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Der Autor präsentiert die Grundlagen und Konzepte der heutigen Betriebssysteme und behandelt die Gebiete Prozesse (Prozesszustände, Prozessscheduling, Prozesssynchronisation und Prozesskommunikation), Speicherverwaltung (virtueller Speicher, paging, swapping), Dateiverwaltung (Files, Ordner, Sicherheitsmechanismen), Ein-und Ausgabeverwaltung (Treiber, I/O-memory mapping, Systemfunktionen) sowie Netzwerke (Netzwerkschichten, Arbeitsverteilung, Schattenserver) und Sicherheitsmechanismen (Angriffsarten, root kits, Kerberos). Dabei werden sowohl Einprozessor- als auch Mehrprozessorsysteme…mehr

Produktbeschreibung
Der Autor präsentiert die Grundlagen und Konzepte der heutigen Betriebssysteme und behandelt die Gebiete Prozesse (Prozesszustände, Prozessscheduling, Prozesssynchronisation und Prozesskommunikation), Speicherverwaltung (virtueller Speicher, paging, swapping), Dateiverwaltung (Files, Ordner, Sicherheitsmechanismen), Ein-und Ausgabeverwaltung (Treiber, I/O-memory mapping, Systemfunktionen) sowie Netzwerke (Netzwerkschichten, Arbeitsverteilung, Schattenserver) und Sicherheitsmechanismen (Angriffsarten, root kits, Kerberos). Dabei werden sowohl Einprozessor- als auch Mehrprozessorsysteme betrachtet und die Konzepte an wichtigen existierenden Betriebssystemen wie Unix und Windows NT verdeutlicht.
In der vorliegenden vierten Auflage wurden viele Erfahrungen aus der Lehrpraxis berücksichtigt. So wurden nicht nur die Entwicklungen in Windows NT und Unix, speziell Linux, aktualisiert, sondern auch einige Kapitel neu gegliedert und um das Thema "Sicherheit" ergänzt. Weitere Aufgaben und Beispiele mit Musterlösungen runden das Werk ab.
Alle Vorlesungsfolien, die Vorlesungsvideos sowie eine umfangreiche Klausursammlung mit Musterlösungen stehen auf den Webseiten des Autors zum Herunterladen bereit.
  • Produktdetails
  • Lehrbuch
  • Verlag: Springer, Berlin; Springer Berlin Heidelberg
  • Artikelnr. des Verlages: .978-3-662-54099-2
  • 4. Aufl.
  • Erscheinungstermin: 19. April 2017
  • Deutsch
  • Abmessung: 241mm x 167mm x 30mm
  • Gewicht: 857g
  • ISBN-13: 9783662540992
  • ISBN-10: 3662540991
  • Artikelnr.: 47797565
Autorenporträt
Prof. Dr. rer. nat. habil. Rüdiger W. Brause: Von 1970-1978 Studium der Physik und Kybernetik in Saarbrücken und Tübingen mit Abschluß als Diplom-Physiker. 1980-1988 Konzeption und Implementierung des fehlertoleranten, lastverteilten Multi-Mikroprozessorsystems ATTEMPTO in der Arbeitsgruppe von Prof. Dal Cin. 1983 Promotion mit einer Arbeit zum Thema "Fehlertoleranz in verteilten Systemen". Ab 1985 Akad. Oberrat an der Universität Frankfurt. A. M. im Fachbereich Informatik, in dem er sich 1993 habilitierte. Ab 2005 Professor für Praktische Informatik. Im Ruhestand seit April 2016.
Inhaltsangabe
Vorwort.- Übersicht.- Einleitung.- Prozesse.- Speicherverwaltung.- Dateiverwaltung.- Ein- und Ausgabeverwaltung.- Netzwerkdienste.- Sicherheit.- Benutzeroberflächen.- Musterlösungen.- Modellierung von Trashing.- Literatur.- Index.

Übersicht.- 1.1 Einleitung: Was ist ein Betriebssystem?.- 1.2 Betriebssystemschichten.- 1.3 Schnittstellen und virtuelle Maschinen.- 1.4 Software-Hardware-Migration.- 1.5 Betriebssystemaufbau.- 1.5.1 Systemaufrufe.- 1.5.2 Beispiel UNIX.- 1.5.3 Beispiel Mach.- 1.5.4 Beispiel Windows NT.- 1.6 Mehrprozessorarchitekturen.- 1.7 Aufgaben.- Prozesse.- 2.1 Prozeßzustände.- 2.1.1 Beispiel UNIX.- 2.1.2 Beispiel Windows NT.- 2.1.3 Leichtgewichtsprozesse.- 2.1.4 Beispiel UNIX.- 2.1.5 Beispiel Windows NT.- 2.1.6 Aufgaben.- 2.2 Prozeßscheduling.- 2.2.1 Zielkonflikte.- 2.2.2 Non-preemptives Scheduling.- 2.2.3 Preemptives Scheduling.- 2.2.4 Multiple Warteschlangen und multiple Scheduler.- 2.2.5 Scheduling in Echtzeitbetriebssystemen.- 2.2.6 Scheduling in Multiprozessorsystemen.- 2.2.7 Stochastische Schedulingmodelle.- 2.2.8 Beispiel UNIX: Scheduling.- 2.2.9 Beispiel: Scheduling in Windows NT.- 2.2.10 Aufgaben.- 2.3 Prozeßsynchronisation.- 2.3.1 Race conditions und kritische Abschnitte.- 2.3.2 Signale, Semaphore und atomare Aktionen.- 2.3.3 Beispiel UNIX: Semaphore.- 2.3.4 Beispiel Windows NT: Semaphore.- 2.3.5 Anwendungen.- 2.3.6 Aufgaben.- 2.3.7 Kritische Bereiche und Monitore.- 2.3.8 Verklemmungen.- 2.3.9 Aufgaben.- 2.4 Prozeßkommunikation.- 2.4.1 Kommunikation mit Nachrichten.- 2.4.2 Beispiel UNIX: Interprozeßkommunikation mit pipes.- 2.4.3 Beispiel Windows NT: Interprozeßkommunikation mit pipes.- 2.4.4 Prozeßsynchronisation durch Kommunikation.- 2.4.5 Implizite und explizite Kommunikation.- 2.4.6 Aufgaben zur Prozeßkommunikation.- Speicherverwaltung.- 3.1 Direkte Speicherbelegung.- 3.1.1 Zuordnung durch feste Tabellen.- 3.1.2 Zuordnung durch verzeigerte Listen.- 3.1.3 Belegungsstrategien.- 3.1.4 Aufgaben zur Speicherbelegung.- 3.2 Logische Adressierung und virtueller Speicher.- 3.2.1 Speicherprobleme und Lösungen.- 3.2.2 Der virtuelle Speicher.- 3.3 Seitenverwaltung (paging).- 3.3.1 Prinzip der Adreßkonversion.- 3.3.2 Adreßkonversionsverfahren.- 3.3.3 Gemeinsam genutzter Speicher (shared memory).- 3.3.4 Virtueller Speicher in UNIX und Windows NT.- 3.3.5 Aufgaben zu virtuellem Speicher.- 3.3.6 Seitenersetzungsstrategien.- 3.3.7 Modellierung und Analyse der Seitenersetzung.- 3.3.8 Beispiel UNIX: Seitenersetzungsstrategien.- 3.3.9 Beispiel Windows NT: Seitenersetzungsstrategien.- 3.3.10 Aufgaben zur Seitenverwaltung.- 3.4 Segmentierung.- 3.5 Cache.- 3.6 Speicherschutzmechanismen.- 3.6.1 Speicherschutz in UNIX.- 3.6.2 Speicherschutz in Windows NT.- 3.6.3 Sicherheitsstufen.- Dateiverwaltung.- 4.1 Dateisysteme.- 4.2 Dateinamen.- 4.2.1 Dateitypen und Namensbildung.- 4.2.2 Pfadnamen.- 4.2.3 Beispiel UNIX: Der Namensraum.- 4.2.4 Beispiel Windows NT: Der Namensraum.- 4.3 Dateiattribute und Sicherheitsmechanismen.- 4.3.1 Beispiel UNIX: Zugriffsrechte.- 4.3.2 Beispiel Windows NT: Zugriffsrechte.- 4.3.3 Aufgaben.- 4.4 Dateifunktionen.- 4.4.1 Standardfunktionen.- 4.4.2 Beispiel UNIX: Dateizugriffsfunktionen.- 4.4.3 Beispiel Windows NT: Dateizugriffsfunktionen.- 4.4.4 Strukturierte Zugriffsfunktionen.- 4.4.5 Gemeinsame Nutzung von Bibliotheksdateien.- 4.4.6 Speicherabbildung von Dateien (memory mapped files).- 4.4.7 Besondere Dateien (special files).- 4.4.8 Aufgaben.- 4.5 Implementierung der Dateiorganisation.- 4.5.1 Kontinuierliche Speicherzuweisung.- 4.5.2 Listenartige Speicherzuweisung.- 4.5.3 Zentrale indexbezogene Speicherzuweisung.- 4.5.4 Verteilte indexbezogene Speicherzuweisung.- 4.5.5 Beispiel UNIX: Implementierung des Dateisystems.- 4.5.6 Beispiel Windows NT: Implementierung des Dateisystems.- 4.5.7 Aufgaben.- Ein- und Ausgabeverwaltung.- 5.1 Die Aufgabenschichtung.- 5.1.1 Beispiel UNIX: I/O-Verarbeitungsschichten.- 5.1.2 Beispiel Windows NT: I/O-Verarbeitungsschichten.- 5.2 Gerätemodelle.- 5.2.1 Die Geräteschnittstelle.- 5.2.2 Initialisierung der Geräteschnittstellen.- 5.2.3 Plattenspeicher.- 5.2.4 Multiple Plattenspeicher: RAIDs.- 5.2.5 RAM-Disks.- 5.2.6 Serielle Geräte.- 5.3 Modellierung und Implementierung der Treiber.- 5.

1 Übersicht.- 1.1 Einleitung: Was ist ein Betriebssystem?.- 1.2 Betriebssystemschichten.- 1.3 Schnittstellen und virtuelle Maschinen.- 1.4 Betriebssystemaufbau.- 1.4.1 Systemaufrufe.- 1.4.2 Beispiel UNIX.- 1.4.3 Beispiel Mach.- 1.4.4 Beispiel Windows NT.- 1.5 Software-Hardware-Migration.- 1.6 Mehrprozessorarchitekturen.- 1.7 Aufgaben.- 2 Prozesse.- 2.1 Prozeßzustände.- 2.1.1 Beispiel UNIX.- 2.1.2 Beispiel Windows NT.- 2.1.3 Leichtgewichtsprozesse.- 2.1.4 Beispiel UNIX.- 2.1.5 Beispiel Windows NT.- 2.1.6 Aufgaben.- 2.2 Prozeßscheduling.- 2.2.1 Zielkonflikte.- 2.2.2 Non-preemptives Scheduling.- 2.2.3 Preemptives Scheduling.- 2.2.4 Multiple Warteschlangen und multiple Scheduler.- 2.2.5 Scheduling in Echtzeitbetriebssystemen..- 2.2.6 Scheduling in Multiprozessorsystemen.- 2.2.7 Stochastische Schedulingmodelle.- 2.2.8 Beispiel UNIX: Scheduling.- 2.2.9 Beispiel: Scheduling in Windows NT.- 2.2.10 Aufgaben.- 2.3 Prozeßsynchronisation.- 2.3.1 Race conditions und kritische Abschnitte.- 2.3.2 Signale, Semaphore und atomare Aktionen.- 2.3.3 Beispiel UNIX: Semaphore.- 2.3.4 Beispiel Windows NT: Semaphore.- 2.3.5 Anwendungen.- 2.3.6 Aufgaben.- 2.3.7 Kritische Bereiche und Monitore.- 2.3.8 Verklemmungen.- 2.3.9 Aufgaben.- 2.4 Prozeßkommunikation.- 2.4.1 Kommunikation mit Nachrichten.- 2.4.2 Beispiel UNIX: Interprozeßkommunikation mit pipes.- 2.4.3 Beispiel Windows NT: Interprozeßkommunikation mit pipes.- 2.4.4 Prozeßsynchronisation durch Kommunikation.- 2.4.5 Implizite und explizite Kommunikation.- 2.4.6 Aufgaben zur Prozeßkommunikation.- 3 Speicherverwaltung.- 3.1 Direkte Speicherbelegung.- 3.1.1 Zuordnung durch feste Tabellen.- 3.1.2 Zuordnung durch verzeigerte Listen.- 3.1.3 Belegungsstrategien.- 3.1.4 Aufgaben zur Speicherbelegung.- 3.2 Logische Adressierung und virtueller Speicher.- 3.2.1 Speicherprobleme und Lösungen.- 3.2.2 Der virtuelle Speicher.- 3.3 Seitenverwaltung (paging).- 3.3.1 Prinzip der Adreßkonversion.- 3.3.2 Adreßkonversionsverfahren.- 3.3.3 Gemeinsam genutzter Speicher (shared memory).- 3.3.4 Virtueller Speicher in UNIX und Windows NT.- 3.3.5 Aufgaben zu virtuellem Speicher.- 3.3.6 Seitenersetzungsstrategien.- 3.3.7 Modellierung und Analyse der Seitenersetzung.- 3.3.8 Beispiel UNIX: Seitenersetzungsstrategien.- 3.3.9 Beispiel Windows NT: Seitenersetzungsstrategien.- 3.3.10 Aufgaben zur Seitenverwaltung.- 3.4 Segmentierung.- 3.5 Cache.- 3.6 Speicherschutzmechanismen.- 3.6.1 Speicherschutz in UNIX.- 3.6.2 Speicherschutz in Windows NT.- 3.6.3 Sicherheitsstufen.- 4 Dateiverwaltung.- 4.1 Dateisysteme.- 4.2 Dateinamen.- 4.2.1 Dateitypen und Namensbildung.- 4.2.2 Pfadnamen.- 4.2.3 Beispiel UNIX: Der Namensraum.- 4.2.4 Beispiel Windows NT: Der Namensraum.- 4.2.5 Aufgaben.- 4.3 Dateiattribute und Sicherheitsmechanismen.- 4.3.1 Beispiel UNIX: Zugriffsrechte.- 4.3.2 Beispiel Windows NT: Zugriffsrechte.- 4.3.3 Aufgaben.- 4.4 Dateifunktionen.- 4.4.1 Standardfunktionen.- 4.4.2 Beispiel UNIX: Dateizugriffsfunktionen.- 4.4.3 Beispiel Windows NT: Dateizugriffsfunktionen.- 4.4.4 Strukturierte Zugriffsfunktionen.- 4.4.5 Speicherabbildung von Dateien (memory mapped files).- 4.4.6 Besondere Dateien (special files).- 4.4.7 Aufgaben.- 4.5 Implementierung der Dateiorganisation.- 4.5.1 Kontinuierliche Speicherzuweisung.- 4.5.2 Listenartige Speicherzuweisung.- 4.5.3 Zentrale indexbezogene Speicherzuweisung.- 4.5.4 Verteilte indexbezogene Speicherzuweisung.- 4.5.5 Beispiel UNIX: Implementierung des Dateisystems.- 4.5.6 Beispiel Windows NT: Implementierung des Dateisystems.- 4.5.7 Aufgaben.- 5 Ein- und Ausgabeverwaltung.- 5.1 Die Aufgabenschichtung.- 5.1.1 Beispiel UNIX: I/O-Verarbeitungsschichten.- 5.1.2 Beispiel Windows NT: I/O-Verarbeitungsschichten.- 5.2 Gerätemodelle.- 5.2.1 Plattenspeicher.- 5.2.2 Multiple Plattenspeicher: RAJDs.- 5.2.3 RAM-Disks.- 5.2.4 Serielle Geräte.- 5.3 Modellierung und Implementierung der Treiber.- 5.3.1 Beispiel UNIX: Treiberschnittstelle.- 5.3.2 Beispiel Windows NT: Treiberschnittstelle.- 5.4 Optimierungsstrategien für Treiber.- 5.4.1 Schedulingstrategien für Plattenzugriffe.- 5.4.2 Interleaving.- 5.4.3 Pufferung.- 5.4.4 Synchrone und asynchrone Ein- und Ausgabe.- 5.4.5 Aufgaben.- 6 Netzwerkdienste.- 6.1 Der Netzwerkanschlüß.- 6.1.1 Die Arbeitsschichten.- 6.1.2 Verteilte Betriebssysteme.- 6.2 Kommunikation im Netz.- 6.2.1 Namensgebung im Netz.- 6.2.2 Kommunikationsanschlüsse.- 6.2.3 Aufgaben.- 6.3 Dateisysteme im Netz.- 6.3.1 Zugriffssemantik.- 6.3.2 Zustandsbehaftete und zustandslose Server.- 6.3.3 Die Cacheproblematik.- 6.3.4 Implementationskonzepte.- 6.3.5 Sicherheitskonzepte.- 6.4 Arbeitsmodelle im Netz.- 6.4.1 Jobmanagement.- 6.4.2 Netzcomputer.- 6.5 Sicherheitsmechanismen und Konzepte im Netz.- 6.5.1 Vorgeschichte.- 6.5.2 Eindringen über das Netz.- 6.5.3 Übernahme der Kontrolle auf einem Rechner.- 6.5.4 Fire-wall-Konfigurationen.- 6.5.5 Die Kerberos-Authentifizierung.- 6.5.6 Aufgaben.- 7 Benutzeroberflächen.- 7.1 Das Design der Benutzeroberfläche.- 7.2 Die Struktur der Benutzeroberfläche.- 7.2.1 Eingaben.- 7.2.2 Rastergrafik und Skalierung.- 7.2.3 Fenstersysteme und Displaymanagement.- 7.2.4 Virtuelle Realität.- 7.2.5 Das Management der Benutzeroberfläche.- 7.2.6 Aufgaben.- 7.3 Das UNIX-Fenstersystem: Motif und X-Window.- 7.3.1 Das Client-Server-Konzept von X-Window.- 7.3.2 Das Fensterkonzept von X-Window.- 7.3.3 Widgets.- 7.3.4 Ereignisbehandlung.- 7.4 Das Fenstersystem von Windows NT.- 7.4.1 Die Grundstruktur.- 7.4.2 Das Konzept der Benutzerschnittstelle.- 7.4.3 Aufgaben.- Musterlösungen.- Lösungen zu Kapitel 1.- Lösungen zu Kapitel 2.- Lösungen zu Kapitel 3.- Lösungen zu Kapitel 4.- Lösungen zu Kapitel 5.- Lösungen zu Kapitel 6.- Lösungen zu Kapitel 7.- Neuere Betriebssystemlehrbücher.- Referenzen.- Abbildungsverzeichnis.
Rezensionen
Aus den Rezensionen zur 3. Auflage:

"Das Lehrbuch ... gibt einen sehr anschaulichen und umfangreichen Überblick über die Grundlagen und Konzepte von Betriebssystemen. Es ist verständlich geschrieben und erklärt alle Mechanismen gut. Viele Zeichnungen und Diagramme erleichtern ... das Verständnis. Fragen, Verständnisaufgaben in den Kapiteln sowie die dazugehörigen Musterlösungen ... geben ... praktische Lernhilfen. ... Man bekommt ... einen ... umfassenden Überblick ..."

(Claus Lohrberg, in: Wurzelmännchen Fachschaft Mathematik/Informatik TU Clausthal, 2006, Issue 2, S. 45)