Wie wir mit der Maschine sprechen...
Betriebs-Systeme
Ein Betriebssystem ist eine Anzahl von Systemprogramme, um Computer starten und bedienen zu können. Es enthält Schnittstellen, die das Zusammenspiel von Hardware und Software gewährleisten. Damit auch unbedarfte Menschen einfach mit Programmen arbeiten können, ist eine grafische Oberfläche mit Maus- oder Touchpad Steuerung im Betriebssystem integriert.
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Quelle: Youtube | Algorithm.verstehen [05:13 min.]
Eine kurze Einführung
Nachdem Einführungsfilm sind die Einzeilheiten weiter unten erklärt.
Inhalt
Grundlegendes
Ein Betriebssystem sind Systemprogramme, die eine „Schicht“ zwischen Rechnerhardware und den Benutzern und ihren Anwendungsprogrammen bilden. Dadurch werden Benutzer und Programme von der Hardware unabhängig, da das
Betriebssystem zwischen Rechnerhardware und Anwendungs-programmen vermittelt.
für die Kommunikation der Benutzer mit dem Betriebssystem
– Dienstprogramme (Standard Utility Programs)
– Tools zur Entwicklung von Programmen
– Tools für den Dialog mit dem Betriebssystem, z.B. die Shell
für die Kommunikation der Programme mit dem Betriebssystem
– Bibliotheksfunktionen (Standard Library)
– Jede Funktion ist einem Systemaufruf zugeordnet
Eigenschaften
Quelle: YouTube: Computer & IT Wissen [05:07 min.]
Ein Betriebssystem enthält im wesentlichen drei Hauptbestandteile.
Diese sind:
- der Urlader:
- Dieser baut in der Regel auf dem BIOS auf und sorgt für den
Startvorgang des Computersystems (Bootvorgang)
- Dieser baut in der Regel auf dem BIOS auf und sorgt für den
- die Hauptprogramme:
- Diese Gruppe bildet den Kern des Betriebssystems.
Dazu gehören Organisationsprogramme zur Prozessor-, Speicher-, Datei-
und Geräteverwaltung und zur Kommunikation, z.B ein Kommandointerpreter
und ein Ein-/Ausgabesystem
- Diese Gruppe bildet den Kern des Betriebssystems.
- die Dienstprogramme:
- Diese Gruppe bildet den „Befehlssatz“ des Betriebssysrems.
Zu ihnen gehören z.B. Kopier-, Formatier-, Editier-, Sortier- und weitere Hilfsprogramme.
- Diese Gruppe bildet den „Befehlssatz“ des Betriebssysrems.
Aufgaben
Quelle: YouTube: Algorithmen verstehen [05:13 min.]
Folgende Aufgaben hat ein Betriebssystem:
- Benutzerführung
- Laden und Unterbrechung von Programmen
- Verwaltung der Prozessorzeit
- Verwaltung des Speicherplatzes für Anwendungen
- Verwaltung der angeschlossenen Geräte
- Bereitstellung von Dienstprogrammen (im Unterschied zu Anwendungsprogrammen)
Programm-, Speicher- und Geräteverwaltung
- Speicherverwaltung
- Zuweisung und Überwachung des Betriebsmittels Speicher (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.
- Abstraktion
- Verbergen der Komplexität der Maschine vor dem Anwender
- Abstraktion des Maschinebegriffes (nach Coy):
- Reale Maschine = Zentraleinheit + Geräte (Hardware)
- Abstrakte Maschine = Reale Maschine + Betriebssystem
- Benutzermaschine = Abstrakte Maschine + Anwendungsprogramm
GUI-Grafische Oberfläche
Die (bunte) Darstellung auf dem Bildschirm wird als „Desktop (=Arbeitsplatte)“ bezeichnet. Man muss also keine Befehle eintippen. Durch eine Bewegung mit der Maus werden durch das Betriebssystem die (Service-) Programme gestartet und durch Bewegung des Mauszeigers und Mausklicks die gewünschten Parameter an das Betriebssystem übertragen.
Datei-Systeme
Egal, ob PC, Tablet, Smartphone, … es gibt noch viele andere Computertypen. Alle sind aus diesen Bestandteile zusammengesetzt:
Die vier wichtigsten OS
LINUX
Linux ist ein Betriebssystem, das auf dem Linux-Kernel basiert. Besonderheit dieses System ist, dass es sich um freie Software handelt – der Quelltext liegt offen, das System kann zudem von jedermann unter Einhaltung bestimmter Lizenz-Vorgaben seinen persönlichen Bedürfnissen angepasst werden. Entsprechend gibt es verschiedenste Linux-Distributionen, die unterschiedliche Anforderungen bedienen.
Android
Android ist ein mobiles Betriebssystem auf Linux-Basis, das von Google entwickelt wurde und in seiner Funktion eng mit den Diensten des Suchmaschinen-Riesen verknüpft ist.
Windows
Als Standard für Büro- und private PCs ist Windows 10 das am meisten verbreitete Betriebssystem. Es wurde 2015 von der US-Firma Microsoft als Nachfolger von 8.1 (und eine lange Reihe an Vorgängern) veröffentlicht. Windows 10 gibt es in verschiedenen Varianten: Home, Professional, Server, etc.)
MacOS
Mac OS X ist das von dem kalifornischen Unternehmen Apple entwickelte Betriebssystem, das auf jedem Mac vorinstalliert ist. Es ist dafür konzipiert, die Mac-Hardware optimal auszunutzen. Das X in Mac OS X steht für die römische Zahl 10.
10 Wiederholungsfragen
Aus dem lateinischen „computare“ und bedeutet „rechnen“.
Hardware und Software
CPU, RAM, ROM, Systembus, Schnittstellen
Schreibt der CPU die einzelen Arbeitsschritte vor, die sie auszuführen hat. Die Ansammlung von vielen Befehlen nennt man Programm.
Monitor, Drucker, Lautsprecher, Plotter, …
Tastatur, Maus, Scanner, Mikrophon, …
Sie übergeben Informationen in Form von elektrischen Signalen an eine andere Komponente.
Allgemeiner Zyklus zur Verarbeitung von Informationen: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe
Das RAM ist der Arbeitsspeicher eines Computers, man kan Daten daraus auslesen (read) und ablegen (write). Im ROM können keine Daten hineingeschrieben werden.