Klausur: Dienstag, 25.07.2023, 10:00 in der Ballspielhalle
Fragestunde zur Klausur: Dienstag, 18.07.2023 im Rahmen der letzten Vorlesung in H7
Beginn des Übungsbetriebs am Montag, 24.04.2023. Für die Teilnahme wird ein Account auf gitlab.cs.fau.de sowie im CIP benötigt.
Besuch des Linux-Kurses der FSI wird empfohlen, Inhalt wird im Übungsbetrieb vorausgesetzt.
Die Veranstaltung Systemprogrammierung (SP) gibt eine Einführung in das „Programmieren im Großen“ mit der Sprache C, verbunden mit der Vermittlung von grundlegenden Techniken der (imperativen) Systemprogrammierung am Beispiel von Betriebssystemen.
Die Vorlesung behandelt Betriebssysteme auf funktionaler wie auch (Software-)struktureller Ebene. Der „klassische“ Lehrstoff über Betriebssystemfunktionen wird am Beispiel eines logischen, schichtenstrukturierten Systementwurfs vermittelt. Dabei steht der gesamtheitliche Zusammenhang zwischen den verschiedenen Funktionen im Vordergrund.
Der Lehrstoff gliedert sich auf in drei Hauptteile. Der erste Teil ist von einführendem Charakter und gibt zunächst eine kurze Motivation, gefolgt von einem etwas längeren geschichtlichen Rückblick über die Entwicklung von Betriebssystemen. Im zweiten Teil werden die typischen zentralen Betriebssystemabstraktionen (Adressraum, Speicher, Datei und Prozess) aus Benutzersicht, d. h. „von oben“ und am Beispiel der UNIX-Systemschnittstelle, diskutiert. Den Abschluss bildet ein kurzer Abstecher in den modularen, hierarchischen Entwurf von Betriebssystemen. Hier wird die logische Struktur eines Betriebssystems entwickelt, dessen Funktionen im weiteren Verlauf des sich anschließenden dritten Teils genauer betrachtet werden sollen. In eben diesem dritten Teil werden die Konzepte, Techniken und Funktionen im Detail erklärt, die zur Implementierung der eingangs erwähnten Basisabstraktionen von Betriebssystemen erforderlich sind. Im Einzelnen behandelt werden in dem Kontext die folgenden Themen:
Speichervergabe, Adressraumabbildung
Prozessumschaltung, -einplanung und -verwaltung
Unterbrechungssteuerung, Koordination
Ein-/Ausgabe, Dateiverwaltung
Ein-/Auslagerung, Programmverwaltung
Zugriffskontrolle, Systemaufrufe
Im Vordergrund stehen Betriebssystemfunktionen für Einprozessorsysteme. Spezielle Fragestellungen zu Mehrprozessorsystemen (auf Basis gemeinsamen Speichers) werden nur am Rande und in Bezug auf Funktionen zur Koordinierung nebenläufiger Programme behandelt. In ähnlicher Weise werden Fragen zur Echtzeitverarbeitung ansatzweise nur in Bezug auf die Prozesseinplanung erörtert.
Die aktuellen Folien sind über die jeweils zugeordneten pdf-Links abrufbar.
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Teil 1 (18.04.):
- Programmstruktur
- Datentypen und Variablen
- Anweisungen
Teil 2 (24.04.):
- Funktionen
- Preprozessor
- Module
- Gültigkeitsbereiche von Variablen
- Lebensdauer von Variablen
Teil 3 (25.04.):
- Zeiger
- Zeiger als Funktionsargumente
- Zeiger auf Strukturen
- Felder
- Zeiger und Felder
- Zeigerarithmetik
- Mehrdimensionale Felder
- Dynamische Speicherverwaltung
- sizeof-Operator
- Cast-Operator
Teil 4 (02.05.):
- Felder als Funktionsparameter
- Zeiger
- Felder und Zeichenketten
- Felder von Zeigern
- Argumente aus der Kommandozeile
- Strukturen
- Zeiger auf Funktionen
- Ein-/Ausgabe
Nachfolgend Auszüge aus einem Manuskript des Dozenten Prof. Dr. Wolfgang Schröder-Preikschat, die die einleitenden Themen der Vorlesung (Teil B, 4. und 5.) behandeln.
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