Labor: Betriebsystemtechnik (BST)

Lehrveranstaltung (LV): Labor: Betriebssystemtechniklabor (BSTL)
Angebotsart: Lehrveranstaltung und Prüfung
Frequenz: jährlich
Prüfer: Lohmann
Prüfung Wahlmerkmal: Wahl-Pflicht
SWS Kompakt: 4
Studiengänge:
  • Informatik - Master (PO 2017), 6 LP, (KB: INF)
  • Technische Informatik - Master (PO 2017), 6 LP, (KB: INF)
Dozent: Daniel Lohmann
Betreuer: Gerion Entrup, Stefan Naumann
Zeit: Veranstaltung beginnt in der 2. Semesterwoche

  • Theorieteil: Montag, 12:30-14:00, Raum 135, Appelstr. 4
  • Rechnerlabor: Montag, 12:30-16:00, Raum 124, Appelstr. 4
  • Details siehe Semesterplan

Achtung: Für das Bestehen des Labors ist es erforderlich, dass die Aufgaben zu den im Semesterplan angezeigten Deadlines erfolgreich abgegeben werden. Wie in BSB findet die Abgabe der Aufgaben in der bewährten Form einer Live-Präsentation eurer Lösungen am Rechner statt.

Inhalt

Im Rahmen des Labors werden ausgewählte Inhalte zum Thema Schutz und Isolation im Sinne einer Erweiterung des in der Veranstaltung Betriebssystembau entwickelten OOStuBS angewandt. Ausgehend von der Einprozessorvariante, werden Privilegienisolation, räumliche Isolation und fortgeschrittene Adressraumkonzepte implementiert.

  • Privilegienisolation
  • Verwendung von x86 Schutzringen zur Trennung von Benutzermodus und Systemmodus
  • Systemeintritt durch Systemaufrufe
  • Räumliche Isolation
  • Verwaltung von freiem physikalischen Speicher
  • Erzeugung und Verwaltung von Adressräumen
  • Ausführung von Prozessen in eigenem Adressraum
  • Laden von Programmen; Erzeugen von Prozessen
  • Fortgeschrittene Adressraumkonzepte
  • Nachrichtenversand ohne Kopieren
  • Copy on Write
  • Implementierung von fork(2)

Die Laboraufgaben sind projektorientiert: Der Stoff wird in kleinere Portionen aufgeteilt, die dann jeweils von einer Gruppe bestehend aus 2 Studierenden zu bearbeiten sind. Neben den praktischen Arbeiten wird es aber auch 3 vorlesungsähnliche Termine geben, bei denen die zugrundeliegende Theorie vermittelt wird.

Vorkenntnisse

Semesterplan

Das Labor startet in der 2. Semesterwoche um Kollisionen mit den Einführungsveranstaltungen zu vermeiden.

KW Datum Montags, 12:30-14:00 Montags, 14:00-16:00
43 21.10.2019 V1Isolation in Betriebssystemen A1Systemaufrufe in StuBSmI
44 28.10.2019 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
45 04.11.2019 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
46 11.11.2019 V2Räumliche Isolation Betreute Rechnerzeit
47 18.11.2019 A2Paging in StuBSmI Betreute Rechnerzeit
48 25.11.2019 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
29.11.2019 Deadline: Abgabe für Aufgabe 1 (Hart!)
49 02.12.2019 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
50 09.12.2019 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
51 16.12.2019 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
2 06.01.2020 V3Sharing und Interprozesskommunikation Betreute Rechnerzeit
3 13.01.2020 A3Nachrichtenaustausch und erweitertes Paging Betreute Rechnerzeit
4 20.01.2020 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
5 27.01.2020 Betreute Rechnerzeit Betreute Rechnerzeit
03.02.2020 Deadline: Abgabe für Aufgabe 2 (Hart!)
31.03.2020 Deadline: Abgabe für Aufgabe 3 (Hart!)

Literatur

Structured Computer Organization
Andrew S. TanenbaumPrentice Hall PTR2006978-0131485211.
[BibTex]
Using Continuations to Implement Thread Management and Communication in Operating Systems
Richard P. Draves, Brian N. Bershad, Richard F. Rashid, Randall W. DeanProceedings of the 13th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '91)ACM Press1991.
10.1145/121132.121155 [BibTex]
Virtual Memory, Processes, and Sharing in MULTICS
Robert C. Daley, Jack Bonnell DennisCommunications of the ACM11.51968.
10.1145/363095.363139 [BibTex]
The Multics System: An Examination of its Structure
Elliot I. OrganickMIT Press19720-262-15012-3.
[BibTex]
The Unix Time-Sharing System
Dennis MacAlistair Ritchie, Ken ThompsonCommunications of the ACM17.71974.
10.1145/361011.361061 [BibTex]
Design Tradeoffs for Software-Managed TLBs
Richard Uhlig, David Nagle, Tim Stanley, Trevor Mudge, Stuart Sechrest, Richard BrownACM Transactions on Computer Systems12.31994.
10.1145/165123.165127 [BibTex]
Accent: A Communication Oriented Network Operating System Kernel
Richard F. Rashid, George G. RobertsonProceedings of the 8th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '81)ACM Press1981.
10.1145/800216.806593 [BibTex]
Meltdown
Moritz Lipp, Michael Schwarz, Daniel Gruss, Thomas Prescher, Werner Haas, Stefan Mangard, Paul Kocher, Daniel Genkin, Yuval Yarom, Mike HamburgArXiv e-prints2018.
PDF 1801.01207 [BibTex]

Evaluation

Anmeldung und weitere Infos

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