Hauptseminar

An dieser Stelle werden Themenvorschläge für studentische Vorträge in der EZAG gesammelt.

Die EZAG dient auch als Plattform für das Hauptseminar, es gibt also insbesondere keine Sondertermine für Hauptseminarvorträge. Um als Student einen Vortrag im Rahmen des Hauptseminars zu halten sollte man sich entweder ein Thema aus der Liste auf dieser Seite aussuchen oder selbst ein Thema vorschlagen. Danach sollte man den Betreuer des gewählten bzw. mich (bei einem eigenen Thema) kontaktieren um den weiteren Ablauf und einen Vortragstermin festzulegen.

Neben dem Hauptseminarvortrag ist eine Ausarbeitung notwendig. Der genaue Inhalt ist mit dem Betreuer nach dem Vortrag abzusprechen. Die Ausarbeitung sollte 10 Seiten nicht überschreiten und ist spätestens 4 Wochen nach dem Hauptseminarvortrag beim Betreuer abzugeben. Vortag und Ausarbeitung sind notwendig um einen Schein zu bekommen. Allgemeine Hinweise zum Aufbau von wissenschaftlichen Arbeiten finden sich in der Rubrik „Beleg/Diplom Aufbau“, wobei die Grundstruktur wie folgt anzupassen ist: Einleitung, Problem, Related Work (1 Seite), Kernidee, Details eines Aspektes, Bewertung, Zusammenfassung. Hinweis: Die Ausarbeitung ist als Fließtext (keine Stichpunktesammlung !) zu verfassen, der Duden bzw. die Rechtschreibprüfung wird dringend empfohlen, ebenso ist eine Seitennummerierung erwünscht.

Das Publikum von Hauptseminarvorträgen besteht aus fortgeschrittenen Studenten und Mitarbeitern. Es ist evtl. sinnvoll im Vortrag kleinere Bezüge zur BS Vorlesung herzustellen, ansonsten sollten grundlegende Konzepte als bekannt behandelt werden und die Vortragseinleitung und -einführung kann meist kompakt ausfallen. Schwerpunkt sollte ein interessantes wissenschaftliches Thema bilden, so dass alle etwas lernen können.

Der Vortrag selbst sollte, sofern nicht anders abgesprochen, für eine Dauer von ca. 30 Minuten ausgelegt sein. Anschließend stehen üblicherweise 15 Minuten für Fragen zur Verfügung. Es empfiehlt sich den Vortrag vorher etwas zu üben, damit man die eigene Geschwindigkeit besser einschätzen kann.

Eigener Vorschlag
Status:<eigener Vorschlag>

Aufgabe: Selbstverständlich können Studenten im Rahmen des Hauptseminars auch eigene Vortragsthemen vorschlagen. Schickt mir dazu einfach eine E-Mail.

Quellenvorschläge:
Betreuer: [wird festgelegt]
3D-Video mit H.264/MVC
Status: <verfügbar>

Aufgabe: Seit James Camerons Kinofilm "Avatar" gibt es einen neuen Hype um 3D-Filme. Inzwischen können auch Heimkinos mit 3D-Technik ausgerüstet werden. Für die Verteilung der Inhalte wurde der aktuelle Videostandard H.264 um ein Kompressionsverfahren für Videos mit mehreren korrelierten Ansichten erweitert: "Multi-View Coding" (H.264/MVC). Der Vortrag soll einen Einblick in die Funktionsweise von MVC geben. Dabei können auch eigene Experimente und Erfahrungen mit MVC einfließen.

Quellenvorschläge:
1. Efficient Compression of Multi-View Video
2. MVC Encoder von Nokia Research
Betreuer: Michael Roitzsch
Checkpoint/Restart in Linux
Status:<vergeben>

Aufgabe: Checkpoint/Restart ist ein Mechanismus, mit dem der Zustand von einer Anwendung zwischengespeichert werden kann, um diese Anwendung zu einem späteren Zeitpunkt wieder an diesem Punkt loslaufen zu lassen. Der Vortrag soll einen Überblick über eine solche Lösung für Linux geben und dabei besonders darauf eingehen, welche Teile im Betriebssystemekern und welche als Nutzeranwendung implementiert sind.

Quellenvorschläge:
1. CRIU
Betreuer: Maksym Planeta
Comparative analysis of benchmark suites
Status: <verfügbar>

Aufgabe: Benchmark suites are used for performance evaluation of both hardware and software. To evaluate a specific part of a system, a researcher should know which benchmarking applications to use, because different benchmarks serve different purposes. The task of this report is to make overview of the benchmarks used in a specific area (HPC, embedded systems, real-time). The student should make a comparative analysis of the selected suites and explain what makes selected set of benchmarks different. And how to choose the right evaluation tool.

Quellenvorschläge:
1. PRK
2. NPB
3. SPEC MPI
4. Miniapps
5. HPCC
6. Graph500
7. Top500
Betreuer: Maksym Planeta
Die Programmiersprache Vala
Status: <verfügbar>

Aufgabe:Vala ist eine C#-ähnliche Programmiersprache für das GObject-System, die einen in Vala selbst geschriebenen Source-to-Source-Compiler verwendet um von Vala nach C zu übersetzen. Der Vortag sollte einen Überblick über Vala geben und die wichtigsten Konzepte vorstellen.

Quellenvorschläge:
1. Vala Homepage
Betreuer: Nils Asmussen
Fuzzing
Status: <verfügbar>

Aufgabe:Geben Sie einen Überblick über Fuzzing als Technik zur Fehlersuche in Programmen. Gehen Sie dabei insbesondere auf die LLVM-basierte LibFuzzer ein.

Quellenvorschläge:
1. libFuzzer
Betreuer: Michael Roitzsch
Game Engines als Echtzeit- und Multicore-Last
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe:Spiele sind auch heute noch ein anspruchsvoller Anwendungsfall, der selbst gut ausgestattete Rechner ins Schwitzen bringt. Der Vortrag soll einen Überblick über vorhandene Game Engines geben und dabei insbesondere aus Betriebssystemsicht darauf eingehen, welche Arbeitslast diese Engines der Plattform abverlangen. Interessant sind hierbei die auftretenden zeitlichen Anforderungen, damit das Spielgeschehen flüssig bleibt, und der Einsatz von Parallelität und Heterogenität (GPUs) zur Bewältigung der Berechnungen.

Quellenvorschläge:
1. Real Time Game Loop Models for Single-Player Computer Games
2. Game Development: Harder Than You Think
Betreuer: Michael Roitzsch
Verbesserung der Vertrauenswürdigkeit von X.509-Zertifikaten
Status:<vergeben>

Aufgabe: Zertifikate sind ein elementarer Bestandteil der Sicherheitsinfrastruktur des Internets. Jede verschlüsselte Verbindung über TLS basiert auf der Vertrauenswürdigkeit eines X.509-Zertifikats. Leider ist der Status quo sehr unbefriedigend, da hierbei jeder Certificate Authority weltweit gleichermaßen vertraut werden muss. Der Vortrag soll einen Überblick über Ansätze geben, diese Situation zu verbessern und die verschiedenen Lösungen gegenüberstellen. Dabei können Aspekte wie die Umsetzbarkeit, aber auch Zentralisierung und Privatsphäre der Nutzer betrachtet werden.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
GCC -O3
Status:<vergeben>

Aufgabe: In der GCC Version 4.4.5, stehen 62 einzelne Optimierungsoptionen hinter der Option -O3. In diesem Hauptseminar sollen die vorhandenen und zukünftig geplanten Optimierungen der GNU Compiler Collection, sowie anderer prominenter Compiler vorgestellt und idealerweise anhand von Betriebssysteme-Code bewertet werden.

Quellenvorschläge:
1. GCC-Manual
2. Clang-Manual
3. weitere Hinweise beim Betreuer
Betreuer: Jan Bierbaum
Sichere Programmierung mit Rust

Status:<vergeben>

Aufgabe: Stellen Sie die Programmiersprache Rust im Hinblick auf gängige Sicherheitslücken und Probleme mit C vor.
Betreuer: Nils Asmussen
AACS - Der Kopierschutz der designierten DVD-Nachfolger
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Zwei konkurrierende Disk-Formate versuchen aktuell ziemlich erfolglos die DVD zu beerben. Was beide neben schlechten Verkaufszahlen gemeinsam haben, ist der eingesetzte Kopierschutz: AACS, das "Advanced Access Content System". Stellen Sie in Ihrem Vortrag die genaue Funktionsweise von AACS vor. Gehen Sie auch auf die Schwachstellen ein, unter denen der Schutz bereits gelitten hat und wie auf diese Schwachstellen reagiert werden kann. Vor diesem technischen Hintergrund sollten auch die Auswirkungen des Schutzes auf den Nutzer und sein Medienverhalten diskutiert werden.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
AMD64
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Wo liegen Verbesserungen der AMD64-Architektur im Vergleich zur alten x86-Architektur? Die generelle Hinwendung zu 64-Bit und die existenz von 8 weiteren Registern ist allgemein bekannt. Interessant im Kontext von Betriebssystemen sind aber auch andere Änderungen, die nur auf den zweiten Blick auffallen:
- Tagged TLBs
- Virtuelle Speicherverwaltung
- Schatten Selektoren
Als Beispielimplementierung könnte Linux betrachtet werden.

Quellenvorschläge:
1. AMD-Webseiten
2. Linux-Kernel-Mailing-Liste
Betreuer: Frank Mehnert
Active Directory Service
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Wie funktioniert Active Directory Service von Windows? Gehen Sie dabei auf Unterschiede zu LDAP ein. Erklären Sie die Struktur eines Netzwerkes, welches ADS benutzt und welche Funktionalität in diesem Netzwerk bereitgestellt wird. Als Beispiel kann die Nutzerverwaltung dienen.

Quellenvorschläge:
1. MSDN
Betreuer: Ron Aigner
Aspektorientierte Programmierung
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Stellen Sie das Paradigma der aspektorientierten Programmierung vor, und geben Sie anhand von Beispielen einen Überblick über mögliche Einsatzszenarien. Gehen Sie auf den aktuellen Stand der Forschung sowie auf Projekte zur Implementierung ein.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Jork Löser
Build-Systeme --- Alternativen zu make?
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Geben Sie einen Überblick über Build-Systeme. Ausgehend von GNU/make sollen Erweiterungen und Parallelprojekte vorgestellt und miteinander verglichen werden. (Autoconf / Automake)

Quellenvorschläge:
1. Make
2. GNU/Auto{conf,make}
3. JAM
4. SCons
5. Apache Ant
6. MSBuild
7. FinalBuilder, Apache Maven, ...
Betreuer: Björn Döbel
Build-Systeme --- Alternativen zu make?
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Geben Sie einen Überblick über Build-Systeme. Ausgehend von GNU/make sollen Erweiterungen und Parallelprojekte vorgestellt und miteinander verglichen werden. (SCons, Ant)

Quellenvorschläge:
Betreuer: Björn Döbel
C++-0x oder neues vom neuen C++ Standard
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe:

Quellenvorschläge:
Betreuer: Marcus Völp
Content Delivery Networks
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Der Vortrag soll einen Überblick über die Funktionsweise von Content Delivery Networks (CDN) geben. Dabei kann auch darauf eingegangen werden, wie sich der Datenverkehr im Internet in den letzten Jahren gewandelt hat und wie CDNs helfen, den wachsenden Datenaufkommen zu begegnen. Interessant ist auch ein Vergleich von CDNs mit benachbarten Lösungen: Auf höherer Abstraktionsebene liegen dabei Cloud-Lösungen wie Platform-as-a-Service (PaaS) und Infrastructure-as-a-Service (IaaS), auf niedrigerer Abstraktionsebene IP-Multicast.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
Covert Channels
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Covert channels umgehen information flow policies. Geben Sie einen Überblick über gängige Verfahren zur Detektion, Beschränkung und Elimination von Covert Channels.

Quellenvorschläge:
1. Proctor, Neumann: Architectural Implications of Covert Channels, 15th National Computer Security Conference, Baltimore, 13-16 October 1992
2. Matt Bishop: Computer Security - Art and Science, Kapitel 17
Betreuer: Marcus Völp
Das Windows Sicherheitsmodell
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Die Rechteverwaltung von UNIX mit Nutzer- und Gruppen-ID und dem klassischen Rechte-Tripel für Dateien ist hinlänglich bekannt. Was in Windows hinter den Kulissen vorgeht, soll Gegenstand dieses Vortrags sein. Es soll ein Überblick gegeben werden und dabei im Rahmen der zeitlichen Möglichkeiten auf einige der folgenden Fragen eingegangen werden:
Welche Sicherheits-Konzepte benutzt Windows? Was sind "Access Tokens" und "Security Descriptors"? Wie funktionieren UAC und UIPI in Vista? Welche Objekte im System werden wie geschützt? Warum sind Windows-Nutzer trotz alledem so oft von Malware betroffen? Wo sind die Lücken in der Sicherheitsarchitektur und warum existieren sie? Können Werkzeuge wie DropMyRights helfen?

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
Dateisysteme
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Geben Sie einen Überblick über aktuelle Dateisysteme (z. B. ext3) und ihre Besonderheiten (Komprimierung, Dateitypenerkennung, Rechteverwaltung, Unterstützung für kleine Dateien, Versionsverwaltung, Journaling, ...). [genaueres beim Betreuer]

Quellenvorschläge:
Betreuer: Frank Mehnert, Norman Feske
Display-Architekturen
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Geben Sie einen Überblick über verschiedene Display-Architekturen bezüglich Schnelligkeit/Sicherheit: Unix mit X11/XVideo- und Render-Extension, Windows mit DirectDraw, OS X mit Quartz Extreme, QNX mit Photon, DROPS mit DOpE, Fresco, GGI, ...

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Hohmuth, Norman Feske
Dynamic Binary Analysis
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Eine Möglichkeit, Fehlverhalten von Applikationen aufzudecken, ist die Verwendung von Werkzeugen, die das Laufzeitverhalten der Applikation überprüfen. Valgrind ist ein Framework zur Erstellung solcher Werkzeuge, mit denen unmodifizierte Applikations-Binaries und Bibliotheken hinsichtlich verschiedenster Eigenschaften überprüft werden können. Der Vortrag soll die Funktionsweise von Valgrind sowie einige Anwendungsszenarien vorstellen.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Björn Döbel
Dynamische Instrumentierung mit Pin
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Pin ist neben Valgrind ein weiteres Tool zur dynamischen Instrumentierung von Anwendungen. Im Vortrag sollen Pin und seine Anwendungsmöglichkeiten vorgestellt werden. Gegebenenfalls ist auch ein Vergleich zu Valgrind interessant.

Quellenvorschläge:
1. Homepage
2. weitere Hinweise beim Betreuer
Betreuer: Björn Döbel
Einführung in CC Evaluation
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Die derzeit aktuelle Evaluierungsmethode ist das Common Criteria. Stellen sie diese Methode vor. Auf welcher Basis wird die Evaluierung durchgeführt?

Quellenvorschläge:
1. Matt Bishop: Computer Security - Art and Science, Kapitel 21
Betreuer: Marcus Völp
Esoterische Betriebssysteme
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Ziel dieser Aufgabe soll es sein, verschiedene Betriebssysteme vorzustellen und interessante Besonderheiten aufzuzeigen. Betrachtet werden können unter anderem folgende Systeme: Plan9

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Hohmuth
Esoterische Betriebssysteme
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Ziel dieser Aufgabe soll es sein, verschiedene Betriebssysteme vorzustellen und interessante Besonderheiten aufzuzeigen. Betrachtet werden können unter anderem folgende Systeme: Amoeba.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Hohmuth
Esoterische Betriebssysteme
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Ziel dieser Aufgabe soll es sein, verschiedene Betriebssysteme vorzustellen und interessante Besonderheiten aufzuzeigen. Betrachtet werden können unter anderem folgende Systeme: MorphOS.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Peter, Michael Hohmuth
Esoterische Betriebssysteme -- POK
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Beschreibung: Der Partitioned OS Kernel (POK) hat sich zum Ziel gesetzt, ein offenes mikrokern-basiertes Betriebssystem für den Einsatz in safety-kritischen Systemen bereit zu stellen. Geben Sie einen Überblick über die Architektur von POK, Einsatzmöglichkeiten und Limitationen.

Quellenvorschläge:
1. Website
Betreuer: Björn Döbel
Farbmanagement
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Im Zeitalter der digitalen Fotokameras, Scanner und Monitore ist ein durchgängiges Farbmanagement sehr wichtig. Beschreiben Sie das Problem, indem Sie auf photometrische Grundlagen sowie absolute und gerätespezifische Farbräume eingehen. Erläutern Sie kurz das Schuhsohlendiagramm und gehen Sie auf Begriffe wie Gamma und Weißpunkt ein. Geben Sie abschließend einen Überblick, wie aktuelle Systeme mit dem Problem umgehen. Stichworte an dieser Stelle sind ICC- Profile, und Apple ColorSync.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
Google Protocol Buffers
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe:Stellen Sie Funktionsweise und Benutzung von Google's Protocol Buffers zur effizienten Serialisierung und Übertragung von Daten vor.

Quellenvorschläge:
1. Entwickler-Webseite
Betreuer: Michael Roitzsch
Grand Central Dispatch in Mac OS X 10.6
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Mac OS X 10.6 bringt eine neue Technik namens Grand Central Dispatch (GCD) mit, die den Anspruch erhebt die Programmierung für Multicore-Prozessoren erheblich zu vereinfachen. Programmierer müssen sich nicht mehr mit Threads und Locking auseinandersetzen, sondern ihr Programme "nur" noch in einzelne Arbeitspakete zerlegen, die dann von der der GCD-Runtime parallel (oder auch nicht) ausgeführt werden. Der Vortrag sollte die Konzepte hinter GCD erläutern (z.B. Dispatch-Queues, Blocks für C, C++ und Objective C, ...) und einen Überblick über Anforderungen, Leistungsumfang und mögliche Limitierungen geben.

Quellenvorschläge:
1. Entwicklerdokumentation von Apple
2. weitere Hinweise beim Betreuer
Betreuer: Carsten Weinhold
Hardwarebeschleunigung für Video-Decoding und -Encoding
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Da Video ein häufiger Anwendungsfall ist, wird zunehmend spezielle Hardware für das Abspielen oder Erzeugen von Videoströmen genutzt. Der Vortrag soll einen Überblick über existierende Lösungen im Desktop- und Mobilbereich geben. Dabei soll darauf eingegangen werden, welche Teile des De- oder Encodier-Prozesses beschleunigt werden und wenn möglich Angaben zum Stromverbrauch gegeben werden. Weiterhin ist interessant, ob diese Lösungen auf spezielle Videocodecs (z.B. H.264) zugeschnitten sind, oder soweit programmierbar sind, dass sie für zukünftige Entwicklungen anpassbar sind.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
K42

Status:<abgeschlossen>

Aufgabe:
Betreuer: Michael Peter
Komplexität von Software
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Die Komplexität von Software wird häufig als Maß für die Vertrauenswürdigkeit bzw. Fehlerwahrscheinlichkeit herangezogen. Die allgemein bekannte und leicht zu bestimmende Metrik "Lines of Code (LoC)" weist aber einige Nachteile auf. Stellen Sie diesen Nachteilen alternative Ansätze gegenüber und gehen Sie auch auf die praktische Anwendbarkeit bzgl. der Einschätzung der Vertrauenswürdigkeit der Software ein.

Quellenvorschläge:
1. Stichworte: Halstead, McCabe
2. Stichworte: zyklomatische, strukturelle und hierarchische Komplexität
Betreuer: Björn Döbel
Konzepte hinter Microsofts .net
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Der Vortrag soll eine Einführung in die wichtigsten Konzepte hinter .net geben und einen Vergleich zu ähnlichen Technologien, wie z. B. Java, gegebenenfalls anhand von Beispielen anstellen. Im Vortrag soll auf Anwendungsbereiche eingegangen werden, für welche .net als prädestiniert erscheint. Weiterhin ist der Entwicklungsstand und aktuelle Baustellen der Open Source Implementierung Mono darzustellen.

Quellenvorschläge:
1. Microsoft .NET Information
2. What is Mono?
Betreuer: Norman Feske
LDAP
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Geben sie einen Überblick über LDAP. Wozu ist es einsetzbar, welche Programme unterstützen es? Wie sieht ein Vergleich mit ähnlichen Protokollen aus? (Sinn, Nutzen von Verzeichnisverwaltungssystemen und Konfigurationsmanagement mit LDAP)

Quellenvorschläge:
1. Net::LDAP::RFC - List of related RFC's
Betreuer: Michael Peter, Herrman Härtig
Low Power TLB Architekturen
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Die zur Implementierung von virtuellem Speicher benötigten TLB Zugriffe benötigen ca. 40% des Stroms aller schnellen (L1-Cache) Datenzugriffe. In diesem Vortrag sollen Sie einen Überblick über gängige Methoden zur Reduzierung dieses Stromverbrauchs geben. Eine erweiterte Aufgabe zu diesem Thema wäre eine Bewertung dieser Techniken aus Betriebssystemesicht.

Quellenvorschläge:
1. [Literatur beim Betreuer]
Betreuer: Marcus Völp
Model-checking C applications
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Model-Checking ist eine Möglichkeit zur Programmverifikation. In diesem Hauptseminar soll das Verifikations-Tool SATABS vorgestellt werden, welches es ermöglicht, ANSI-C-Code in eine für das Model-checking nutzbare Repräsentation zu überführen. Weiterhin sollen Möglichkeiten vorgestellt werden, wie die Skalierbarkeit des Model-Checking verbessert werden kann.

Quellenvorschläge:
1. S. Chaki, E. Clarke, J. Ouaknine, N. Sharygina, N. Sinha: Concurrent software verification with states, events and deadlocks
2. SATABS homepage
Betreuer: Björn Döbel
OAuth - Authentisierung zwischen Web-Anwendungen
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Immer mehr Anwendungen werden von Internet-Diensten in der sogenannten "Cloud" zur Verfügung gestellt. Dabei wird es zunehmend wichtig, dass Anwendungen Daten gemeinsam nutzen. OAuth stellt dafür einen Authentisierungsmechanismus bereit, der es einer Web-Anwendung erlaubt, einer anderen begrenzten und widerrufbaren Zugriff auf eigene Daten und Dienste zu gewähren. Der Vortrag soll die Funktionsweise des OAuth-Protokolls erläutern und es mit alternativen Ansätzen wie OpenID vergleichen. Welche Probleme treten auf, wenn OAuth für Desktop-Anwendungen verwendet wird?

Quellenvorschläge:
1. Offizielle OAuth-Dokumentation
2. Podcast mit Übersicht über OAuth
Betreuer: Michael Roitzsch
Open-Source VPN Systeme
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Stellen Sie mindestens zwei verschiedene Open-Source VPN System vor. Gehen Sie dabei auf deren Benutzbarkeit ein und vergleichen Sie die VPN Systeme.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch, Alexander Warg
PCI-Express
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Geben Sie einen Überblick über die grundlegenden Konzepte von PCI-Express. Dazu soll zunächst die physische Struktur (Root Complex, Bridges, Switches, Endpoints, Links) erläutert werden. Ausgehend davon sollen die für Betriebssysteme relevanten Eigenschaften von PCI-Express diskutiert werden (Power Management, Legacy-Interrupt- und MSI-Support, Hotplug).

Quellenvorschläge:
1. [beim Betreuer]
Betreuer: Udo Steinberg
POSIX Capabilities
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Capability-basierte Sicherheit ist ein akzeptiertes Sicherheitsmodell für Mikrokernsysteme und wird z.B. benutzt um das Prinzip der minimalen Privilegien (Principle of Least Authority) zu implementieren. In der Welt der UNIX-Betriebssysteme hat sich mit der POSIX Capabilities API ein Verständnis von Capabilities etabliert, dass sich von dem in der Wissenschaft unterscheidet. Der Vortrag soll in POSIX Capabilities einführen und Unterschiede zum klassischen Capabilities-Konzept aufzeigen. Weiterhin sollen Probleme und Weiterentwicklungen der API diskutiert werden, wie z.B. Capsicum.

Quellenvorschläge:
1. POSIX Capabilities Myths
2. Capsicum
Betreuer: Julian Stecklina
Parser-Generatoren
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Statische Source-Code-Analyse und der Einsatz von Domain-Specific Languages sind zwei wichtige Bestandteile moderner Softwareentwicklung. Beide Konzepte wären ohne die Existenz von Parser-Generatoren wesentlich schwieriger zu realisieren. In diesem Hauptseminar soll einer der unten genannten Parser-Generatoren vorgestellt werden: ANTLR, Elkhound oder SableCC.

Quellenvorschläge:
1. ANTLR Parser Generator
2. T. Parr: "The definitive ANTLR reference", beim Betreuer auszuleihen
Betreuer: Björn Döbel
Quelltext-Verwaltungs-Systeme
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: In letzter Zeit hat es einige Bewegung im Bereich Quelltext-Verwaltungs-Systeme gegeben. Es sollen verschiedene Systeme wie SVK, Arch, Monotone, Quilt, Git etc. vorgestellt und untereinanderer und gegen allseits bekannte Systeme wie CVS verglichen werden.

Quellenvorschläge:
1. svk
2. gnu-arch
3. monotone
4. quilt
5. scm-comparison
Betreuer: Adam Lackorzynski
Read-Copy-Update
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Stellen Sie den Read-Copy-Update (RCU) Mechanismus zum wechselseitigen Ausschluß auf SMP-Systemen vor. Gehen sie insbesondere auf die Einsatzzwecke am Beispiel des Linux-Kernels und auf die Skalierungseigenschaften von RCU ein.

Quellenvorschläge:
1. Read-Copy Update (RCU)
Betreuer: Udo Steinberg
SCTP - Stream Control Transmission Protocol
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Vergleichen Sie das vergleichsweise neue SCTP-Protokoll mit dem bereits seit langem verfügbaren TCP-Protokoll. Gehen Sie dabei insbesondere darauf ein, welche Schwachpunkte des TCP-Protokolls durch SCTP behoben wurden und welche neuen Features SCTP implementiert.

Quellenvorschläge:
1. [RFC 2960] Stream Control Transmission Protocol
2. [RFC 3257] Stream Control Transmission Protocol Applicability Statement.
3. [RFC 3286] An Introduction to the Stream Control Transmission Protocol (SCTP).
4. [RFC 3309] Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Checksum Change.
5. [RFC 3436] Transport Layer Security over Stream Control Transmission Protocol.
Betreuer: Udo Steinberg, Jork Löser
Scheduling in Linux
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Eine der Kernaufgaben eines Betriebssystems ist es, zwischen mehreren parallel laufenden Anwendungen zu vermitteln und gemeinsam genutzte Resourcen sinnvoll zu verteilen. Der Vortrag soll die aktuellen Scheduling-Mechanismen in Linux beleuchten. Dabei kann zum Beispiel auf den Completely Fair Scheduler (CFS), den RT-Patch und das I/O-Scheduling eingegangen werden.

Quellenvorschläge:
1. Inside the Linux 2.6 Completely Fair Scheduler
2. RTwiki
Betreuer: Michael Roitzsch
Schutz privater Daten auf mobilen Geräten
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Aufgabe: Nutzer speichern zunehmend private Daten auf mobile Geräte wie Smartphones und Tablets. Diese Daten müssen geschützt werden, falls das Gerät in falsche Hände gelangt, die Benutzbarkeit soll jedoch nicht unangemessen leiden. Der Vortrag soll einen detaillierten technischen Einblick in die Datenschutz-Architektur von iOS geben und diese an geeigneten Punkten mit der Situation unter Android vergleichen. Insbesondere soll darauf eingegangen werden, wie und mit welchen Geheimnissen persönliche Daten gegen physischen Gerätezugriff abgesichert werden.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch, Carsten Weinhold
Sichere Programmierung mit C
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: In eingebetteten Systemen wird selbst dann häufig auf die "unsichere" Programmiersprache C zurückgegriffen, wenn es auf Störungs- und Ausfallsicherheit ankommt, denn die Entwicklung mit der klassischen Alternative Ada ist häufig zu teuer, und für eine Java-Umgebung fehlt auf der Zielplattform die Rechnerkapazität. Um dennoch eine hohe Sicherheit zu erreichen, gibt es eine Reihe von Programmierstandards und Werkzeugen. Stellen Sie einige davon in Ihrem Vortrag vor.

Quellenvorschläge:
1. David W. Binkley: "C++ in Safety Critical Systems"
2. MISRA: "Guidelines for the use of the C language in vehicle based software" (beim Betreuer ausleihbar)
3. Les Hatton: "Safer C" (beim Betreuer ausleihbar)
Betreuer: Michael Hohmuth
Sicherheit
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Linux Security Modules, Sandboxing [genaueres beim Betreuer]

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Hohmuth
Softwareschutz
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: In diversen Forschungsarbeiten wurden verschiedene Mechanismen vorgeschlagen, C- und C++-Programme gegen Buffer-Overflow-Angriffe sicherer zu machen. Stellen Sie einige dieser Mechanismen vor.

Quellenvorschläge:
1. Stichworte: Runtime buffer overflow protection, Address obfusication, Smart pointers, Nonexecutable stack, PointGuard, StackGuard
Betreuer: Michael Hohmuth
Symbian OS
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Untersuchen Sie Symbian OS u. a. bzgl. der folgenden Fragen:
- Wie sieht die System-Architektur aus?
- Welche Funktionalität wird vom System bereit gestellt?
- Auf welchen Plattformen ist es verfügbar? HW-Anforderungen?
- Könnte L4 eine Alternative darstellen?
- Wäre ein L4Symbian möglich/sinnvoll?
- Wie sehen die Lizenzbedingungen aus?
- Zu welchen Bedingungen ist der Source code verfügbar?
Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Hohmuth
Systemweites Profiling
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Stellen sie systemweite Profiling-Lösungen für verschiedene Betriebssysteme vor. Vergleichen sie die Architektur, Einsatzziele und Leistungsfähigkeit der Lösungen.

Quellenvorschläge:
1. OProfile für Linux
2. Solaris Dynamic Tracing
3. Windows ?
Betreuer: Michael Roitzsch
Thread Level Speculation
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Neben Instruction-Level Speculation wurde kürzlich Spekulation auf Thread Ebene Vorgestellt. Geben Sie einen Überblick über diese Technologie und zeigen Sie ihr Anwendungsfeld auf.

Quellenvorschläge:
1. Speculative Synchronization: Applying Thread-Level Speculation to Explicitly Parallel Applications , J. Martinez, J. Torrellas, ASPLOS 02
Betreuer: Marcus Völp
Threading unter Linux
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Vergleichen Sie die alte Implementation von Linux PThreads (PThreads) mit den Neuentwicklungen "Native POSIX Thread Library (NPTL)" von Redhat und "Next Generation POSIX Threads (NGPT)" von IBM. Stellen Sie die Design-Entscheidungen und Konzepte vor, die den jeweiligen Threading-Implementationen zugrunde liegen, inbesondere die Abbildung von User-Threads auf Kernel-Threads, Thread Local Storage, Signalling und notwendige Modifikationen am Linux-Kern. Gehen Sie auch auf die Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit ein.

Quellenvorschläge:
1. Next Generation Posix Threads (NGPT)
2. Native Posix Thread Library (NPTL)
Betreuer: Udo Steinberg
Ultra-Large-Scale Systems
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Nach einer Studie der Carnegie-Mellon University werden zukünftige Informationssysteme aus einer Vielzahl von autonomen Hard- und Software-Komponenten bestehen. Vortrag und Ausarbeitung sollen eine Einführung in das Forschungsgebiet der Ultra-Large-Scale Systems geben.

Quellenvorschläge:
1. CMU Software Engineering Institute: Ultra-Large-Scale Systems - The Software Challenge of the future (beim Betreuer auszuleihen)
Betreuer: Björn Döbel
Unicode
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Stellen sie das Thema Unicode umfassend vor. Gehen sie auf die verschiedenen Kodierungen --- UTF-7, UTF-8, UTF-16, UCS-2, UCS-4 (Big- und Little-Endian)) --- ein. Von welchen Betriebssystemen wird Unicode wo und wie eingesetzt bzw. unterstützt (Ein-/Ausgabe (Terminals), Dateisysteme, ...)?
Was haben die unterschiedlichen Kodierungen im Speziellen und Unicode im Allgemeinen für Auswirkungen für Programmierer und Anwender? Kann es bei Einsatz von Unicode zu Sicherheitsproblemen kommen? Wenn ja, wie? Was sind Unicode Normalisierungen? Welche gibt es und warum? Wie wird die Sortierung von Unicode-kodierten Texten gelöst (Collation)?
Welche Probleme löst und schafft Unicode?

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
Vergleich von CMake und Automake
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe:

Quellenvorschläge:
Betreuer: Björn Döbel
Wavelet-basierte Videokodierung
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Einige aktuelle Video-Kompressionsformate benutzen Wavelets zur Kodierung. Beschreiben Sie allgemein, was Wavelets sind und welche Wavelets typischerweise verwendet werden. Wie kann man Wavelets zur Bildkompression und letztlich zur Videokompression einsetzen? Gehen Sie dabei auch auf JPEG2000, FFmpeg Snow und Dirac ein.

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch
WebDAV
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe:
WebDAV stands for "Web-based Distributed Authoring and Versioning". It is a set of extensions to the HTTP protocol which allows users to collaboratively edit and manage files on remote web servers. (Quelle: www.webdav.org)
Stellen Sie WebDAV vor. Gehen Sie besonders auf Unterschiede zu klassischen Dateisystem ein. Welche neuen Anwendungsfelder eröffnen sich dadurch.

Quellenvorschläge:
1. www.webdav.org
2. RFC 2518
3. RFC 3253
4. Astrid Keßler, André Malo (jo): "Das beschreibbare Web, Übersicht über die HTTP-Erweiterung WebDAV", c't 10/03, Seite 216.
Betreuer: Martin Pohlack
ZFS
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Geben Sie einen Überblick über Suns Dateisystem ZFS. Gehen sie insbesondere auf die Besonderheiten ein in denen ZFS sich von anderen heute gebräuchlichen Dateisystemen unterscheidet, zum Beispiel die integrierte Verwaltung von Datenträgern oder die Copy-on-Write-Mechanismen. [genaueres beim Betreuer]

Quellenvorschläge:
1. ZFS
Betreuer: Carsten Weinhold
Zugriffskontrolle in aktuellen Betriebssystemen
Status:<abgeschlossen>

Aufgabe: Der Vortrag soll die in aktuellen Systemen verwendeten Zugriffskontroll- und Rechte-Beschränkungs-Systeme gegenüberstellen. Unter Linux wären da konkret AppArmor und SELinux, unter Windows Vista wahrscheinlich UAC, UIPI und vielleicht weitere, sowie unter Mac OS X Seatbelt zu nennen. Welche Möglichkeiten bieten die einzelnen Systeme, Anwendungen zu beschränken, wie ausdrucksstark sind sie und wie kommt man als Nutzer damit in Kontakt?

Quellenvorschläge:
Betreuer: Michael Roitzsch

TUD

Operating Systems

Teaching

Hauptseminar

Eigener Vorschlag

3D-Video mit H.264/MVC

Checkpoint/Restart in Linux

Comparative analysis of benchmark suites

Die Programmiersprache Vala

Fuzzing

Game Engines als Echtzeit- und Multicore-Last

Verbesserung der Vertrauenswürdigkeit von X.509-Zertifikaten

GCC -O3

Sichere Programmierung mit Rust

AACS - Der Kopierschutz der designierten DVD-Nachfolger

AMD64

Active Directory Service

Aspektorientierte Programmierung

Build-Systeme --- Alternativen zu make?

Build-Systeme --- Alternativen zu make?

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