Systemprogrammierung 2

Tafelübung T01 findet am Montag, dem 03.11.2025, ausnahmsweise in Raum 12801.01.151 (01.151-128 Seminarraum) statt.
In der Woche vom 27.10 – 31.10. gibt es keine Tafelübung (Rechnerübungen finden regulär statt). Weitere Informationen zu den Terminen finden Sie im Reiter Semesterplan.
Die Miniklausur findet am Freitag, den 14.11.2025, um 12:15 Uhr im H20 statt. Die verpflichtende Anmeldung zum Miniklausur-Waffel-Kurs ist ab 20.10. (späteste Anmeldung: 11.11.) möglich. Als Hilfsmittel ist lediglich ein beidseitig handbeschriebenes DIN-A5-Notizblatt zulässig. Das Notizblatt wird zusammen mit der Klausur eingesammelt.
Übungsanmeldung im Waffel ab Donnerstag, den 16.10.2025, um 19:00.
SP2 findet dieses WS inkl. Vorlesung und Übung statt. Für SP1 wird lediglich eine Wiederholerklausur am Ende des WS angeboten, nicht jedoch eine Vorlesung und Übung.

Inhalt

Die Veranstaltung 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. 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 diesen 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.