Labor: Betriebsystemtechnik (BST)

E-Mail: bst@sra.uni-hannover.de
Dozent: Daniel Lohmann
Betreuer: Stefan Naumann, Gerion Entrup
Zeit: Veranstaltung beginnt in der 2. Semesterwoche

  • Theorieteil: Montag, 12:30-14:00, Online (BBB-Session im Stud.IP)
  • Rechnerlabor: Montag, 12:30-16:00, Online (wonder.me)
  • Details siehe Semesterplan

Achtung Corona-Modus:

TL;DR: Die erste Veranstaltung ist eine Vorlesungseinheit am 12.10.2020 um 12:30 Uhr im BBB-Raum der Stud.IP-Veranstaltung.

Wir werden in diesem Semester bedingt durch Corona folgenden Modus fahren:

  • Die Vorlesung und die Übung finden im BBB-Raum „BST“ statt, der über die Stud.IP-Veranstaltung zu erreichen ist.
  • Die Rechnerzeiten bzw. Sprechstunden finden über wonder.me bzw. Mumble und tmux statt, wie das bereits in BSB in sehr ähnlich der Fall war.
  • Für das Bestehen des Labors ist es erforderlich, dass die Aufgaben zu den im Semesterplan angezeigten Deadlines erfolgreich abgegeben werden. Die Abgaben finden in Präsenz in Form einer Live-Präsentation an individuellen Terminen 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

KW Datum Montags, 12:30-14:00 Montags, 14:00-16:00
42 12.10.2020 V1Isolation in Betriebssystemen
43 19.10.2020 A1Systemaufrufe in StuBSmI SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
44 26.10.2020 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
45 02.11.2020 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
46 09.11.2020 V2Räumliche Isolation SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
47 16.11.2020 A2Paging in StuBSmI SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
48 23.11.2020 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
27.11.2020 Deadline: Abgabe für Aufgabe 1 (Hart!)
49 30.11.2020 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
50 07.12.2020 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
51 14.12.2020 V3Sharing und Interprozesskommunikation SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
1 04.01.2021 A3Nachrichtenaustausch und erweitertes Paging SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
2 11.01.2021 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
3 18.01.2021 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
4 25.01.2021 SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde SPBetreute Rechnerzeit / Sprechstunde
01.02.2021 Deadline: Abgabe für Aufgabe 2 (Hart!)
31.03.2021 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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