Betriebssystem

In der DIN-Sammlung 44300 wird Betriebssystem definiert mit: Die Programme eines digitalen Rechensystems, die zusammen mit den Eigenschaften dieser Rechenanlage die Basis der möglichen Betriebsarten des digitalen Rechensystems bilden und die insbesondere die Abwicklung von Programmen steuern und überwachen.

Ein Betriebssystem ist eine Sammlung von Computerprogrammen, die die Systemressourcen eines Computers wie Arbeitsspeicher, Festplatten, Ein- und Ausgabegeräte verwaltet und diese Anwendungsprogrammen zur Verfügung stellt. Das Betriebssystem bildet dadurch die Schnittstelle zwischen den Hardwarekomponenten und der Anwendungssoftware des Benutzers.

Zu den Aufgaben eines Betriebssystems gehören meist:

• Speicherverwaltung

  • Verwaltung der Systemressource Hauptspeicher.

  • Protokollierung der Speichernutzung.

  • Reservierung und Freigabe von Speicher.

• (Prozessor)-Verwaltung

  • Überwachung der Speicherzugriffe und gegebenenfalls Beenden von Arbeitsprozessen im Prozessor

  • Erzeugung neuer Arbeitsprozesse entweder auf Anforderung des Betriebssystems oder auf Aufforderung anderer schon existierender Prozesse) und Reservierung des von den Prozessen benötigten Speichers.

  • 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

  • Abstraktion des Maschinenbegriffes:

    • Reale Maschine = Zentraleinheit + Geräte (Hardware)

    • Abstrakte Maschine = Reale Maschine + Betriebssystem

    • Benutzermaschine = Abstrakte Maschine + Anwendungsprogramm

Als Gerät aus der Sicht eines Betriebssystems bezeichnet man aus historischen Gründen alles, was über Ein-/Ausgabekanäle angesprochen wird. Dies sind nicht nur Geräte im herkömmlichen Sinn, sondern mittlerweile auch interne Erweiterungen wie Grafikkarten, Netzwerkkarten und anderes. Die (Unter-)Programme zur Initialisierung und Ansteuerung dieser „Geräte“ bezeichnet man zusammenfassend als Gerätetreiber.