Embedded Systems II: Echtzeit-Betriebssysteme

Modulverantwortliche

  • Prof. Dr. Bernd Becker
  • Prof. Dr. Christoph Scholl

Lehrveranstaltungstyp

Blended learning inkl. tutorieller Betreuung (Vorlesung mit Übung)

Turnus

Unregelmäßig

Sprache

Deutsch

Bedeutung innerhalb des Curriculums

Eines von 10 angebotenen Vertiefungsmodulen, eingeordnet in die Richtung „Technik“. Diese Module können von den Studierenden – da unabhängig voneinander – in der laut Studienplan benötigten Anzahl belegt werden.

Voraussetzungen

 

Grundlagen von eingebetteten Systemen und Technischer Informatik

Im Rahmen des Studiengangs IEMS:

  • Basismodul Methoden des maschinellen Lernens
  • Basismodul Technik Eingebetteter Systeme

Lernziele

Die Studierenden erlernen die grundlegenden Methoden für Echtzeitbetriebssysteme. Insbesondere werden die wesentlichen Unterschiede zwischen Standardbetriebssystemen und Echtzeitbetriebssystemen für Eingebettete Systeme sowohl hinsichtlich der Anforderungen als auch hinsichtlich der Realisierungskonzepte (insbesondere im Bereich des Scheduling) vermittelt. Die Studierenden haben Kenntnisse der wichtigsten Funktionen von Echtzeitbetriebssystemen sowie Programmiererfahrung mit Echtzeitsystemen.

Lehrinhalt

Die Vorlesung beschäftigt sich nach einem kurzen Überblick über Standard-Betriebssysteme und hardwaremäßige Voraussetzungen für die Implementierung von Betriebssystemen mit Betriebssystemen für Eingebettete Systeme und der Frage wie Anforderungen bzgl. Echtzeitfähigkeit erfüllt werden können. Dazu gehören insbesondere Methoden, die obere Schranken für die Laufzeit von Prozessen sicherzustellen („Worst Case Execution Times“) und Scheduling-Verfahren, die in Echtzeitbetriebssystemen die Einhaltung von Zeitbedingungen unter Voraussetzung gegebener Worst Case Execution Times gewährleisten. Verschiedene Scheduling-Verfahren werden hinsichtlich ihres Einsatzgebietes klassifiziert sowie hinsichtlich ihrer Güte und Kosten analysiert. Weiterhin werden Grundkonzepte wie Synchronisation und Kommunikation verschiedener Prozesse, gemeinsame Ressourcennutzung, wechselseitiger Ausschluss etc. betrachtet und deren Rolle beim Entwurf von Echtzeitbetriebssystemen behandelt.

Studien- und Prüfungsleistungen

mündlich oder schriftlich

Literatur

  1. "Hard Real-Time Computing Systems", G. Buttazzo, Kluwer Academic Publishers, 2002
  2. "Embedded System Design", P. Marwedel, Kluwer Academic Publishers, 2003
  3. „Moderne Betriebssysteme“, A. Tanenbaum, Pearson Studium 2002
  4. A. M. K. Cheng: Real-Time Systems: Scheduling, Analysis, and Verification, ISBN 0471184063
 
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