw. Ihrem Homelaufwerk (Y:\). Außerdem dürfen im Pfad zum Verzeichnis der Solution keine Leerzeichen enthalten sein. Falsch wäre also: C:\My Documents\wrk.

5. Aufgabe

25.01.2010 (Vorstellung bei Ihrem Tutor bis zum 05.02.2010)

Ablauf der Lehrveranstaltung

Die Vorlesung wird auf deutsch gehalten. Dennoch liegen die meisten Folien in englischer Sprache vor. Die Foliensätze werden in unregelmässigen Abständen nach den Vorlesungen veröffentlicht. Aufgrund von Copyright-Beschränkungen ist der Zugriff durch ein Passwort geschützt, welches in der Vorlesung bekanntgegeben wird.

Unit 1: Overview of Operating Systems (Core)

  1. Windows Operating System Internals Course Overview
  2. The Evolution of Operating Systems
  3. Windows Operating System Family – Concepts & Tools

Unit 2: Operating System Principles (Core)

  1. Structuring of the Windows Operating System
  2. Windows Core System Mechanisms
  3. Windows on Windows - OS  Personalities
  4. The Windows API – Naming Conventions, Types
  5. OS Principles labs and quizzes

Unit 3: Concurrency (Core)

  1. Concurrency, Critical Sections, Semaphores
  2. Windows Trap Dispatching, Interrupts, Synchronization
  3. Advanced Windows Synchronization
  4. Windows APIs for Synchronization and Inter-Process Communication
  5. Concurrency labs and quizzes

Unit 4: Scheduling and Dispatch (Core)

  1. The Concept of Processes and Threads
  2. Windows Processes and Threads
  3. Windows Process and Thread Internals
  4. Windows Thread Scheduling
  5. Advanced Windows Thread Scheduling
  6. Scheduling and Dispatch labs and quizzes

Unit 5: Memory Management (Core)

  1. Memory Management for Multiprogramming
  2. Windows Memory Management Fundamentals
  3. Virtual Address Translation
  4. Physical Memory Management
  5. Memory Management labs, quizzes and demos

Unit 7: Protection and Security

  1. The Security Problem
  2. Windows Security Components and Concepts
  3. Windows Security Descriptors
  4. Security labs and quizzes

Unit A: Windows Networking

  1. Networking Components in Windows OS
  2. Windows Socket Programming
  3. Microsoft-specific extensions to Sockets and other Networking APIs
  4. Networking labs and quizzes

Vorherige Veranstaltungen WS2008/09 WS2007/08 SS 2006 SS 2005 WS 2004/05 WS 2003/04