Verteilte Systeme

Präsenzstudium: ca. 42 Std., Eigenstudium: ca. 108 Std.

Grundlegende Kenntnisse in der Datenkommunikation z.B. aus dem Bachelorstudium (Modul Datenkommunikation aus dem Bachelorstudium).

Programmierkenntnisse in einer objektorientierten Programmiersprache wie Java, C++ oder C, z.B. aus dem Bachelorstudium (Module Softwareentwicklung I und II aus dem Bachelorstudium).

Software Engineering z.B. aus dem Bachelorstudium (Module Software Engineering I und II aus dem Bachelorstudium).

LERNZIELE: Die Studierenden sollen verteilte Algorithmen und höhere Protokolle, Middlewaredienste und Technologien für die Entwicklung verteilter Anwendungssysteme und Internet-basierter Systeme kennenlernen, einschätzen und anwenden können.

FACH- & METHODENKOMPETENZ:

1. Die Studierenden erlernen die Funktionsweise ausgewählter verteilter Algorithmen und Protokolle
2. Die Studierenden können verschiedene Ansätze der Konsensfindung in verteilter Umgebung verstehen
3. Die Studierenden verstehen die Komplexität und die Grenzen verteilter Systeme
4. Die Studierenden erhalten einen Überblick über Kommunikationstechniken und Middleware
5. Die Studierenden verstehen wichtige Konsistenzmodelle verteilter Systeme und deren Anwendung

ÜBERFACHLICHE KOMPETENZ:

1. Teamarbeit: Die Studierenden erarbeiten Lösungsansätze eigenständig und in Kleingruppen
2. Die Studierenden lernen, sich strukturiert in komplexe Systeme einzuarbeiten

Die Veranstaltung gliedert sich in folgende Lerneinheiten.

1. Grundlagen und Begriffe verteilter Verarbeitung, Einsatzgebiete verteilter Systeme
2. RPC, verteilte Objekte und Dienste
3. Verteilte Transaktionen und strenge Konsistenz
4. Message Passing
5. Zeitsynchronisation
6. Wahl und Übereinstimmung (inkl. Blockchain)
7. Gruppenkommunikation
8. Replikation und Konsistenz
9. Verteilte Architekturen und Software Engineering

Je Lerneinheit sind 2 bis 4 Stunden seminaristischer Unterricht vorgesehen.

In einem Praktikum werden ausgewählte Algorithmen, Protokolle und Technologien bei der Entwicklung einer verteilten Anwendung vertieft.

1. Aufgabenstellung für Studienarbeitsthema wird online bereitgestellt
2. Skriptum wird online bereitgestellt
3. Online-Bereitstellung begleitender Übungen zur Prüfungsvorbereitung
4. Präsentationsvorgaben für die Ergebnispräsentation der Studienarbeiten
5. Nutzung von Tafel und Folien (Powerpoint) im Unterricht
6. Online Sessions

1. Coulouris G., et al.: Distributed systems: concepts and design, 5. Auflage, Prentice-Hall, 2012

2. Kleppmann M.: Designing Data-Intensive Applications. The big ideas behind reliable, scalable and maintainable systems, O'Reilly, 2017

3. Mandl P.: Masterkurs Verteilte betriebliche Informationssysteme, Springer-Vieweg Verlag, 2008

4. Mandl P.: TCP und UDP Internals, Springer-Vieweg Verlag, 2018

5. Mandl P.: Internet Internals, Springer Vieweg Verlag, 2019

6. Tanenbaum, A.; van Steen, M.: Verteilte Systeme - Prinzipien und Paradigmen, 2. Auflage, Prentice-Hall, 2008

7. Tanenbaum A. S., Wetherall D.: Computernetzwerke, 5. Auflage, Pearson Deutschland, 2012

8. Christudas B.: Practical Microservices Architectural Patterns, Apress, 2019

9. Weitere Literaturempfehlungen (Papers, ...) auf der Kursseite