Lecture: Systemnahe Programmierung

Other:

• Term: Bachelor Computer Science, Bachelor Cyber Security, Bachelor Lehramt
• Requirements:
• Faculty: BA-INF 034/129
• Effort: 2L + 2E / 6CP

Ankündigungen und wichtige Termine

Wichtig: Aufgrund einer Konferenzreise des Dozenten-Teams findet die erste Vorlesung erst am Dienstag 15.10.2024 statt! Vorher ist keine Registrierung, Anmeldung, o.ä. nötig.

In der ersten Vorlesung am Dienstag 15.10.2024  wurden alle organisatorischen Dinge zur Teilnahme an der Systemnahen Programmierung besprochen. Die ersten Materialien finden sich später unten in der Übersicht.

Zugangsdaten

Die Zugangsdaten zum Material auf dieser Webseite (wie Vorlesungsfolien, Übungszettel, ...) werden/wurden in der 1. Vorlesung bekannt gegeben. Zugriff innerhalb des Uni-Netzes (sowie mit VPN des HRZ oder der Informatik) ist ohne Zugangsdaten möglich. Bei Bedarf fragen Sie Ihre Komiliton/innen, das Tutorenteam oder die Dozenten nach den Zugangsdaten (... jedoch nicht per E-Mail !).

Übungsanmeldung

Die Übungsanmeldung wird über das Tutorienvergabesystem (TVS) erfolgen. Die Übungsanmeldung wird am __ 15.10. _______ nachmittags geöffnet und endet am ___ Sonntag 20.10.2024 um 23.59h _______. Im Laufe des __ Montag 21.10. oder spätestens Dienstag 22.10.2024 __ erhalten alle Teilnehmer/innen von ihrem Tutor weitere Informationen zu den Kleingruppen.

Die Übungsanmeldung über TVS sollte aus anderen Informatik-Modulen bekannt sein. Eine Registrierung in TVS ist mit Matrikelnummer möglich, siehe Anweisungen bei TVS. FFF-Teilnehmer/innen ohne Matrikelnummer wenden sich umgehend per E-Mail an tvs@REMOVETHISPART.cs.uni-bonn.de und bitten um manuelle Registrierung.

Für die Abgabe der Übungen in Gruppen wird das Versionierungssystem git auf einem Server der Informatik genutzt. Für den Zugang ist ein gültiger Informatik-Account nötig. Wenn Sie noch keinen Informatik-Account haben sollten, kümmern Sie sich bitte selbständig und rechtzeitig/umgehend darum! (Weitere Informationen dazu auf den Webseiten der Systemgruppe).

Die Kleingruppen-Übungen finden im WS 2024/2025 vollständig in Präsenz statt.

(erledigte Ankündigungen und erledigte Termine siehe ganz unten)

Krankmeldungen für Prüfungstermine: Beachten Sie bitte hierzu unbedingt die entsprechenden Hinweise des Prüfungsamts Informatik! (-> dort: An- und Abmeldung für Module und Prüfungen -> Prüfungsabmeldung auf Grund von Krankheit).  Zusätzlich sind die Organisatoren der Systemnahen Programmierung per E-Mail über die eingereichte Krankmeldung zu informieren.

Bitte beachten Sie für Ihre strategische Planung der Teilnahme an den Prüfungen: Im Modul Systemnahe Programmierung wird es KEINEN dritten Prüfungstermin geben! Die zweite Prüfungsmöglichkeit deckt den Fall einer Krankheit beim ersten Termin ab.

Mailingliste

Für die Vorlesung Systemnahe Programmierung wurde eine Mailingliste eingerichtet, über die aktuelle Informationen zur Vorlesung und den Übungen verbreitet werden. Die Anmeldung ist unter dieser Adresse möglich. Es werden nur Anmeldungen von Studenten akzeptiert, die auch für die Übungen angemeldet sind. Die Mails der Mailingliste werden archiviert.

Fragen von allgemeinem Interesse und Diskussionen zwischen den Teilnehmer/innen sollen ebenfalls über die Mailingliste laufen.

Bei gezielten Fragen an das Team der Tutor/innen und Dozenten kann der Mail-Alias tut-sys-prog (at) lists.iai.uni-bonn.de genutzt werden.

Programmiersprache C

Im Bereich der systemnahen Programmierung wird als Programmiersprache häufig kein objektorientiertes Java oder C++ verwendet, sondern C. Um die Vorlesung erfolgreich absolvieren zu können, ist die Kenntnis von C sehr wichtig. Aus dem Modul BA-INF 016 "Algorithmen und Programmierung" (bzw. vor 2019 aus BA-INF 014 "Algorithmisches Denken und imperative Programmierung" (aka ADiP) sind Konzepte einer imperativen Programmiersprache bzw. programmiersprachliche Grundkonzepte bekannt (im besten Falle wurde C behandelt).

Der Klassiker über die Programmiersprache C ist nach wie vor das Buch von Brian W. Kernighan und Dennis Ritchie: The C Programming Language. Für Teilnehmer/innen mit Vorkenntnissen und Erfahrungen mit Java könnten die folgenden Links hilfreich sein:

• http://openbook.rheinwerk-verlag.de/c_von_a_bis_z/: C von A bis Z - Das umfassende Handbuch, Jürgen Wolf, Rheinwerk Computing <openbook>
• http://www.cs.princeton.edu/introcs/faq/c2java.html: Tabellarische Gegenüberstellung von Java und C

Alte Klausuren

Da eine gewisse Diskrepanz zwischen den Übungsaufgaben und den Klausuraufgaben zu erkennen ist, haben wir uns dieses Jahr dafür entschieden, ein paar alte Klausuren zu veröffentlichen, um euch einen Eindruck zu geben, was von euch in der Klausur verlangt wird.

Bitte behaltet dabei im Hinterkopf, dass die Vorlesung in den letzten Jahren teilweise anders aufgebaut war und das teilweise andere Schwerpunkte gesetzt waren. Diese hier gezeigten Altklausuren decken offensichtlich nicht alle Themenbereiche ab. Klammert euch nicht nur an diese Altklausuren!

Trotzdem hoffen wir natürlich, dass dieser Einblick für euch hilfreich ist.

Folien und Präsentationen

Von den Studentenrechnern des Instituts aus sind die Dateien frei zugänglich (ebenso per Verbindung über VPN); Zugriffe von anderen Rechnern erfordern ein Paßwort, welches in der 1. Vorlesung bekannt gegeben wurde (siehe oben). Bitte erfragen Sie diese Zugangsdaten nicht per E-Mail! 

Kapitel	PDF-File
0. Allgemeine Informationen	0.1 Allgemeines 0.2 Übungen
Informationen zur Einführung in C (wird im WS 2024/25 nicht live in der Vorlesung behandelt) (0.3 zuletzt von WS 20/21), 0.4 Rust nur in Vorjahren)	0.3 C-Crashkurs
1. Maschinenprogrammierung in Assembler 1.1. Motivation 1.2. Bezug zur Systemnahen Informatik (SS 2024) 1.3. Allgemeines zu 80x86 Assembler-Programmierung 1.4. Calling Conventions (aus C unter Linux) 1.5. Bezug zur 2-Adressmaschine (Systemnahe Informatik, SS 2024) 1.6. Assembler-Programmbeispiele 1.7. Socket-/Netzwerkprogrammierung in Assembler 1.8. Zusammenfassung	Folien 1-84  Folie 30 siehe in Übungsblatt 02 helloworld-a.S Sourcen Assembler-Beispiel stars (ZIP; mit Makefile) Sourcen Registertest (vgl. Vorlesung 29.10.2024)
1. Ergänzung: Speicherverwaltung malloc & free	Folien 1-19
2. Prozesse und Threads 2.1 Prozesse 2.2 Threads 2.3 Interprozesskommunikation	Folien Kap. 2.1 Folien Kap. 2.2 Folien Kap. 2.3
3. Netzwerkprogrammierung in C 3.1. Motivation 3.2. Netzwerkprogrammierung: Sockets & Co. 3.3. I/O-Multiplexing 3.4. Server-Strukturen 3.5. Zusammenfassung

Übungszettel

Hinweise zum Übungsbetrieb auch oben (=> 0.2 Übungen)

Die PDF-Dateien der Übungsblätter enthalten teilweise eingebettete Hilfsdateien (Source-Code, ...). Teilweise werden diese eingebetteten Dateien im PDF im Webbrowser nicht angezeigt. Laden Sie die PDF Datei am besten auf Ihren Computer und öffnen diese dort lokal.

PDF-Datei	Ergänzendes Material	Weitere Informationen
Übungsblatt 01	Makefile ASAN	Abgabe bis 27.10.2024
Übungsblatt 02		Abgabe bis 01.11.2024
Übungsblatt 03	Tabelle 1 Tabelle 2	Abgabe bis 08.11.2024
Übungsblatt 04		Abgabe bis 15.11.2024
Übungsblatt 05		Abgabe bis 22.11.2024
Übungsblatt 06		Abgabe bis 29.11.2024
Übungsblatt 07		Abgabe bis 06.12.2024
Übungsblatt 08		Abgabe bis 13.12.2024
Übungsblatt 09		Abgabe bis 03.01.2024
Übungsblatt 10		Abgabe bis 10.01.2024
Bonusprojekt		Abgabe bis 24.01.2024

Zusätzliche Hilfsmittel

Hilfsmittel
Assembler Code Table	IntelCodeTable

Übungstermine, -gruppen und Tutoren

Der Übungsbetrieb findet zu folgenden Terminen statt (letztes Update: ):

Gruppenzuteilung der Sys-Prog Übungen (Stand ) - bitte die begleitende Mail auf der Mailingliste beachten.