Seminar: Memory Management in Modern Operating Systems (AKSI)


Semester:
Wintersemester

Anrechenbar im:
Master

Leistungspunkte
3

Dozent:
Daniel Lohmann

Betreuer:
Lars Wrenger

Zeit/Raum:
Montag, 10:00 bis 11:30 Uhr (erster Termin am 17.10.)

Stud.IP-Veranstaltung:

Seminar im Master aus der Reihe Ausgewählte Kapitel der systemnahen Informatik (AKSI)

Inhalt

Das Seminar gibt Einblicke in die Abläufe der alltäglichen Forscherpraxis. Jeder Teilnehmer fertigt eine schriftliche Ausarbeitung und einen Vortrag über ein bestimmtes Themengebiet der systemnahen Informatik an. Semesterthema in diesem Jahr ist Memory Management in Modern Operating Systems.

Die Speicherverwaltung ist seit je her einer der ausschlaggebendsten Faktoren für die Performance eines Betriebssystems. Die effiziente und ressourcenschonende Verwendung von Speicher war besonders essenziell, als dieser noch stark begrenzt war. Verschieden Strategien wurden hier erforscht, wie das Auslagern von Speicher und das Teilen von Pages und Verwaltungsstrukturen.

Inzwischen nimmt die Kapazität und Geschwindigkeit von Speicher stark zu, was zu neuen Herausforderungen führt. Bei großen verteilten Systemen wird es zunehmend wichtig, den Fluss der Daten zu optimieren. Um einen schnellen Zugriff zu gewähren, müssen Prozessoren und ihre benötigten Daten möglichst nah beieinanderliegen. Hier werden neue Technologien entwickelt wie Active-Memory, wo die DRAM-Controller selbst Speicheroperationen ausführen können oder Near-Memory-Computing, wo Prozessoren direkt in Speicherbausteine integriert werden. Ebenso gibt es Forschung bezüglich der effizienteren Auslastung von SSDs und high-capacity DIMMs (wie Intel Optane). Diese historisch langsameren Massenspeicher sind inzwischen so schnell geworden, dass gängige Abstraktionen diese nicht mehr vollständig auslasten können.

In diesem Seminar wird es noch einmal eine kurze grundlegende Einführung zur Speicherverwaltung in Linux geben. Von der Speicherhierarchie und Virtual Memory hin zu den Linux spezifischen Virtual Memory Areas und Page Caches. Also alles, was für das grundlegende Verständnis aktueller Veröffentlichungen vonnöten ist. Für die weitere Bearbeitung durch die Teilnehmenden steht eine Liste von Themen rund um die Speicherverwaltung zur Auswahl.

Vorkenntnisse

Modus

Der genaue Modus hängt von der Teilnehmeranzahl ab.

Die Prüfungsleistung besteht aus zwei Teilleistungen: einem etwa 20-minütigen Vortrag mit anschließender Diskussion und einer schriftlichen Ausarbeitung (etwa 3 Seiten).

Die Ausarbeitung ist im IEEE Paper-Template in deutscher oder englischer Sprache zu verfassen. Zusätzlich wird ein Reviewprozess der Paper simuliert, über dessen Ergebnisse nach dem jeweiligen Vortrag diskutiert wird. Die Termine der Vorträge werden noch bekannt gegeben.

Themen

Eine Liste von Papern folgt in Kürze.

Semesterplan

Es handelt sich hierbei noch um einen vorläufigen Semesterplan.

KW Datum Thema
42 17.10.2022 Mo S1Einführung
43 24.10.2022 Mo S2Metavortrag "Wie funktioniert Wissenschaft?"
24.10.2022 Mo Deadline: Paperwahl
44 31.10.2022 Mo (Feiertag)
45 07.11.2022 Mo -
08.11.2022 Fr Deadline: Paper Submission
46 14.11.2022 Mo -
18.11.2022 Fr Deadline: Paper Bidding
47 21.11.2022 Mo -
48 28.11.2022 Mo -
49 05.12.2022 Mo -
50 12.12.2022 Mo S3Metavortrag "Botschaft angekommen"
51 19.12.2022 Mo -
52 26.12.2022 Mo (Vorlesungsfreie Zeit)
01.01.2023 Sa Deadline: Abgabe Ausarbeitung und Ende Reviewphase
1 02.01.2023 Mo (Vorlesungsfreie Zeit)
2 09.01.2023 Mo VVorträge
3 16.01.2023 Mo VVorträge
4 23.01.2023 Mo VVorträge
6 06.02.2023 Mo VVorträge

Wenn es Probleme oder Nachfragen zu den Papers bzw. zur Ausarbeitung gibt, steht der Betreuer auch außerhalb der Termine zur Verfügung.

Weiterführende Literatur

Diese Paper dienen als weiterführende Literatur und sind für die Teilnahme an der Veranstaltung nicht notwendig:

Evaluationen

Anmeldung und weitere Infos

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