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Nichtsequentielle und verteilte Programmierung

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Nichtsequentielle und verteilte Programmierung
Organisationseinheit Freie Universität Berlin/Mathematik und Informatik/Informatik
Bereich Pflichtbereich Themengebiet Algorithmen und Programmierung
Zugangsvoraussetzungen Erfolgreiche Absolvierung des Moduls Objektorientierte Programmierung für Studentinnen und Studenten mit Programmierkenntnissen oder des Moduls Objektorientierte Programmierung für Studentinnen und Studenten ohne Programmierkenntnisse
Qualifikationsziele Die Studentinnen und Studenten verstehen die Grundbegriffe der nichtsequentiellen und verteilten Programmierung mit gemeinsamen Speicher und Nachrichtenaustausch. Sie können verteilte Programme mit Prozessen/Threads/ aktiven Objekten geeignet strukturieren und durch geeignete Synchronisationsverfahren unerwünschte nichtdeterministische Effekte sowie Verklemmungen vermeiden. Sie kennen und verstehen Sicherheitsrisiken, die in nichtsequentiellen Programmen entstehen können und können Methoden einsetzen, diese zu vermeiden. Sie können Eigenschaften von Prozessen und Threads formal spezifizieren und diese exemplarisch verifizieren. Die Studentinnen und Studenten können relevante Interaktionsparadigmen wie Client/Server und Peer-to-Peer unterscheiden und eigene Anwendungen nach diesen Paradigmen geeignet einordnen und verteilte Systeme auf der Basis von Interprozesskommunikation und Fernaufrufen konstruieren. Sie können Webanwendungen, Kunde/ Dienstleister-Anwendungen, Peer-to-Peer Anwendungen geeignet entwerfen, strukturieren und realisieren und verteilte Systeme mithilfe geeigneter Middleware entwickeln.
Inhalte Programmieren und synchronisieren von gleichzeitig laufenden Prozessen, die auf gemeinsamen Speicher zugreifen oder über Nachrichtenaustausch interagieren. Nichtsequentielle Programme und Prozesse in ihren verschiedenen Ausprägungen, Nichtdeterminismus, Determinierung Synchronisationsmechanismen: Sperren, Monitore, Wachen, Ereignisse, Semaphore Nichtsequentielle Programmausführung und Objektorientierung Ablaufsteuerung, Auswahlstrategien, Prioritäten, Umgang mit und Vermeidung von Verklemmung Koroutinen, Implementierung, Mehrprozessorsysteme Interaktion über Nachrichten, Sicherheitsaspekte von Anwendungen im Netzwerk Programmieren und synchronisieren von gleichzeitig laufenden Prozessen, die über Nachrichtenaustausch interagieren. Fernaufruftechniken Client-Server, Peer-to-Peer Parallelrechnen im Netz Koordinierungssprachen, Orchestrierung, Choreographie Verarbeitung auf dem Server und auf dem Client, Mobilität Middleware, strukturierte Kommunikation, statische und dynamische Schnittstellen Ereignisbasierte und strombasierte Verarbeitung Sicherheit von Anwendungen im Netzwerk, Absicherung der Protokolle Ausblick auf nichtfunktionale Eigenschaften (Zeit, Speicher, Dienstgüte)
Lehr- und Lernformen	Aktive Teilnahme
Vorlesung 4 SWS Teilnahme empfohlen	-
Übung 2 SWS verpflichtete Teilnahme	Schriftliche Bearbeitung der Übungsblätter; Mündliche Präsentation der Lösungen von Übungsaufgaben in den Übungen
Aufwand Vor- und Nachbereitung V 30 Stunden Präsenzzeit Ü 30 Stunden Vor- und Nachbereitung Ü 120 Stunden Prüfungsvorbereitung und Prüfung 30 Stunden
Modulprüfung Klausur (120 Minuten); die Klausur kann auch in Form einer elektronischen Prüfungsleistung (120 Minuten) durchgeführt werden.
Differenzierte Bewertung differenzierte Bewertung
Modulsprache Deutsch
Arbeitsaufwand (Stunden) 270
Leistungspunkte (LP) 9
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Verwendbarkeit Bachelorstudiengang Informatik