¶ Betriebssystem
Als Betriebssystem wird die unterste Softwareebene eines Computers bezeichnet. Es hat die Aufgabe alle weiteren Softwarekomponenten zu verwalten und Hardwareressourcen zu organisieren [1].
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Verwandte Begriffe: - Operating System (OS) -Systemdatei -Mikrokernel -Dienstprogramm
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¶ Beschreibung
Ein Betriebssystem (Operating System (OS)) ist die Gesamtheit aller Programme, die zur Steuerung und Systemüberwachung beitragen. Dies ist Aufgabe des sog. „Kernels“ [4].
Dabei speichert das Mainboard bzw. die Hauptplatine (im englischen parentboard oder motherboard) jenes Programm, welches das Betriebssystem startet. Es wird BIOS (Basic Input/Output System) oder UEFI genannt. Beim Hochfahren wird dann automatisch das GUI (graphical user interface) geladen. Es ist auch möglich diesen Ladevorgang zu unterbinden und ein anderes zu laden [3].
Abhängig von der Wahl des Herstellers des Mainboard, muss auch die notwendige CPU ausgewählt werden. Nicht jedes Mainboard und CPU ist kompatibel. Grundsätzlich fällt die Wahl zwischen Intel und AMD bei Heim PC´s.
Grundsätzlich hat das Betriebssystem die Aufgaben
- Den Benutzer von Details der Rechnerhardware zu befreien [2]
- Den Zugriff auf Betriebsmittel zu kapseln [2]
- Programme zu laden, auszuführen und zu beenden [3]
- Die Prozessorzeit zu verwalten
Unter Betriebsmittel fallen unter anderem:
- Hard- und Softwareressourcen (Speicher, Dateien, Geräte etc.)
In der Regel unterteilt man diese nochmal in entziehbare, nicht entziehbare, exklusive und gemeinsame [2].
Das Betriebssystem muss für einwandfreie Nutzung dieser Mittel sorgen [2]. Modernste Systeme erlauben es dem Nutzer mehrere Programme laufen zu lassen [1]. Beim Management der genutzten Ressourcen wird zwischen zeitlichem und räumlichem „multiplexing“ (teilen) unterschieden. Ein zeitliches Beispiel ist das Drucken mehrere Dokumente. Es muss organisiert werden, in welcher Reihenfolge einzelne Vorgänge ausgeführt werden. Räumliches multiplexing wäre hingegen die Aufteilung von Speicher auf mehrere Anwendungen [1].
Um Betriebssysteme von unerlaubten Zugriffen durch Programme abzuschotten, gibt es privilegierte und nicht-privilegierte Zugriffe. Ersteres ist der Kernelmodus der alle Anwendungen verwenden kann. Er ist in der Ringstruktur der innerste Kern. Nicht-privilegiert nennt man den Usermodus der nicht alle Zugriffserlaubnisse besitzt [2].
Das klassische Betriebssystem ist im inneren in Module strukturiert. Ältere Systeme sind „monolithisch“, bestehen also aus nur einem Programm. Die Evolution folgte hin zum Schichten-System, wodurch der Kernel eine deutlich klarere Struktur besaß. In diesem System können höhere Schichten die unter ihnen liegenden nutzen. Die unterste Schicht greift auf die Hardware zurück [2]. Neuere Strukturen setzen auf leichte Mikrokeren (ebenda).
Es gibt eine Vielzahl an Operating Systems, die hier nur kurz aufgeführt werden [1].
- Mainframe OS
- Server OS
- Multiprocessor OS
- Personal Computer (PC) OS
- Handheld Computer OS
- Embedded OS
- Sensor Node OS
- Real-Time OS
- Smart Card OS
Die bekanntesten sind die PC´s, die fast jeder Zuhause als Desktop- oder Notebookvariante besitzt.
Auf ihnen laufen in der Regel MS Windows oder Linux. Auf den tragbaren Geräten findet man u.a. Apple´s Mac OS oder Android [4].
¶ Anwendungsbereich
Hier folgen passende Praxisbeispiele von FARMPRAXIS.
¶ Quellen
- Modern Operating Systems Fourth Edition; Andrew S. Tanenbaum
- Grundkurs Betriebssysteme; Peter Mandl
- Essenz der Informatik; Caudio Franzetti
- Betriebssysteme; Uni Leipzig
- Operating system placement
¶ weiterführende Quellen
- Andrew S. Tanenbaum: Moderne Betriebssysteme. Pearson Studium, 3., aktualisierte Auflage, ISBN 978-3-8273-7342-7
¶ Autoren*innen
Michael Wagner, Technische Zentralstelle Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinhessen-Nahe-Hunsrück (TZ DLR-RNH)