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t.BA.IT.BSY.19HS (Operating Systems) 
Module: Operating Systems
This information was generated on: 12 February 2025
No.
t.BA.IT.BSY.19HS
Title
Operating Systems
Organised by
T InIT
Credits
4

Description

Version: 3.0 start 01 August 2019

Diese Modulbeschreibung gilt bis zum 31. Juli 2024. Die gültige Modulbeschreibung ist im Intranet unter https://intra.zhaw.ch/departemente/school-of-engineering/bachelorstudium/module im Modulhandbuch abrufbar.

 

Kurzbeschrieb

Betriebssysteme sind zentraler Bestandteil jeder IT-Umgebung. Daher ist das Verstehen und Beherrschen von Betriebssystem-Konzepten und entsprechenden Implementierungen unerlässlich. Dieses Modul widmet sich daher vollständig dieser Aufgabenstellung, in Theorie und Praxis. Zum Einsatz kommt dafür eine aktuelle Linux-Umgebung, aufgrund der Zugänglichkeit und der Bedeutung in der modernen IT.

Modulverantwortung

bohe

Lernziele (Kompetenzen)

Ziel Kompetenzen Taxonomiestufen
Sie verstehen die Entstehung, Grundlagen und Konzepte moderner Betriebssysteme. F, M K2
Sie verstehen die Architektur, das Dienstmodell und Gerätemodell, sowie die vorhandenen Mechanismen des Linux-Betriebssystems. F, M K2, K3
Sie verstehen und beherrschen die Dienste und Mechanismen, welche für verschiedene Virtualisierungskonzepte im Kernel vorhanden sind. F, M K2, K3
Sie können Kernmodule programmieren und einen individualisierten Kern erzeugen. F, M K3, (K4)

Modulinhalte

Allgemeine OS-Grundlagen

  • Einführung Betriebssysteme
  • Betriebssystemkonzepte (Prozesse, Speicherverwaltung, Dateien, Kernel-/Userspace, Real-Time/Non-realtime Systemaufrufe, IO, Peripherie, Konsole)
  • Architekturen (Monolithisch, Modular, Microkernel)
  • Virtualisierung/Emulation und Betriebssysteme, Images, Unikernel
  • Betriebssystemvarianten, von mobilen Endgeräten bis Cloud-Scale Server, von Unix bis Linux
 

Moderne Konzepte, Mechanismen, Architektur und Dienste am Beispiel des Linux-Betriebssystems

  • Systemstart (MBR/Bootloader, UEFI, Boottracer, Bootchart)
  • Prozesse, Prozess-Scheduling, Systemcalls, Prozesskommunikation/D-Bus, Dienste, Dienstmodell, Systemd
  • Speicherverwaltungkonzepte, Virtueller Speicher, Seitentabellen, MMU, Swapping, Paging, Non-uniform Memory Architecture, (NUMA), Huge-Page-Table (HPT), Kernel-Same-Page Merging (KSM)
  • Dateisystemkonzepte, Dateien, Verzeichnisse, Zuverlässigkeit, Performance, RAM und TMP-Dateisysteme, Overlay File Systems, Partitionen/Volumes, Logical Volume Manager (LVM),  Proc-Filesystem
  • Peripherie, Interrupt, Geräte- und Treibermodelle
  • Kernel- und Treiberprogrammierung, Architektur, Treiber-Template, Lesen und Schreiben im Kernel/DMA/Treiber-IO, Blockgeräte-Treiber, DKMS (Dynamic Kernel Module Support), User-space Treiber (uio)
  • Kernel-Threads
  • Virtualisierung, Emulation, KVM, QUEMU, Libvirt
  • Container-basierte Virtualisierung, Ressourcenverwaltung, C-Groups, Namespaces, Namespaces, Chroot, Unionmount, AUFS, LXC

Praktikum

  • Linux-Systemboot, Linux-Dienste, GRUB-2, Ehterboot/gPXE, Systemd
  • Prozesse, Ressourcen, Systemcalls
  • Virtueller Speicher, Speicherverwaltung, Performance und Zuverlässigkeit
  • Volumes und Dateisysteme, fdisk, Ext4 and Btrfs
  • Kernel- und Treiberprogrammierung
  • Virtualisierung mit KVM, libvirt
  • Container-basierte Virtualisierung, Ressourcensteuerung mit cgroups, namespaces, chroot, Containerverwaltung mit LXC
  • Konfiguration und Kompilieren eines individualisierten Linux-Kernels

Lehrmittel/Materialien

 

Ergänzende Literatur

 

Zulassungs-voraussetzungen 

 

Unterrichtssprache

(X) Deutsch ( ) Englisch

Teil des Internationalen Profils

( ) Ja (X) Nein

Modulausprägung

Typ 3a
  Details siehe unter: T_CL_Modulauspraegungen_SM2025

Leistungsnachweise

Bezeichnung Art Form Umfang Bewertung Gewichtung
Leistungsnachweise während Studiensemester keine        
Semesterendprüfung   Schriftlich 90m Note 100%

Bemerkungen

 

Rechtsgrundlage

Die Modulbeschreibung ist neben Rahmenprüfungsordnung und Studienordnung Teil der Rechtsgrundlage. Sie ist verbindlich. Eine in der ersten Unterrichtswoche des Semesters schriftlich festgehaltene und kommunizierte Modulvereinbarung kann die Modulbeschreibung präzisieren. Die Modulvereinbarung ersetzt nicht die Modulbeschreibung.

Note

Course: Operating Systems - Praktikum
No.
t.BA.IT.BSY.19HS.P
Title
Operating Systems - Praktikum

Note

  • No module description is available in the system for the cut-off date of 01 August 2099.
Course: Betriebssysteme - Vorlesung
No.
t.BA.IT.BSY.19HS.V
Title
Betriebssysteme - Vorlesung

Note

  • No module description is available in the system for the cut-off date of 01 August 2099.