Betriebsystemtechnik (BST)

E-Mail: christian.dietrich@tuhh.de
Dozent: Christian Dietrich
Ort:: Hybrid (CIP/E - 2.027P3d (E) und BBB-Session im Stud.IP)
Zeit: Dienstag: 11:00-15:00 Details: siehe Semesterplan
StudIP-Veranstaltung: BST
Modulzuordnung:

  • Master "Informatik-Ingenieurwesen": Technischer Ergänzungskurs (6 LP)
  • Master "Computerscience": Vertiefung I. Computer- und Software-Engineering (6 LP)

Achtung Corona-Modus:

TBA

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 Dienstags, 11:15-12:45 Dienstags, 12:45-15:00
KW41 12. October V1Isolation in Betriebssystemen
KW42 19. October A1Systemaufrufe in StuBSmI Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW43 26. October Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW44 02. November Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW45 09. November Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW46 16. November V2Räumliche Isolation Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW47 23. November A2Paging in StuBSmI Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
26. November Deadline: Abgabe für Aufgabe 1 (Hart!)
KW48 30. November Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW49 07. December Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW50 14. December V3Sharing und Interprozesskommunikation Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW51 21. December Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW52 28. December --
KW01 04. January A3Nachrichtenaustausch und erweitertes Paging Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW02 11. January ExtraIO-MMU: Speichervirtualisierung für Gerätezugriffe Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW03 18. January Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW04 25. January Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
KW05 01. February Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde Betreute Rechnerzeit / Sprechstunde
05. February Deadline: Abgabe für Aufgabe 2 (Hart!)
28. February 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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