Betriebssystem

Betriebssystem: Programme, die die anwendungsunabhängige Funktion des Computers aufrechterhalten, Ressourcen verwalten und die Komplexität der zugrundeliegenden Hardware des Computers verbergen.

Die Aufgaben eines (Multitasking -) Betriebssystems sind:

Prozessverwaltung (Scheduling): faire Verwaltung von mehreren Prozessen, die auf einem Computer ausgeführt werden.
Speicherverwaltung: Aufteilung des Hauptspeichers unter den Prozessen
Geräteverwaltung: Verwaltung von Hardware-Geräte; Vermeidung von Zugriffkollisionen
Dateiverwaltung, Dateisysteme
mit der Einführung von ACPI übernimmt das Betriebssystem auch die Stromverwaltung

Hauptaufgaben von Betriebssystemen

Speicher-Verwaltung
- Zuweisung und Überwachung des Betriebsmittels Speicher (Haupt- und Hintergrundspeicher).
- Führung von Tabellen der Speicherbelegung durch Benutzerjobs bzw. Prozesse (laufende Programme).
- Bedienung von Anforderungen und Freigabe von Speicher.
Prozessor-Verwaltung
- Zuteilung des Betriebsmittels Prozessor an die zum Ablauf bereiten Prozesse. Die meisten größeren Systeme arbeiten dabei im Multiprogramming-Betrieb. Darunter verstehen wir die Bearbeitung von mehreren in kleinen Zeitabschnitten verzahnten Aufgaben. Von großer praktischer Bedeutung ist dabei der Zuteilungsalgorithmus.
Prozess-Verwaltung
- Betreuung sämtlicher Prozesse (im Ablauf befindlicher Programme) im Rechnersystem.
- Erzeugung von neuen Prozessen auf Anforderung des Betriebssystems bzw. anderer existierender Prozesse,
- Entfernung von Prozessen aus dem System.
Interprozesskommunikation
- Betriebssysteme müssen Möglichkeiten zur Kommunikation und Synchronisation von Prozessen untereinander zur Verfügung stellen.
- mögliche Konzepte sind Semaphore, Monitore, Nachrichten und Ereigniszähler
Geräte- und Datei-Verwaltung
- Effiziente Zuweisung von I/O-Geräten und Vermittlungseinheiten (Datenkanäle, Steuereinheiten), Vermeidung von Konflikten;
- Initiierung, Überwachung der Ausführung, Terminierung von I/O-Vorgängen, Datenkonversion,
- Logische Kontrolle des File-Systems. Dabei werden vor allem Dienstleistungen der Prozess-Verwaltung in Anspruch genommen
Dienstprogramme auch Utilities genannt.
- Dies sind alle Programme, die dem Benutzer bzw. Systemverwalter allgemeine, systemnahe Aufgaben ermöglichen. Dazu gehören Editoren, Kopierprogramme, Benutzer-Verwaltung, Datensicherung, ...

Siehe auch: Anwendungsprogramme

Im PC-Bereich sind derzeit die meistgenutzten Betriebsysteme die verschiedenen Varianten von Microsoft Windows (kommerziell), und die Varianten von Linux (GNU-Lizenz, frei kopierbar).

Ausführliche Liste von Betriebssystemen:

DOS

Mandrake Linux Mandrake

Red Hat Linux Red Hat

Slackware Linux Slackware

MVS

Berkeley Unix-Linie

System V-Linie

VM

VMS

VMS Alpha (AXP)

Windows-Systeme

Win16-basiert

Win32-basiert

Windows NT-Familie

Darüber hinaus existieren eine ganze Reihe experimenteller Betriebssysteme, die vor allem im universitären Umfeld zu Forschungs- und Lehrzwecken eingesetzt werden.

Schichtenmodell eines Betriebssystems

Um das Betriebssystem eines Rechners leichter zu verstehen verwendet man gern ein Schichtenmodell. Jede der Schichten des Modells ist durch eine Menge von Operationen charakterisiert, die sie zur Verfügung stellt.

Nr.	Schicht	Objekte	Typische Operationen
5	Benutzer-oberfläche	Environment-Daten	Kommandos, Menus, etc.
4	Geräte-Verwaltung	Files, Geräte	creat,unlink,open,close, read, write, lseek
3	Speicher-Verwaltung	Segmente, Pages	Read, Write, Fetch
2	Basic-I/O	Datenblöcke, Cluster	Read, Write, Allocate, Free
1	Kern (Nucleus)	Prozesse, Semaphore	Create, Destroy, Suspend, Resume, Signal, Wait

Beispiel Schichtenmodell Win 3.11

Windows 3.11
Kommandozeileninterpreter (command.com)
DOS-Kern
BIOS+BIOS-Erweiterungen
PC-Hardware

Beispiel Schichtenmodell UNIX

Graphische Oberfläche (X-Windows und aufbauend GNOME, KDE, ...)
Kommandozeileninterpreter (Shell)
Kernel

Dateisystemtreiber
Gerätetreiber
Speicherverwaltung

evtl. Mikrokernel bei Mikrokernelsystemen

Weblinks