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Betriebssystem Beim Betriebssystem handelt es sich um Software, genauer gesagt Systemsoftware. Das Betriebssystem (engl.: operating system, kurz "OS") bildet die Voraussetzung für die Ausführung von Anwendungsprogrammen auf der Hardware. Beim Start des Computers, dem Boot-Vorgang, wird nur der Teil des Betriebssystems geladen, der für den Betrieb des Rechners unbedingt notwendig ist. Geladen steht hier für den "Transport" von der Festplatte in den Arbeitsspeicher. Bestandteile/Aufgaben: -Ressourcenverwaltung -Prozeßverwaltung -E/A-Steuerung, Gerätesteuerung -Dateisystemverwaltung -Benutzeroberfläche -Sicherheitssystem Moderne Betriebssysteme bestehen im wesentlichen aus: Betriebssystem-Kern Der Kern ist das Hauptsteuerungsprogramm, es steuert und überwacht alle Abläufe in der Zentraleinheit. Ein-und Ausgabesystem (E/A-System) Das E/A-System wiederum überwacht Ein-und Ausgabevorgänge zwischen - Zentraleinheit und Peripheriegeräten, sowie - Zentraleinheit und speziellen Treiberprogrammen, die die Vorgänge in peripheren Geräten steuern. Dienstprogramme Die Dienstprogramme finden für bestimmte, immer wiederkehrende Vorgänge Verwendung. Sie vereinfachen, beschleunigen und machen die Arbeit auf Computern wirtschaftlich. Betriebssysteme weisen im allgemeinen eine Struktur auf, bei der alle Ebenen wie Schalen (englisch: Shell) aufgebaut sind. 1. Schale (innerer Kern) Er ist für die E/A-Verwaltung und die Verwaltung von Dateien und Speicher verantwortlich und steuert alle Prozesse. Außerdem zeigt er alle Fehler im System an und behebt sie auch teilweise. 2. Schale Um den inneren Kern herum liegen die Systemaufrufe. Sie stellen die Verbindung zwischen Kern und der nächsten Ebene her. 3. Schale Die 3. Schale ist das, was der Benutzer vom Betriebssystem wahrnimmt: die Benutzeroberfläche. Diese ist die Verbindung zwischen Betriebssystem-Kern, Benutzer und Anwenderprogrammen. Betriebssysteme bezeichnet man als real, wenn es nur den realen Arbeitsspeicher verwalten kann, zum Beispiel MSDOS. Man bezeichnet sie als virtuell, wenn sie auch virtuellen Arbeitsspeicher verwalten können (nötig für Mehrplatzsysteme): Windows95, WindowsNT, OS/2, UNIX, MacOS, BeOS. Unter virtuellem Arbeitsspeicher versteht man einen Bereich auf der Festplatte, der vom Betriebsystem belegt und als zusätzlicher Arbeitsspeicher genutzt wird. Wichtige Qualitätsaspekte für Betriebssysteme sind a) Netzwerkfähigkeit b) Multiuserfähigkeit c) Multitasking d) Multithreading a) Netzwerkfähigkeit steht für die Vernetzung einzelner PCs. Hier ist nicht nur ein Terminal / Bildschirm an jedem Arbeitsplatz nötig, sondern ein Computer. Alle Daten werden auf einem Rechner, dem Server, gespeichert und verwaltet. Die aufgerufenen Programme werden im wesentlichen im Arbeitsspeicher des Arbeitsplatzrechners verarbeitet, von dem aus das Programm aufgerufen wurde. Für die Vernetzung ist in jedem Falle eine Netzwerkkarte pro Computer nötig. b) Bei Multiuserfähigkeit ist kein Arbeitsplatzrechner nötig, ein Terminal reicht (Bildschirm, Tastatur und ein wenig "Intelligenz", um die aktuellen Einstellungen zu speichern. Die entsprechende Baugruppe ist im Bildschirm untergebracht.). Die Verarbeitung der Programme erfolgt im Arbeitsspeicher des Hauptrechners. So ergibt sich der Sachverhalt, dass mehrere (multi) Benutzer (user) an verschiedenen Terminals gleichzeitig einen Computer nutzen. Für die Verbindung Hauptrechner - Terminal sind keine Netzwerkkarten nötig. Vielmehr ist es möglich, eine Datenverbindung über die seriellen Schnittstellen zu realisieren. c) Multitasking steht für die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Aufgaben an einem Arbeitsplatz. Ein Arbeitsprozess läuft im Vordergrund ab, alle anderen im Hintergrund. Erreicht wird dies, indem wie auf einer Zeitscheibe jedem Programm/Prozess vom Betriebssystem Rechenzeit zugeteilt wird. Es gibt zwei Arten: kooperatives (non-preemptives) Multitasking (Windows 3.x) und preemptives Multitasking (Windows 95, Windows NT, OS/2), wobei das preemptive Multitasking das bessere ist. Hier hat das Betriebssystem die volle Kontrolle über die Zeitzuteilungen. d) Multithreading kann man umgangssprachlich mit "Multitasking auf die Spitze getrieben" beschreiben. Bezeichnet Multitasking die parallele Verarbeitung verschiedener Programme, so steht Multithreading für die parallele Verarbeitung verschiedener Programmfäden innerhalb eines Programms. Als Beispiel ist folgendes denkbar: Man startet eine komplizierte Datenbankabfrage, die anschließend im Hintergrund abläuft. Im Vordergrund befasst man sich "parallel" mit der Gestaltung einer Rechnung oder eines Geschäftsbriefes. Betriebsysteme für den PC-Bereich sind: MS DOS MS DOS und Windows 3.x Windows 95 Windows NT OS/2 Apple System 7.x / 8 / 9.x Unix Windows98 WindowsME Windows2000 Linux BeOS