Betriebssysteme (1) - Einführung

Ein Betriebssystem bildet eine Schicht zwischen der Rechnerhardware (vereinfacht Hardware) und den Anwendungsprogrammen (vereinfacht Software). Das Betriebssystem trennt die Anwendungen von der Hardware, ermöglicht es aber auch, in kontrollierter Weise mit der Hardware zu interagieren. Dieses Konzept der Unabhängigkeit zwischen Software und Hardware bildete eine wesentliche Voraussetzung für die Entstehung des Personal-computers (kurz: PC) [1].

Ein Computersystem besteht aus mehreren Schichten. Die folgende Grafik soll dies demonstrieren.

Das Betriebssystem als Vermittler zwischen der Hardware und der Software.

• Die oberste Schicht ist eine Menge von Anwendungsprogrammen wie z. B. E-Mail-Programme und Web-Browser, die von einem normalen Benutzer gestartet und ausgeführt werden können.

• Die Schicht Betriebssystem ist eine Menge von besonderen Programmen, die für Benutzer nicht direkt sichtbar sind und deren Aufgabe es ist, die Hardware wie z. B. CPU, Speicher und Ein-/Ausgabegeräte so zu steuern, dass die Ausführung von Anwendungsprogrammen möglich wird.

• Die unterste Schicht ist die Hardware, die aus Prozessoren, Speichern und Ein-/Ausgabegeräten besteht.

Zwischen zwei Schichten ist in der obigen Abbildung jeweils eine sogenannte Schnittstelle (Interface) dargestellt, dies ist eine Menge von Operationen. Jede Schicht bietet der direkt darüber liegenden Schicht eine Menge von Services (Diensten) an, ein Service besteht aus einer Menge von Programmen. Eine Schicht kann einen Service der direkt darunter liegenden Schicht nur über diese Schnittstelle erhalten. D. h. eine Schnittstelle definiert, wie eine Schicht auf Dienste der direkt darunter liegenden Schicht zugreifen kann, sie ermöglicht die Kommunikation zwischen zwei benachbarten Schichten.

Zwei Schnittstellen werden hierfür vom Betriebssystem zur Verfügung gestellt:

• eine Programmierschnittstelle für die Kommunikation der Programme mit dem Betriebssystem

• eine Benutzerschnittstelle für die Kommunikation der Benutzer mit dem Betriebssystem.

Beispielsweise benutzt ein Anwendungsprogrammierer Operationen aus der Programmierschnittstelle, um ein Anwendungsprogramm zu entwickeln.

Wer hat mit Betriebssystemen und Rechnernetzen zu tun?

• Wer als reiner Benutzer auf seinem Computer ausschließlich fertige Anwendungsprogramme laufen lässt, arbeitet gelegentlich mit der Benutzerschnittstelle des Betriebssystems, etwa um ein Programm zu starten, ein neues Verzeichnis anzulegen oder um nach einer Datei zu suchen.

• Wer als Anwendungsprogrammierer selbst Software entwickelt, muss die Programmierschnittstelle des Betriebssystems kennen.

• Wer als Systemadministrator einzelne Computer einrichtet und an ein vorhandenes Netzwerk anschließt, betreibt und wartet, muss neben den Benutzer- und Programmierschnittstellen der Betriebssysteme der beteiligten Computer
  auch deren spezielle Kommandos für den Systemadministrator kennen, mit denen die Konfiguration des Rechners und des Netzwerks festgelegt wird. Benötigt werden auch Kenntnisse der internen Abläufe, um Performanzprobleme beheben zu können. Schließlich sind für die Wartung auch grundlegende Hardwarekenntnisse erforderlich.

Quelle:
[1] https://www.researchgate.net/publication/283778784_Introduction_to_Operating_System [letzter Zugriff: 19.10.2019, 17:34]