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Betriebssysteme, Rechnernetze und verteilte Systeme (DLBIBRVS01)

Kursnummer:

DLBIBRVS01

Kursname:

Betriebssysteme, Rechnernetze und verteilte Systeme

Gesamtstunden:

150 h

ECTS Punkte:

5 ECTS

Kurstyp: Pflicht

Kursangebot: WS, SS

Course Duration: Minimaldauer 1 Semester

Zugangsvoraussetzungen:

keine

Kurskoordinator(en) / Dozenten / Lektoren:

Siehe aktuelle Liste der Tutoren im Learning Management System

Bezüge zu anderen Modulen:

Siehe Modulbeschreibung

Beschreibung des Kurses:

Betriebssysteme sind eine zentrale Komponente von Rechnern und stellen grundlegende Funktionen für die Arbeit mit diesen Rechnern bereit. In immer größerem Maße stehen Rechner aber nicht alleine, sondern sind in Netzwerke eingebunden, innerhalb derer auf Daten und Funktionen anderer Computersysteme zugegriffen werden kann. Damit werden verteilte Systeme möglich, bei denen die Daten und Funktionen systematisch verschiedenen Rechnern innerhalb eines Netzwerkes zugeordnet werden, um gemeinsam definierte Aufgaben zu bewältigen. Während die verschiedenen Rechner innerhalb eines Netzwerkes oder eines verteilten Systems in der Vergangenheit stationär waren, sind mittlerweile auch viele mobile Rechner im Einsatz, was zu völlig neuen Anwendungsszenarien sowohl im privaten als auch im geschäftlichen Kontext führt.

Kursziele:

Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses sind die Studierenden in der Lage,

  • die grundlegenden Funktionen von Betriebssystemen zu erklären.
  • verschiedene Betriebssysteme zu vergleichen.
  • das OSI-Referenzmodell und den TCP/IP-Protokoll-Stack zu erläutern und zu vergleichen.
  • die wichtigsten IP-basierten Protokolle und Dienste und deren Anwendung zu erläutern.
  • unterschiedliche Architekturen für verteilte Systeme zu erläutern und zu vergleichen.
  • die wichtigsten mobilen Kommunikationsnetze zu erläutern und zu vergleichen.
  • grundlegende Herausforderungen und Lösungsansätze für Sicherheit im Internet zu erläutern.

Lehrmethoden:

Die Lehrmaterialien enthalten Skripte, Video-Vorlesungen, Übungen, Podcasts, (Online-) Tutorien und Fallstudien. Sie sind so strukturiert, dass Studierende sie in freier Ortswahl und zeitlich unabhängig bearbeiten können.

Inhalte des Kurses:

1. Grundlagen der Betriebssysteme

1.1 Grundlegender Aufbau von Computersystemen

1.2 Dateisysteme

1.3 Speicherverwaltung

1.4 Prozesse und Threads

2. Verbreitete Betriebssysteme

2.1 Grundkonzepte Windows

2.2 Grundkonzepte Unix und Linux

2.3 Grundkonzepte Apple-Betriebssysteme

2.4 Mobile Betriebssysteme

3. Rechnernetze

3.1 Grundlagen der Datenübertragung

3.2 OSI-Referenzmodell

3.3 Netztopologien

4. TCP/IP und Internet

4.1 Entstehung des Internets

4.2 TCP/IP-Protokollstack

4.3 Ausgewählte IP-basierte Protokolle und Dienste

4.4 Sicherheit im Internet

5. Architekturen verteilter Systeme

5.1 Client-Server-Systeme und verteilte Anwendungen

5.2 Grundbegriffe verteilter Systeme: Nebenläufigkeit, Semaphoren, Deadlock

5.3 Kommunikation in verteilten Systemen

5.4 Dienste-Orientierung: SOA, Webservices und Microservices

5.5 Cloud-Anwendungen

5.6 Transaktionen in verteilten Systemen

5.7 High-Performance Computing Cluster

6. Mobile Computing

6.1 Grundlagen, Techniken und Protokolle für Mobile Computing

6.2 Mobiles Internet und seine Anwendungen

6.3 Mobile Kommunikationsnetze

6.4 Sicherheit und Datenschutz in mobilen Systemen

Literatur:

  • Bengel, G. (2014): Grundkurs Verteilte Systeme. 4. Auflage. Vieweg+Teubner, Wiesbaden.
  • Gumm H. P. /Sommer M. (2013): Einführung in die Informatik. 10. Auflage. Oldenbourg, München.
  • Mandl, P. (2014): Grundkurs Betriebssysteme. 4. Auflage. Vieweg+Teubner, Wiesbaden.
  • Schill, A./Springer, T. (2012): Verteilte Systeme. 2. Auflage. Springer Vieweg, Berlin Heidelberg.
  • Tanenbaum, A.S./Bos, H. (2016): Moderne Betriebssysteme. 4. Auflage. Pearson Deutschland, Hallbergmoos.
  • Tanenbaum, A.S./Wetherall, D.J. (2012): Computernetzwerke. 5. Auflage. Pearson Deutschland, Hallbergmoos.

Prüfungszugangsvoraussetzung:

  • Kursabhängig: Begleitende Online-Lernkontrolle (max. 15 Minuten je Lektion, bestanden / nicht bestanden)
  • Kursevaluation

Prüfungsleistung:

Klausur, 90 Min.

Zeitaufwand Studierenden (in Std.): 150

Selbststudium (in Std.): 90
Selbstüberprüfung (in Std.): 30
Tutorien (in Std.): 30