Einsatzzweck

Jeder von uns benutzt fast täglich Betriebssysteme - nicht selten komplett unbewusst:

  • Sei es bei der Arbeit mit dem Computer,
  • im Umgang mit Mobiltelefonen oder Spielekonsolen,
  • aber auch bei der Benutzung von Geld- oder Fahrkartenautomaten.

Dort überall und noch in vielen weiteren Situationen kommen Betriebssysteme zum Einsatz!

Was ist ein Betriebssystem?

Ein Betriebssystem [engl. operating system, kurz: os] ist eine Sammlung von Programmen, welche die Verwendung (den Betrieb) eines Computers ermöglicht. Es verwaltet Betriebsmittel wie Speicher, Ein- und Ausgabegeräte und steuert die Ausführung von Programmen. Ein Betriebssystem ermöglicht die einfache Bedienung ohne große Kenntnisse über die zugrundeliegende Computer-Hardware.

Wo ist das Betriebssystem?

Bevor man auf einem Computer Anwendungen ausführen kann, muss zunächst das Betriebssystem installiert sein und ausgeführt werden. Bei der Installation werden die Betriebssystem-Dateien in der Regel auf eine Festplatte kopiert. Wenn man einen Computer einschaltet (bootet), lädt er zunächst diese Dateien um das Betriebssystem zu initialisieren.

Aufgaben eines Betriebssystems

  • Starten (Booten) und Beenden (Herunterfahren) des Rechnerbetriebs
  • Speicherverwaltung
    • Zuweisung von Arbeitsspeicher an aktive Programme
    • Überwachung der Speicherauslastung des Arbeitsspeichers und der externen Speichergeräte
    • Entfernen nicht mehr aktiver Programme aus dem Arbeitsspeicher
    • Speichern und Abrufen von Informationen auf Datenträgern
  • Programm-(Prozess)-Verwaltung
    • Installation und Deinstallation von Programmen
    • Programme starten und beenden
    • Prozesse zur Berechnung an den Prozessor weiterleiten
    • Mehrere Programme gleichzeitig ausführen
    • Fehlerhafte Prozesse abfangen (z. B. Unterbrechung von Programmen)
  • Geräteverwaltung
    • Anbindung von Speicher sowie Ein- und Ausgabegeräten über Datenkanäle und Steuereinheiten
  • Dateiverwaltung
  • Bereitstellen von Dienstprogrammen
    • grafische Benutzeroberfläche zur einfachen Bedienung (Desktop, Fenster, Taskleiste, Schaltflächen, Menüs)
    • Programme zum Installieren und Deinstallieren von Hard- und Software
  • Benutzerverwaltung
    • unterschiedlichen Benutzern z. B. durch getrennte Benutzerkonten Zugriff auf ein und dasselbe Gerät gewähren
    • Das Ausführen von Programmen und den Zugriff auf Dateien nur berechtigten Benutzern gestatten

All diese Aufgabenbereiche erfordern es, dass ein Betriebssystem direkten Zugriff auf die Hardware eines Computers hat und deren Funktionalitäten den Anwendungsprogrammen zur Verfügung stellt:



Merke:
Das Betriebssystem ist die Schnittstelle, die es dem Benutzer mithilfe von Anwendungsprogrammen letztendlich ermöglicht, alle Funktionalitäten der vorhandenen Hardware zu verwenden. Dazu muss der Benutzer gar nicht wissen, welche Hardware in einem System verwendet wird und wie diese Hardwarebestandteile eigentlich im Detail funktionieren.

Aufgabe im Detail: grafische Benutzeroberfläche

Die meisten Betriebssysteme lassen sich nicht nur über ein textuelles Konsolenfenster bedienen, sondern halten für ihre Benutzer grafische Benutzeroberflächen (engl. Graphical User Interface - GUI) bereit. Über Grafikkarte und Bildschirm werden für die einfache Bedienung aus geometrischen Objekten (Linien, Kreise, Ellipsen, Schrift) Fenster, Schaltflächen, Eingabefelder, Menüs etc. generiert, mit welchen ein Benutzer interagieren kann. Die so geschaffene Schnittstelle zwischen Mensch und Computer (= Benutzerschnittstelle) ermöglicht, Anwendungssoftware auf einem Rechner mittels grafischer Symbole bedienbar zu machen. Dies geschieht bei Computern meistens mittels Maus, Tastatur oder Touchscreen.

Aufgabe im Detail: Verwaltung von Betriebsmitteln

Gleichzeitigkeit

Computersysteme ermöglichen in der Regel, dass vom Betriebssystem mehrere Anwendungsprogramme gleichzeitig ausgeführt werden können. Schon der einfache Fall, dass nun zwei Anwendungsprogramme gleichzeitig Daten von der Festplatte lesen bzw. auf diese schreiben wollen, erfordert eine Zugriffstrategie, die das Betriebssystem vorgeben muss:

  • Darf das jeweilige Anwendungsprogramm überhaupt zugreifen?
  • Welches Anwendungsprogramm darf zeitlich betrachtet vor dem anderen zugreifen?

→ Ohne eine Zugriffsstrategie würde es also zu Konflikten kommen! 

Einer für alle und alle für einen!


Bezüglich Zugriffen hat das Betriebssystem wichtige Aufgaben:

  • alle Betriebsmittel eines Rechners verwalten und neue Hardware erkennen
  • vorhandene Hardware ansprechen
  • den Zugriff auf alle Einzelkomponenten regeln

→ Diese Aufgaben werden auch unter dem Begriff Verwaltungs- und Zugriffsstrategie zusammengefasst!


Last modified: Monday, 13 May 2024, 7:27 PM