Grundlagen Betriebssysteme
Auf einen Blick
Um die Hardware eines Rechners zu verwenden, benötigt man eine Infrastruktur zur Steuerung dieser Hardware.
Ohne Betriebssystem könnten wir die Software überhaupt nicht auf einem Computer einsetzen. Es braucht also eine Ebene, die zwischen Hardware und Software „vermitteln“ kann. Ein Betriebssystem ist also mehr als nur die Wahl zwischen Windows, Mac, Linux, Android oder iOS!
„Betriebssysteme ermöglichen einen geordneten Ablauf der gestarteten Programme und nutzen dabei die vorhandenen Systemsoftware- und Gerätebetriebsmittel so, dass ein möglichst sparsamer und effizienter Programmdurchsatz erreicht wird.“
Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Betriebssystem
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Betriebssystemen
Arten von Betriebssystemen
Embedded System (eingebettetes System)
Überwachungs-, Steuerungs- oder Regelfunktionen in Waschmaschinen, Flugzeugen, Autos, Kühlschränken, Fernsehern, DVD-Playern, Routern, Mobiltelefonen oder allgemein in elektronischen Unterhaltungsgeräten
- Hardware mit Software fest verbunden
- meist auf eine Aufgabe angepasst
Rechensystem
Ein Rechensystem ist ein aus Hard- und Software bestehendes System zu Speicherung und Verarbeitung von Informationen.
Betriebssystem
Ein Betriebssystem ist die Software, die die den Betrieb eines Computers ermöglicht.
„An operating system is similar to a government, like a government the OS performs no useful function by itself.“
→ Ein Betriebssystem ist ein Verwalter von Ressourcen und Koordinator von Abläufen auf einem Rechensystem.
Historie
1955-1965: erste Trennung von Steuerprogrammen und „Anwendungsprogrammen“, die mittels Lochstreifen eingelesen und abgearbeitet wurden.
ab 1970: erste Funktionalitäten moderner Betriebssysteme: Dateisystem, Speicherverwaltung, Vergrößerung des Speichers durch die Nutzung virtuellen Speichers
ab 1980: erste „moderne“ Betriebssysteme: Multitasking, Nebenläufigkeit, verbesserte Benutzeroberflächen sowie Serviceprogramme
Ein Betriebssystem hat folgende Aufgaben:
- Benutzerführung
- Laden und Unterbrechung von Programmen
- Verwaltung der Prozessorzeit
- Verwaltung des Speicherplatzes für Anwendungen
- Verwaltung der angeschlossenen Geräte
Aufbau eines Betriebssystems
Ein Betriebssystem ist meist in Schichten aufgebaut:
Betriebssystemkern / Kernel
Der Kern ist die Schnittstelle zur Hardware. Mittels der sogenannten Gerätetreiber können die Anwendungen auf die Hardware zugreifen und diese Steuern. Ohne Treiber geht dies nicht - das bedeutet auch, dass falsche oder veraltete Gerätetreiber für Fehlfunktionen verantwortlich sein können. Ein Update der Treiber hilft da gelegentlich weiter.
Grafische Benutzungsoberfläche / Graphical User Interface
Die Oberfläche eines Betriebssystems, die Fenster, Schaltflächen und Inhalte ausgibt, nennt man auch GUI. Die GUI sollen die Eingaben und die Bedienung von Rechnern erleichtern. In den 1980er Jahren gab es die ersten Betriebssysteme mit grafischer Oberfläche.
Es gibt auch Systeme ohne GUI, beispielsweise im Serverbereich.
Anwendungen / Systemsoftware
Die häufig genutzten Betriebssysteme bringen mittlerweile eine Anzahl an vorinstallierten Programmen mit (z.B. eine Taschenrechner-Funktion). Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, weitere Software und Apps zu installieren und zu konfigurieren.
Übung (ohne Abgabe in ILIAS)
Bitte starten Sie auf Ihrem eigenen Computer/Notebook das UEFI/BIOS.
- Finden Sie zunächst heraus, welche Taste Sie während des Systemstarts dazu drücken müssen.
- Schauen Sie sich die Einstellungen und die Struktur des Systems an. Wie ist die Darstellung aller Funktionen? Ist alles leicht zu finden oder für Nicht-Expert*innen schwer zu verstehen?
- Suchen Sie dort nach den Einstellungen zur Steuerung der Bootreihenfolge (zur Einbindung externer Datenträger wie DVD/USB-Stick, externe Festplatte in den Bootvorgang).
Bei Apple-Geräten: Mac-Nutzende können das BIOS/EFI nicht aufrufen, aber einen so genannten Startup Manager zur Auswahl der Startmedien. Bitte schauen Sie, welche Taste Sie dazu bei Ihrem Gerät drücken müssen und rufen Sie diese einmal kurz beim Neustart Ihres Mac auf. Sie können dann erst einmal ganz "normal" wie gewohnt von Ihrer Festplatte starten.
Wofür benötigen wir diese Kenntnisse? Diese sind dazu da, um im späteren Verlauf dieses Kurses ein Betriebssystem von einem USB-Stick starten zu können. Hierdurch wird es möglich, ohne Installation ein sogenanntes Live-Betriebssystem auf dem eigenen Rechner laufen zu lassen. Auf diese Art und Weise werden Sie bald Linux kennenlernen. :-)