Di Maria

Melanie Di Maria

Tel. 0951 - 863 2699 

Email: bamberg@vawi.de

Studiengangmanagement Bamberg
Universität Bamberg | Studiencenter VAWi

An der Weberei 5
96047 Bamberg  


Universität Bamberg

Virtueller Weiterbildungsstudiengang Wirtschaftsinformatik (VAWi)
Fakultät für Wirtschaftsinformatik und Angewandte Informatik

An der Weberei 5
96047 Bamberg
* Pflichtfeld
Weichelt

Dr. Thomas Weichelt

Tel. 0201 - 183 3001

Email: essen@vawi.de

Studiengangmanagement Essen
Universität Duisburg-Essen | Studiencenter VAWi

Universitätsstraße 9
45141 Essen


Universität Duisburg-Essen

Virtueller Weiterbildungsstudiengang Wirtschaftsinformatik (VAWi)
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften

Universitätsstraße 9
45141 Essen
* Pflichtfeld

Rechner-, Betriebs- und Kommunikationssysteme, Verteilte Systeme

Dozenten & Tutoren

Dozent:
Prof. Dr. Guido Wirtz

Tutoren:

Universität Bamberg

Fakultät für Wirtschaftsinformatik und Angewandte Informatik
Lehrstuhl für Praktische Informatik
http://www.uni-bamberg.de/pi/team/wirtz/

 

Einordnung, Turnus & Sprache

Turnus:
Wintersemester

Einordnung:
Basistechnologien

Sprache:
Deutsch

Lehrformen & Medienformen

Für dieses Modul steht eine internetbasierte Lernumgebung für die Durchführung der Lehr-/Lernprozesse und der Lernunterstützungsprozesse zur Verfügung. Dabei erfolgt die Betreuung der Studierenden durch die Lehrenden über asynchrone (Foren, E-Mail, Wiki) und synchrone (Chat, Telefon, Online-Konferenzen) Kommunikationswerkzeuge. Diese stehen auch für die Kommunikation der Studierenden untereinander zur Verfügung.

Die Studierenden werden beim Wissenserwerb durch folgende elektronische Selbstlernmedien unterstützt:
Skript, ergänzende Literatur, Glossar.

Zudem wird der Aufbau von Fertigkeiten und Kompetenzen insbesondere gefördert durch:
Übungen/Transferaufgaben zur Selbstkontrolle, tutoriell betreute Aufgabenbearbeitung.

Das umfassende Skript enthält zahlreiche Beispiele und führt ‚self‐contained‘ alle Inhalte ohne Verweise auf Zusatzliteratur ein und erläutert diese. Im Skript sind alle eingeführten Begriffe und Definitionen wie auch Beispiele und Abbildungen durch Hyperlinks bei Auftreten im Text sowie aus einem umfangreichen Glossar direkt per Mausklick erreichbar, was ein einfaches Navigieren im pdf‐Text erlaubt.

Der Aufbau von Fertigkeiten und Kompetenzen wird durch semesterbegleitende Übungen gefördert. Hier werden den Studierenden praxisbezogene Aufgaben gestellt, welche mit Hilfe der erlernten Methoden und Theorien gelöst werden können. Regelmäßige, zeitnahe Forumsbetreuung sowie bei Bedarf zusätzlich angebotene aufgezeichnete Sequenzen mit Erläuterungen und Beispielen zu einzelnen sich im Modul als schwierig erweisenden Themen vervollständigen die Veranstaltung.

Teilnehmer des Moduls haben die Möglichkeit, während des Semesters insgesamt drei optionale Studienleistungen abzulegen, die in Form von Übungsaufgaben gestellt, bearbeitet und zeitnah korrigiert werden, so dass auch schon während des Semesters angemessenes Feedback für Teilnehmer/Innen und Veranstalter verfügbar ist.

Zur Prüfungsvorbereitung steht zusätzlich ein gegenüber dem o.g. Glossar deutlich reduzierter Index zu den ‚prüfungsrelevanten‘ Begriffen im Skript zur Verfügung. Zusätzlich sind die Aufgabenstellungen zu den Klausuren aus den Vorjahren verfügbar, deren Lösung zur Unterstützung der Prüfungsvorbereitung im Forum moderiert und diskutiert wird.

Arbeitsaufwand, ECTS-Credits & Zuordnung

Arbeitsaufwand
80-90h: Selbststudium
43h: Aufgabenbearbeitung
2h: Abschlussprüfung
125-135h: Gesammt

ECTS-Credits
VAWi 2.0: 5,0

Zuordnung:
5% Wirtschaftswissenschaften
65% Informatik
20% Kerngebiete der Wirtschaftsinformatik
10% allg. Grundlagen & Schlüsselqualifikationen

Voraussetungen

keine

Angestrebte Lernergebnisse

Absolventinnen und Absolventen des Moduls können

  • ihr vorhandenes Wissen über den grundlegenden Aufbau und die Funktionsweise aktueller Rechnersysteme erneuern, vertiefen und erweitern.
  • die für moderne Betriebssysteme typischen Aufgaben, Randbedingungen und Lösungstechniken erklären und kritisch diskutieren. die enge Bindung zwischen Hardware‐/Netzwerk‐Architekturen und systemnahen Lösungen begründen.
  • Monolithische Systeme vom Arbeitsplatzrechner bis zum Server, wie auch verteilte Systeme mit ihren Charakteristika und Einsatzmöglichkeiten jeweils mit ihren Vorteilen und Problemen benennen.
  • die Grundprinzipien sequentieller, paralleler und verteilter Systemmodelle im betrieblichen Umfeld auf neue Fragestellungen anwenden.
  • selbständig wissenschaftlich arbeiten und durch den Umgang mit offenen Fragestellungen ihr systemanalytisches Denken, sowie ihre Abstraktionsfähigkeit verbessern.

Der Überblick über die Arbeitsweise monolithischer wie auch vernetzter bzw. verteilter Architekturen mit den jeweiligen Vor‐ und Nachteilen soll neben einem besseren Verständnis der täglich benutzten Infrastruktur die Fähigkeit zur fundierten Auswahl von geeigneten Gesamtsystem‐Architekturen, sowie die fachlichen Grundlagen zur Hardware‐ und Betriebssystemselektion abhängig von der jeweils zu unterstützenden Aufgabe in der Praxis vermitteln.

Studienempfehlungen

Die Bearbeitung der optionalen semesterbegleitendenStudienleistungen wird – auch im Sinne einer frühzeitigen und kontinuierlichen Vorbereitung auf die Abschlussklausur – ausdrücklich empfohlen. Es können bis zu 18 zusätzliche Punkte erworben werden.

Inhalte & Gliederung

Die Veranstaltung behandelt die Aufgaben und Architekturmerkmale von monolithischen und verteilten Rechner‐ und Betriebssystemen. Die Gliederung ist weitgehend an der zunehmenden Komplexität der behandelten Systeme ausgerichtet: Ausgehend von monolithischen Rechner‐Systemen und ihren Betriebssystemen wird über die Grundlagen moderner Netzwerke hin zu Verteilten Systemen geführt.

Teil 1: Nach dem Schaffen einiger Grundlagen und der Erläuterung zentraler Begriffe (Repräsentation von Information im Rechnersystemen, Grundbegriffe zu Algorithmen, Systemen und Prozessen) gibt die Veranstaltung als Orientierung einen ersten Einblick in den Aufbau und die Arbeitsweise moderner Rechnerarchitekturen sowie die Aufgaben von Betriebssystemen zur Steuerung solcher Systeme. Vor diesem Hintergrund werden in den folgenden Kapiteln wichtige Aspekte beider Ebenen detaillierter diskutiert. Dazu gehört neben der Funktionsweise der notwendigen Bestandteile eines ‚minimalen‘ Rechners (boolesche Funktionen, Schaltnetze für Arithmetik und Kontrolle, einfachste zustandsbehaftete Schaltwerke für Speicherbausteine, sowie deren Zusammenspiel in einem Mikroprozessor) auch die Darstellung und Manipulation von Daten im Rechner.

Teil 2: Auf Systemseite wird ein Überblick über das Zusammenspiel von Konzepten der Rechnerarchitektur mit den wichtigsten Prinzipien und Komponenten von Systemsoftware (Prozess‐ und Ressource‐Scheduling, Speicher‐ verwaltung, Organisation von Hintergrundspeichern, moderne Speichersysteme wie z.B. RAIDs und RAMClouds, I/O‐ Handhabung) gegeben. Die Vorlesung behandelt die Grundprinzipien moderner Techniken der Prozessorarchitektur, wie z.B. RISC‐Rechner, Pipelining und Multi‐Threading exemplarisch und gibt abschließend einen Ausblick auf Multiprozessorarchitekturen und Virtualisierungstechniken, wie sie in aktuellen Serverkonstellationen zum Einsatz kommen.

Teil 3: Ein Einblick in die wichtigsten technischen Verfahren zur Vernetzung von Rechnern in lokalen wie auch in weltweiten Kommunikationssystemen und die sich daraus ergebenden Charakteristika bilden anschließend die Basis für die Diskussion grundlegender Methoden der Interaktion in verteilten Systemen. Spielt im klassischen Betriebssystem die Konkurrenz von Prozessen um Ressourcen aller Art (Prozessor, Speicher) die zentrale Rolle, tritt hier der Aspekt der Kooperation zwischen Prozessen zur Lösung gemeinsamer Aufgaben in den Vordergrund. Ein Einblick in die besonderen Probleme bei Verteilten Systemen und die zu ihrer Lösung genutzten Methoden und Architekturen rundet die Darstellung ab.

Die Darstellung ist insgesamt bewusst ausführlich angelegt und erklärt auch allgemeine Grundlagen der Informatik soweit sie zum weiteren Verständnis benötigt werden, so dass auch Teilnehmer/Innen ohne Informatik‐Vorkenntnisse das Skript erfolgreich bearbeiten können ohne dabei auf zusätzliche Hintergrund‐Literatur angewiesen zu sein. Um den für das Modul vorgesehenen Aufwand nicht zu überschreiten, wird das breite Spektrum an Themen zum Schaffen von Überblick und Einsicht in grundlegende Probleme, Lösungsprinzipien und Zusammenhänge genutzt, so dass viele Aspekte nur exemplarisch und zum Teil (etwas) vereinfacht dargestellt werden können. Soweit dies in einer einführenden Veranstaltung zu einem solch breit angelegten Gebiet möglich ist, wird der Einsatz der verschiedenen Architekturen und Techniken anhand von marktgängigen Rechner‐ und Betriebssystemen illustriert und bewertet.

Studien- und Prüfungsleistungen

  • Klausur [90 Minuten/ 90 Punkte/ 100%]
  • Ggf. Bonus durch drei (3) nachgewiesene optionale Studienleistung [ 6+6+6=18 Punkte / 20 %]

Der Bonus kann nur angerechnet werden, wenn in der Klausur mindestens 45 Punkte erreicht sind und die optionale semesterbegleitende Studienleistung durch Abgabe / Einreichen der Lösung zur Aufgabenbearbeitung nachgewiesen ist. Die Bestnote (1,0) kann ohne den Bonus erreicht werden.

Während des Semesters werden im Rahmen der optionalen Studienleistungen (zu den in der Inhaltsbeschreibung genannten 3 Teilen) drei Aufgabenstellungen zur Bearbeitung ausgegeben. Diese werden in Einzelarbeit erbracht. Die Abgabe dieser Studienleistungen ist freiwillig. Die Bearbeitungsfrist der Studienleistungen wird zu Beginn der Lehrveranstaltung vom Dozenten so festgelegt, dass eine kontinuierliche Arbeit über das Semester hin möglich ist.

In den Studienleistungen werden Sie anhand von Übungsaufgaben und komplexen Problemstellungen die in der Lehrveranstaltung besprochene Technologien und ihre Methoden analysieren und Transferaufgaben dazu lösen (schriftliche Ausarbeitung). Die eingereichten Lösungen werden bewertet.

Literatur

Die Inhalte der angegebenen Literatur werden jeweils nur in Ausschnitten behandelt, da die Veranstaltung einen Schwerpunkt auf Grundlagen, Überblick und Querverbindungen legt. Grundsätzlich ist keines der hier angegebenen Werke notwendig, um das Modul erfolgreich zu bearbeiten. Alternative Darstellungen zum Skript können aber dem Verständnis dienen.

Betriebssysteme: (alternativ)

  • Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, Greg Gagne: Operating Systems Concepts. John Wiley and Sons 2013 (9.Auflage); ISBN: 978‐0‐470‐88920‐6; 900 Seiten
  • Andrew Tanenbaum, Herbert Bos: Modern Operating Systems. Pearson 2015 (4. Auflage); ISBN: 978‐0133591620; 1136 Seiten

Rechnerarchitektur: (alternativ)

  • Andrew Tanenbaum, Todd Austin: Rechnerarchitektur. Pearson Studium 2014 (6. Auflage); ISBN: 978‐3‐8689‐4238‐5;800 pg.
  • Miles J. Murdocca, Vincent P. Heuring: Computer Architecture and Organization. John Wiley and Sons 2007 (1. Auflage), ISBN : 978‐0‐471‐73388‐1; 553 Seiten;

Kommunikationssysteme:

  • James F. Kurose / Keith W. Ross: Computer Networking: A Top‐Down Approach. Addison‐Wesley 2017 (7. Auflage); ISBN: 9780133594140; 864 Seiten (neueste Version in English/noch relativ teuer)
  • James F. Kurose / Keith W. Ross: Computernetzwerke. Pearson Studium 2012 (5. Auflage); ISBN: 978‐3‐8689‐4185‐2; 912 Seiten (ist ebenfalls in Ordnung)

Verteilte Systeme: (alternativ)

  • George Coulouris, Jean Dollimore, Tim Kindberg, Gordon Blair: Distributed Systems – Concepts and Design. Addison‐Wesley/Pearson Education 2012 (5. Auflage); ISBN: 0‐13‐214301‐1; 1008 Seiten
  • Andrew S. Tanenbaum / Maarten van Steen: Distributed Systems – Principles and Paradigms. Prentice Hall 2017 (3rd) (FREE Personalized Download possible)

 

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