Was ist ein Betriebssystem (OS)?
Ein Betriebssystem (OS) ist eine Brücke zwischen dem Benutzer und der Computerhardware. Anwendungen benötigen eine Umgebung, in der sie ihre zugewiesenen Aufgaben ausführen können. Das OS ermöglicht es Benutzern, mit einem System zu kommunizieren, ohne die Computersprache zu kennen. Es nutzt Computerressourcen und steuert Aktivitäten für die Hardware.
Ein OS verwaltet alle Computerressourcen. Es verfügt über integrierte, spezialisierte Programme zur Handhabung von Computeroperationen. Ein Betriebssystem ist benutzerfreundliche, praktische Software, die einfachen Zugang zu Ressourcen bietet. Es kontrolliert, überwacht und verteilt sie effektiv, um Benutzern zu helfen, notwendige Aufgaben und Aktivitäten auszuführen.
Betriebssystemtypen und Beispiele
Ein OS führt alle grundlegenden Aufgaben aus, wie das Verwalten, Verarbeiten und Zuweisen von Speicher. Beliebte Arten von Betriebssystemen sind hier aufgelistet.
- Batch-Betriebssysteme. Einige Prozesse benötigen zu lange, um ausgeführt zu werden. Um den Prozess zu beschleunigen, gruppieren Batch-Betriebssysteme Jobs mit ähnlichen Anforderungen und führen sie gemeinsam aus. Die Benutzer interagieren nicht direkt mit dem Computer. Stattdessen bereitet ein Benutzer Aufgaben auf einem Offline-Gerät wie einer Lochkarte vor und übermittelt dann die notwendigen Informationen an das System.
- Zeitteilungs-Betriebssysteme. Dieser Typ gibt einen bestimmten Zeitrahmen für Benutzer, um alle Aufgaben auszuführen. Jeder Benutzer erhält die gleiche CPU-Zeit, als würde er ein einzelnes System verwenden. Unix und Multics sind Zeitteilungs-OSs.
- Verteilte Betriebssysteme. In diesem Fall kommunizieren verschiedene unbekannte, miteinander verbundene Computer über ein gemeinsames Kommunikationsnetzwerk. Unabhängige Systeme haben ihre eigene Speichereinheit und CPU und werden als verteilte Systeme bezeichnet. Ein Beispiel ist LOCUS.
- Netzwerk-Betriebssysteme. Dieses OS läuft auf einem Server und ermöglicht den gemeinsamen Zugriff auf Dateien, Drucker, Sicherheit, Anwendungen und andere Funktionen über ein kleines privates Netzwerk. Alle Benutzer kennen die zugrunde liegende Konfiguration innerhalb des Netzwerks und der einzelnen Verbindungen. Sie sind allgemein als eng gekoppelte Systeme bekannt. UNIX, Linux und Microsoft Windows Server 2003 zählen als Beispiele
- Echtzeit-Betriebssysteme. Diese Systeme werden verwendet, wenn es eine strikte Zeitvorgabe gibt. Echtzeit-Betriebssysteme gibt es in zwei Typen: harte Echtzeitsysteme und weiche Echtzeitsysteme. Beide unterscheiden sich je nach Strenge der Zeitvorgabe. Beispiele für Echtzeit-Betriebssysteme sind medizinische Bildgebungssysteme, Waffensysteme oder Roboter.
Betriebssystemfunktionen
Ressourcenzuweisung, Benutzeroberfläche und Sicherheit sind die Hauptfunktionen eines Betriebssystems. Ein OS bietet eine Plattform, auf der Benutzer Programme bequem und effizient ausführen können. Ein gut geführtes OS:
- Gewährleistet Sicherheit und schützt Benutzerdaten. Es verhindert, dass böswillige Benutzer auf die Daten und Programme eines Systems zugreifen.
- Überwacht die Systemgesundheit und verbessert die Leistung, indem es die Reaktionszeit verfolgt, um die Stärke des Systems zu verstehen.
- Erfasst Zeit und Ressourcen für bestimmte Benutzer oder Benutzergruppen und weist sie entsprechend zu.
- Koordiniert zwischen Software und Benutzern. Ein OS weist Dolmetscher, Compiler und andere Software verschiedenen Systembenutzern zu.
- Bietet Fehlererkennung. Es überwacht ständig das System, um Fehler zu erkennen und sicherzustellen, dass nichts schiefgeht.
- Verwaltet Speicher. Ein OS verwaltet den Primärspeicher, der aus einem umfangreichen Array von Bytes oder Wörtern besteht, wobei jedem Byte eine bestimmte Adresse zugewiesen ist.
Das Betriebssystem führt Programme aus, unabhängig davon, ob es sich um Benutzer- oder Systemprogramme handelt. Die Ressourcenzuweisung stellt sicher, dass alle verfügbaren Ressourcen effizient genutzt werden, um Aufgaben zu verwalten.
Betriebssystemmerkmale
Betriebssystemmerkmale entwickeln sich von Tag zu Tag weiter. Zu den heute gebräuchlichen gehören:
- Speicherverwaltung. Ein OS steuert den Primärspeicher, entscheidet, wie lange der Prozess während der Mehrprogrammierung bleiben muss, und ordnet die Reihenfolge der Prozesse, während sie Zugriff erhalten.
- Prozessormanagement. Ein OS ist verantwortlich für die Verwaltung der Zugriffsreihenfolge auf den Prozessor. Es verfolgt den Status der Prozesse. Es weist die CPU zu und gibt den Prozessor frei, wenn er nicht benötigt wird.
- Gerätemanagement. Ein Betriebssystem koordiniert die Gerätekommunikation über die jeweiligen Treiber. Es behält den Überblick über die an ein System angeschlossenen Geräte und weist ein Eingabe-Ausgabe-Controller-Programm zu.
- I/O-Management. Ein Betriebssystem verwaltet Eingabe- und Ausgabegeräte wie Tastaturen, Controller und Displays. Es hilft Prozessoren, mit den IO-Geräten zu kommunizieren.
- Sicherheitsmanagement. Ein Betriebssystem wahrt die Vertraulichkeit von Daten und schützt vor Malware-Angriffen mit einer Firewall.
Betriebssystemvorteile
Betriebssysteme sind unerlässlich für das Ausführen von Programmen. Sie bieten ihren Benutzern viele Vorteile.
- Synchronisierte Prozesse. Ein OS verwendet verschiedene Speicherverwaltungstechniken wie Swapping und Paging. Es weist Prozessen Speicher zu, plant sie zur Ausführung und hält sie synchron.
- Benutzerfreundlichkeit und Zugänglichkeit. Ein Betriebssystem erleichtert es Benutzern, mit einem Computer zu kommunizieren und auf mehrere Programme und Anwendungen zuzugreifen.
- Gerätemanagement. Ein Betriebssystem verwaltet Eingabe- und Ausgabegeräte, während es sie mit dem Benutzer und dem System koordiniert.
Betriebssystem vs. Kernel
Betriebssysteme verwalten Computer-Software- und Hardware-Ressourcen. Ein Kernel ist ein Kernbestandteil eines OS, der Benutzeranfragen in Maschinensprache umwandelt. Während das Betriebssystem Sicherheit bieten soll, ist der Zweck des Kernels, Speicher, Festplatte und Aufgaben zu verwalten.
Im OS ist die Schnittstelle zwischen Hardware und Benutzer, während für den Kernel die Schnittstelle zwischen Anwendung und Hardware bereitgestellt wird. Wenn der Computer hochfährt, ist das OS das erste Programm, das ausgeführt wird. Ein Kernel ist das erste Programm, das startet, wenn ein Betriebssystem läuft.
Für ein Computersystem sind sowohl das Betriebssystem als auch der Kernel gleichermaßen wichtig.
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Sagar Joshi
Sagar Joshi is a former content marketing specialist at G2 in India. He is an engineer with a keen interest in data analytics and cybersecurity. He writes about topics related to them. You can find him reading books, learning a new language, or playing pool in his free time.
