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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Betriebssysteme - Cheatsheet
Betriebssysteme - Cheatsheet Prozesszustände: Lebenszyklus eines Prozesses Definition: Verschiedene Zustände, die ein Prozess während seiner Ausführung durchläuft. Details: New : Prozess wird erstellt. Ready : Prozess ist bereit zur Ausführung, wartet auf CPU-Zuweisung. Running : Prozess wird gerade von der CPU ausgeführt. Blocked (Waiting) : Prozess wartet auf eine Ereignis (z.B. I/O). Terminated...

Betriebssysteme - Cheatsheet

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Betriebssysteme - Exam
Betriebssysteme - Exam Aufgabe 1) Du bist als Systemadministrator verantwortlich für die Optimierung des Prozessmanagements in einem Betriebssystem. Dabei musst Du sicherstellen, dass die Prozesse effizient und reibungslos durch die verschiedenen Zustände (New, Ready, Running, Blocked, Terminated) wechseln. a) In deinem Betriebssystem gibt es fünf Prozesse: P1, P2, P3, P4 und P5. Jeder Prozess kan...

Betriebssysteme - Exam

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Welche Zustände können Prozesse im Lebenszyklus durchlaufen?

Was ist ein Process Control Block (PCB)?

Wie wechseln Prozesse zwischen Zuständen?

Was sind die Hauptunterschiede zwischen Threads und Prozessen in Bezug auf Ressourcen- und Speicherverwaltung?

Warum ist die Thread-Schaffung schneller als die Prozess-Schaffung?

Welche Mittel werden zur Synchronisierung von Threads verwendet?

Was ist Paged Memory Management?

Wozu dient die Seitentabelle beim Paged Memory Management?

Was ist ein Page-Fault?

Was ist der virtuelle Speicher (Virtual Memory)?

Wie erweitert virtueller Speicher den physischen Speicher?

Was passiert bei einem Page Fault im virtuellen Speicher?

Was ist Speicherzuweisung im Kontext von Dateien?

Was ist ein Nachteil der kontiguousen Speicherzuweisung?

Welche Methode der Speicherzuweisung löst das Problem großer Dateien?

Was ist das Hauptziel von Echtzeitsystem-Scheduling-Algorithmen?

Wie priorisiert der RM-Algorithmus (Rate Monotonic) Aufgaben in Echtzeitsystemen?

Welche Formel beschreibt die Bedingung für die RM-Scheduling-Algorithmus?

Was versteht man unter Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA)?

Welche Methode beschreibt die einmalige Authentifizierung für mehrere Dienste?

Wie überprüft die Two-Step-Verifikation die Identität einer Person?

Welche Techniken werden bei der signaturbasierten Erkennung von Malware verwendet?

Was ist der Zweck von Sandboxing in der Malware-Abwehr?

Welche Technik wird bei einem Intrusion Prevention System (IPS) verwendet?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Betriebssysteme an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Prozessverwaltung

Das Management von Prozessen ist ein grundlegendes Thema in der Betriebssystemforschung und -entwicklung. In diesem Abschnitt wird untersucht, wie Betriebssysteme Prozesse erstellen, verwalten und terminieren.

  • Prozesszustände: Lebenszyklus eines Prozesses von der Erstellung bis zur Beendigung
  • Prozessplanung: Algorithmen zur effizienten Zuteilung von CPU-Ressourcen
  • Thread-Management: Unterschied zwischen Prozessen und Threads und deren Verwaltung
  • Synchronisation: Mechanismen zur Vermeidung von Race Conditions
  • Interprozesskommunikation (IPC): Methoden zur Kommunikation zwischen Prozessen
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Speicherverwaltung

Speicherverwaltung bezieht sich auf den effizienten Einsatz und die Verwaltung von Haupt- und Sekundärspeicher. Dieser Abschnitt erklärt, wie Betriebssysteme Speicher allozieren und swapen.

  • Speicherhierarchien: Unterschiede und Anwendungen von Haupt-, Cache- und Sekundärspeicher
  • Paged Memory Management: Konzept und Implementierung der Seitentabellen
  • Segmentierung: Verwaltung von Speichersegmenten für verschiedene Programme
  • Virtual Memory: Nutzung von externer Speicher als Erweiterung des Hauptspeichers
  • Speicherschutz: Mechanismen zum Schutz von Speicherbereichen vor unbefugtem Zugriff
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Dateisysteme

Dateisysteme organisieren und verwalten Daten auf Speichergeräten. Dieser Abschnitt behandelt die Struktur und Funktionsweise von Dateisystemen in modernen Betriebssystemen.

  • Dateisystemarchitektur: Aufbau und Struktur eines Dateisystems
  • Dateimanagement: Erstellung, Löschung und Zugriff auf Dateien
  • Speicherzuweisung: Methoden zur Speicherung von Dateien auf physischen Medien
  • Journaling: Techniken zur Verbesserung der Zuverlässigkeit eines Dateisystems
  • RAID: Verschiedene Level von Redundant Array of Independent Disks
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Echtzeitbetriebssysteme

Echtzeitbetriebssysteme (RTOS) sind speziell für zeitkritische Anwendungen konzipiert. Dieser Abschnitt stellt die Besonderheiten und Anforderungen solcher Systeme dar.

  • Merkmale von RTOS: Unterscheidungsmerkmale zu gewöhnlichen Betriebssystemen
  • Echtzeitanforderungen: Zeitliche Determinismus und garantierte Antwortzeiten
  • Planung in Echtzeitsystemen: Scheduling-Algorithmen zur Einhaltung von Deadlines
  • Speicherverwaltung in RTOS: Spezifische Techniken für deterministische Speicherzugriffe
  • Anwendungsgebiete: Industrielle, medizinische und eingebettete Systeme
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Sicherheit und Schutzmechanismen

Eine der Hauptaufgaben von Betriebssystemen ist der Schutz der Daten und Ressourcen vor unbefugtem Zugriff und Missbrauch. Dieser Abschnitt behandelt Sicherheitsmaßnahmen und Schutzmethoden.

  • Authentifizierung: Methoden zur Überprüfung der Benutzeridentität
  • Autorisierung: Mechanismen zur Beschränkung des Zugriffs auf Ressourcen
  • Verschlüsselung: Techniken zur Sicherung der Vertraulichkeit von Daten
  • Malware-Schutz: Strategien zur Erkennung und Abwehr von Schadsoftware
  • Firewalls: Einsatz von Firewalls zur Sicherung von Netzwerken
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Betriebssysteme an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Der Kurs Betriebssysteme an der Universität Erlangen-Nürnberg ist Teil des Studiengangs Informatik. Diese Vorlesung vermittelt Dir wesentliche Kenntnisse in der Theorie und Praxis von Betriebssystemen. Die Vorlesung ist in zwei Hauptkomponenten unterteilt: Theorie und praktische Übungen. Wöchentlich werden zwei Stunden Theorieunterricht sowie zwei Stunden praktische Übungen angeboten, was eine ausgewogene Kombination aus theoretischem Wissen und praktischer Anwendung ermöglicht. Am Ende des Semesters erfolgt eine schriftliche Prüfung zur Überprüfung Deines Lernerfolgs, zudem gibt es begleitend kleinere Übungsaufgaben während des Semesters. Die Vorlesung wird im Wintersemester angeboten und behandelt wichtige Themen wie Prozessverwaltung, Speicherverwaltung, Dateisysteme, Echtzeitbetriebssysteme, Sicherheit und Schutzmechanismen sowie verteilte Systeme.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung Betriebssysteme besteht aus zwei Teilen: Theorieunterricht und praktische Übungen. Der Theorieunterricht umfasst wöchentlich 2 Stunden Vorlesung und die praktischen Übungen ebenfalls 2 Stunden pro Woche.

Studienleistungen: Zur Überprüfung des Lernerfolgs gibt es am Ende des Semesters eine schriftliche Prüfung. Begleitend zur Vorlesung gibt es während des Semesters kleinere Übungsaufgaben.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Prozessverwaltung, Speicherverwaltung, Dateisysteme, Echtzeitbetriebssysteme, Sicherheit und Schutzmechanismen, verteilte Systeme

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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