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Grundlagen, Prinzipien und Aufgaben eines Betriebssystems. IT- Zertifikat der Phil.- Fak .: Advanced IT Basics. Was ist ein Betriebssystem?. Anwendungsprogramme. Software. Systemprogramme. Rechnersystem (RS) = Rechenanlage (RA) + Betriebssystem (BS).
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Grundlagen, Prinzipien und Aufgaben eines Betriebssystems IT-Zertifikat der Phil.-Fak.: Advanced IT Basics
Was ist ein Betriebssystem? Anwendungsprogramme Software Systemprogramme Rechnersystem (RS) = Rechenanlage (RA) + Betriebssystem (BS) Der Nutzer muss von der Komplexität der Hardware abgeschirmt werden. Dem Nutzer wird eine virtuelle Maschine(= BS) angeboten, die einfacher zu verstehen und zu programmieren ist.
Kategorien von Betriebssystemen • PC-Betriebssysteme (Windows, Linux, MacOS) • Echtzeitbetriebssysteme • Eingebettete Betriebssysteme (Embedded OS) • Smart-Card-Betriebssysteme für Chipkarten
Geschichte: • 1955-1965: erste Trennung von Steuerprogrammen und "Anwendungsprogrammen„ • ab 1970: erste Funktionalitäten moderner Betriebssysteme • ab 1980: erste „moderne“ Betriebssysteme
Ziele eines Betriebssystems: • Einfache Bedienung des Rechners • Benutzerwelt an die Maschinenwelt anpassen • Betriebsablauf organisieren, koordinieren und steuern • Betriebsablauf protokollieren
Funktionsbereiche von Betriebssystemen Prozessverwaltung (Prozess = ein in Arbeit befindliches Programm) • Laden, Starten, Verwalten und Beenden von Prozessen Kommunikation zwischen Prozessen (lokal oder über Netzwerk) • Abwicklung von Aufträgen im Hintergrund (z. B. FEM-Berechnung) • Prozessor muss „parallele“ Prozesse ausführen („Multitasking“) Speicherverwaltung • Prozesse müssen ausreichend Hauptspeicher erhalten • Prozesse dürfen sich nicht stören, müssen manchmal Speicher teilen
Funktionsbereiche von Betriebssystemen Eingabe und Ausgabe (Input/Output), Dateiverwaltung • Abwicklung von Ein- und Ausgabe (Bildschirm, Tastatur, Maus) • Zugriff auf Festplatte, Dateiverwaltung (Bereitstellung eines Dateisystems) Netzwerkkommunikation • Zugriff auf das Internet, Zugriff auf andere Rechner (z. B. Server) • Zugriff auf entfernte Ressourcen (z. B. Dateien, Netzlaufwerke, Drucker) Steuerung von Peripheriegeräten (Monitor, Drucker, Scanner usw.) Sicherheit
BIOS Basic Input Output System
Allgemein • Hersteller: American Megatrends, Phoenix/Awards, IBM • Seit 1960er/1970er durch Aufkommen der Halbleiterspeicher • Non-volatiler Speicherdirekt auf der Hauptplatine • „Schaltzentrale des Rechners“
Funktionen • Führt grundlegendste Ein-/ Ausgabesoftware zum Erkennen von Geräten aus • Festlegen der Bootreihenfolge • POST (Power On Self Test) • Sicherheit: Aufforderung zur Eingabe eines Passworts (falls entsprechend konfiguriert) • Frühere Funktionen: im laufenden Betrieb: Management verschiedener Hardware Komponenten • Darstellung eines Startbildschirms • Möglichkeit ein BIOS-Setup durchzuführen
BIOS Menü Wird beim Start des PCs z.B. mit F2 aufgerufen Hier lassen sich verschiedene Einstellungen verändern Diese werden im CMOS gespeichert CMOS: ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor Dieser hat einen kleinen Akku der z.B. die Systemzeit weiterlaufen lässt
Bootstrapping • Lösung des Henne-Ei-Problems durch Bootstrapping • Problem: CPU benötigt Software zum arbeiten. Um diese Software von der Festplatte zu starten, muss die CPU schon laufen • Lösung: Ladeprogramm für Software liegt im BIOS und wird beim Start automatisch ausgeführt