Betriebssystem

Zusammenhang zwischen Betriebssystem, Hardware, Anwendungssoftware und dem Benutzer

Ein Betriebssystem ist eine Vorschrift bzw. ein System von Vorschriften wie die einzelnen Teile eines Computers zusammenarbeiten. Es verwaltet die einzelnen Bauteile wie Ein- und Ausgabegeräte, Rechenwerk und Speicher und steuert die Ausführung von Programmen.

Betriebssysteme bestehen aus einem Betriebssystemkern (englisch: Kernel), der die Hardware des Computers verwaltet, sowie grundlegenden Programmen, die dem Start des Rechners und dessen Konfiguration dienen. Zu den Komponenten zählen Boot-Loader, Gerätetreiber, Systemdienste, Programmbibliotheken und Dienstprogramme (wichtigstes Diesnstprogramm sind die Routinen zur Ein- und Ausgabe).
Unterschieden werden Einbenutzer- und Mehrbenutzersysteme, Einzelprogramm- und Mehrprogrammsysteme. Ein Betriebssystem finden sich in jedem Computer.

Selbst ein Abacus besaß ein Betriebssystem - seine Funktionserklärung.

In diesem Sinn stellt das Betriebssystem selbst lediglich eine Schnittstelle für Systemfunktionen (auch Systemrufe oder Systemaufrufe genannt) bereit, die von Programmen genutzt werden können. Die meisten aktuellen Betriebssystem-Lehrbücher und Universitätsvorlesungen folgen dieser Sichtweise und behandeln daher ausschließlich die Aufgaben des Betriebssystemkerns.

Eine darüber hinaus gehende Ausdehnung des Begriffes, die beispielsweise auch Editoren und Compiler umfasst, geht zum Teil auf ältere Werke des deutschen Sprachraums zurück, lässt sich aber auch in aktueller Literatur noch finden. So zählen die Autoren des Informatik-Dudens auch *Ubersetzungsprogramme" und "Dienstprogramme" zu den wesentlichen Komponenten eines Betriebssystems. In jüngerer Zeit kann der GNU/Linux-Namensstreit als Beispiel für die Abgrenzungsprobleme angesehen werden.

Im Sinne dieser Definition gehören die auf Installationsmedien für Betriebssysteme heutigen Tages enthaltenen zusätzliche Dienst- und Anwendungsprogramme nicht zum Betriebssystem.

Zu den Aufgaben eines Betriebssystems gehören:

• Steuerung der Ein- und Ausgabeprozesse
• Speicherverwaltung
  • Zuweisung und Überwachung des Speichers (Haupt- und Hintergrundspeicher).
  • Führung von Tabellen der Speicherbelegung durch Benutzerjobs bzw. Prozesse (laufende Programme).
  • Bedienung von Anforderungen und Freigabe von Speicher.
• Programm-(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.
  • Kommunikation und Synchronisation von Prozessen untereinander (Interprozesskommunikation)
• Geräte- und Dateiverwaltung
  • Effiziente Zuweisung von Ein-/Ausgabegeräten und Vermittlungseinheiten (Datenkanäle, Steuereinheiten), Vermeidung von Konflikten
  • Initiierung, Überwachung der Ausführung, Terminierung von Ein-/Ausgabevorgängen.
  • Verwaltung des Dateisystems. Erzeugung eines Namensraums mit zugehörigen Speicherobjekten und gegebenenfalls weiteren Objekten.
• Rechteverwaltung. Voneinander unabhängige Benutzer/Programme dürfen sich gegenseitig nicht stören.
• Abstraktion
  • Verbergen der Komplexität der Maschine vor dem Anwender

Grafische Benutzeroberflächen

Xerox entwickelte im Palo Alto Research Center (PARC) das Smalltalk-Entwicklungssystems (Xerox entwickelte mit ALTO (1973) und Star (1981) erste Rechner mit grafischer Benutzeroberfläche). Die Firma Apple bot Xerox an, die Technologie zu kaufen; da PARC aber vor allem ein Forschungszentrum war, bestand kein Interesse an Verkauf und Vermarktung. Nachdem Apple Chef Steve Jobs Xerox Aktienanteile von Apple anbot, wurde ihm erlaubt, einigen Apple-Entwicklern die Xerox-Demos zu zeigen. Danach war den Apple-Entwicklern auf jeden Fall klar, dass der grafischen Benutzeroberfläche die Zukunft gehörte, und Apple begann, eine eigene "Graphical User Interface"(GUI dt. graphische Benutzer Schnittstelle) zu entwickeln.

Viele Merkmale und Prinzipien jeder modernen grafischen Benutzeroberfläche für Computer, wie wir sie heute kennen, sind originale Apple-Entwicklungen (Pull-down-Menüs, Drag and Drop, Doppelklicken). Die Behauptung, Apple habe seine GUI von Xerox "abgekupfert" ist ein ständiger Streitpunkt; es existieren jedoch gravierende Unterschiede zwischen einem Alto von Xerox und der Lisa/ dem Macintosh).