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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Echtzeitsysteme - Cheatsheet
Echtzeitsysteme - Cheatsheet Definition von Echtzeitbetriebssystemen Definition: Echtzeitbetriebssystem (RTOS): Betriebssystem, das zeitlich deterministisches Verhalten für Echtzeitanwendungen garantiert. Details: Aufgabenpriorisierung: RTOS verwaltet mehrere Tasks und ordnet Prioritäten zu, um Echtzeitanforderungen zu erfüllen. Task-Scheduling: Anwenden von Scheduling-Algorithmen (z.B. RM, EDF), ...

Echtzeitsysteme - Cheatsheet

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Echtzeitsysteme - Exam
Echtzeitsysteme - Exam Aufgabe 1) Echtzeitbetriebssysteme (RTOS) sind so konzipiert, dass sie zeitlich deterministisches Verhalten für Echtzeitanwendungen garantieren. Sie verwalten mehrere Tasks, ordnen diesen Prioritäten zu und nutzen verschiedene Scheduling-Algorithmen (z.B. Rate-Monotonic (RM) und Earliest Deadline First (EDF)), um sicherzustellen, dass Aufgaben rechtzeitig ausgeführt werden. ...

Echtzeitsysteme - Exam

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Was ist ein Echtzeitbetriebssystem (RTOS)?

Welche Eigenschaft eines RTOS ist wichtig für zeitkritische Anwendungen?

Welcher Scheduling-Algorithmus kann in einem RTOS verwendet werden?

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Hard- und Soft-Realzeit?

Was passiert, wenn die Zeitvorgaben in einem Hard-Realzeit-System nicht eingehalten werden?

Wie unterscheiden sich die Zeitgrenzen zwischen Hard-Realzeit und Soft-Realzeit?

Was steuern Planung und Scheduling-Algorithmen in Echtzeitsystemen?

Welche Arten von Echtzeit-Scheduling-Strategien werden in Echtzeitbetriebssystemen verwendet?

Welche gängigen Algorithmen werden in der Echtzeitplanung verwendet?

Was ist das Ziel zeitgesteuerter Kommunikationsprotokolle in Echtzeitsystemen?

Welches Protokoll bietet hochpräzise Zeitsynchronisation?

In welchen Branchen wird zeitgesteuerte Kommunikation verwendet?

Was sind die Hauptkommunikationsprotokolle für deterministische Kommunikation in Echtzeitsystemen?

Welche Architekturen werden in Echtzeitsystemen verwendet?

Welche Tools werden für die Implementierung in Echtzeitumgebungen verwendet?

Was ist ein Mutex und wie wird er verwendet?

Wie funktioniert ein Semaphor?

Wie kann ein Deadlock verhindert werden?

Was versteht man unter Prioritäten-basierte Scheduling-Algorithmen?

Wie wird das Problem der Prioritätsinversion gelöst?

Nennen Sie Beispiele für Prioritäten-basierte Scheduling-Algorithmen.

Was sind Verteilte Echtzeitsysteme?

Welche Aspekte sind bei verteilten Echtzeitsystemen wesentlich?

Nenne ein Beispiel für ein verteiltes Echtzeitsystem.

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

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Echtzeitbetriebssysteme

Echtzeitbetriebssysteme sind spezialisierte Betriebssysteme, die entwickelt wurden, um Echtzeitanforderungen von Anwendungen zu erfüllen. Sie sind entscheidend für zeitkritische Anwendungen, die strikte Zeitbegrenzungen einhalten müssen.

  • Definition von Echtzeitbetriebssystemen
  • Anforderungen und Eigenschaften von Echtzeitbetriebssystemen
  • Unterschiede zwischen Hard- und Soft-Realzeit
  • Planung und Scheduling-Algorithmen
  • Beispiele für Echtzeitbetriebssysteme in verschiedenen Branchen
Karteikarten generieren
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Zeitgesteuerte Kommunikation

Zeitgesteuerte Kommunikation bezieht sich auf den Datenaustausch zwischen Systemen unter strengen Zeitvorgaben. Dies ist essenziell für Systeme, bei denen es nicht nur auf den Inhalt sondern auch auf den Zeitpunkt des Datentransfers ankommt.

  • Grundlagen der zeitgesteuerten Kommunikation
  • Protokolle und Standards der zeitgesteuerten Kommunikation
  • Implementierung von Kommunikationssystemen in Echtzeitumgebungen
  • Herausforderungen und Lösungsansätze
  • Anwendung in Automobil- und Luftfahrtsystemen
Karteikarten generieren
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Multithreading

Multithreading bezieht sich auf die Fähigkeit eines Prozessors oder eines Softwareprogramms, mehrere Threads gleichzeitig auszuführen. Dies ist entscheidend für die Effektivität und Effizienz von Echtzeitsystemen.

  • Grundlagen des Multithreading
  • Synchronisation von Threads
  • Thread-Management
  • Ressourcenkonflikte und ihre Lösung
  • Anwendung von Multithreading in Echtzeitsystemen
Karteikarten generieren
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Planung und Scheduling-Algorithmen

Die Planung und Steuerung von Abläufen in Echtzeitsystemen ist wesentlich, um sicherzustellen, dass alle Aufgaben innerhalb ihrer Zeitvorgaben abgeschlossen werden. Scheduling-Algorithmen spielen dabei eine zentrale Rolle.

  • Statistische und dynamische Planung
  • Prioritäten-basierte Scheduling-Algorithmen
  • Deadlines und ihre Verwaltung
  • Vergleiche von Scheduling-Algorithmen
  • Praktische Implementierungen und Simulationen
Karteikarten generieren
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Systemarchitekturen für Echtzeitanwendungen

Die Architektur von Systemen für Echtzeitanwendungen muss besondere Anforderungen berücksichtigen, um eine zuverlässige und zeitkritische Verarbeitung zu gewährleisten.

  • Architektonische Konzepte und Prinzipien
  • Hardware- und Softwarearchitekturen
  • Verteilte Echtzeitsysteme
  • Fallbeispiele und Anwendungsgebiete
  • Leistungsevaluierung und Optimierung
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Echtzeitsysteme an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Der Kurs Echtzeitsysteme an der Universität Erlangen-Nürnberg ist ein wesentlicher Bestandteil des Studiengangs Informatik. Diese Vorlesung befasst sich mit den Anforderungen und Techniken der Echtzeitdatenverarbeitung und bietet den Studierenden die Möglichkeit, umfassende Kenntnisse in diesem spezialisierten Bereich der Informatik zu erlangen. Du wirst wichtige Themenbereiche wie Echtzeitbetriebssysteme, zeitgesteuerte Kommunikation und Multithreading kennenlernen, die dich optimal auf die Herausforderungen in der Entwicklung und Anwendung von Echtzeitsystemen vorbereiten.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus 4 SWS (Semesterwochenstunden) Vorlesung und 2 SWS Übung.

Studienleistungen: Am Ende der Vorlesung gibt es eine schriftliche Prüfung.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Echtzeitbetriebssysteme, Zeitgesteuerte Kommunikation, Multithreading

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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