B.4. B.4 Betriebssysteme Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 1

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1 Betriebssysteme Betriebssysteme 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 1

2 Bekannte Betriebssysteme Windows 2000 CMS UNIX MS-DOS OS/2 VM/SP BS 2000 MVS Windows NT Solaris Linux 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 2

3 Begriff "Betriebssysteme" Was Was ist ist das: das: ein ein Betriebssystem? "Ohne ihre ihre Software sind sind Computer eigentlich nur nur wie wie ein ein Klumpen Metall. Mit Mit seiner Software kann ein ein Computer Informationen spei- spei- chern,, verarbeiten und und wiederfinden, Tippfehler in in Manuskripten finden, Adventure spielen und und sich sich in in vielen anderen wertvollen Akti- vitäten engagieren, um um seinen Unterhalt zu zu verdienen. Die Die Software von von Computern kann grob grob in in zwei zwei Arten aufgeteilt wer- werden: Systemprogramme,, die die der der Verwaltung des des Betriebs eines eines Com- puters selber dienen, und und Anwendungsprogramme,, die die Probleme ihrer ihrer den: Benutzer lösen. Das Das grundlegendste aller aller Systemprogramme ist ist das das Betriebssystem, das das alle alle Betriebsmittel verwaltet und und eine eine Basis liefert, auf auf der der Anwen- dungsprogramme programmiert werden können." aus: : A. Tanenbaum,, "Moderne Betriebssysteme", Hanser,, Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 3

4 Begriff "Betriebssysteme" (2) Was Was ist ist das: das: ein ein Betriebssystem? "Ein "Ein Betriebssystem ist ist ein ein Programm, das das dem dem Benutzer und und Anwendungsprogrammen elementare Dienste bereitstellt. Ein Ein Nutzer eines Betriebssystems ist ist nicht notwendig ein ein Pro- Pro- grammierer,, sondern möglicherweise jemand, der der von von dem dem Funktionieren eines Rechners keine Ahnung hat. hat. Für Für einen solchen Benutzer präsentiert sich sich der der Rechner über über das das Betriebssystem. Die Die Dienste, die die es es bereitstellt, sind sind das, das, was was in in den den Augen eines solchen Nutzers der der Rechner kann." aus: Gumm/Sommer, "Einführung in die Informatik", Addison Wesley, Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 4

5 Begriff "Betriebssysteme" (3) "Betriebssystem"" nach DIN 44300: "Die "Die Programme eines digitalen Rechensystems, die die zusammen mit mit den den Eigenschaften dieser Rechenanlage die die Basis der der möglichen Betriebsarten des des digitalen Rechensystems bilden und und die die insbesondere die die Abwicklung von von Programmen steuern und und überwachen." "Betriebssystem"" nach dtv-atlas zur Informatik: "Das Betriebssystem (engl.: operating system) ) eines Rechners umfaßt die die gesamte Software zur zur Aufrechterhaltung der der Betriebsart, Ausführung der der Benutzerprogramme und und Arbeitsteilung der der einzelnen Rechnerkomponenten.. Das Das Betriebssystem ist ist damit die die Summe der der permanent installierten Programme, die die den den Rechner anweisen, wie wie eine eine gestellte Aufgabe optimal zu zu lösen ist. ist. Bei Bei abgeschaltetem Rechner residiert es es in in der der Regel im im perma- nenten Speicher und und wird wird von von dort dort aus aus in in den den Arbeitsspeicher geladen." ten Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 5

6 und noch ein letztes Zitat "An "An operating system is is similar to to a government Like Like a government the the operating system performs no no useful function in in itself." aus: : Silberschatz/Galvin Galvin,, "Operating" System Concepts", Addison Wesley, Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 6

7 Rolle des Betriebssystems Anwendungsprogramme Betriebsmittel Betriebs- system Nutzer 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 7

8 Betriebsmittel Betriebsmittel eines Rechners sind alle Hardware- und Softwarekompo- nenten,, die zur Ausführung von Programmen benötigt werden Hardware-Betriebsmittel: Prozessoren (CPU), Speicher, Platten, Magnet- bandgeräte,, Endgeräte (Bildschirm, Tastatur, Maus, Drucker), Netzwerk- schnittstellen Software-Betriebsmittel: Assembler, Linker, Lader, Übersetzer, Interpre- tierer,, Debugger, Editoren, Dateiverwaltungssysteme usw. Aufgaben des Betriebssystems bei der Betriebsmittelverwaltung: Vergabe/Zuteilung der Betriebsmittel unter Optimierung der Anzahl der pro Zeiteinheit ausgeführten Dienste Benutzerverwaltung, Prozessverwaltung Speicherverwaltung, Geräteverwaltung, Prozessorverwaltung Kommunikation mit externen Rechnern und Netzen 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 8

9 Betriebsarten Betriebsarten Klassifikation hinsichtlich des Zusammenwirkens von Benutzer und System Stapelbetrieb (engl.: batch mode): Vollständige Programme einschließlich ihrer Daten werden zu einer Warteschlange geordnet und sequentiell ohne Unterbrechung durch den Nutzer abgearbeitet. Dialogbetrieb (engl.: interactive mode): Benutzer erteilen Betriebssysteme Aufträge (oder Teile davon) im interaktiven Dialog mit Unterbrechungsmöglichkeiten und sofortigen Rückmeldungen durch das System. Echtzeitbetrieb (engl.: real time mode): Bei der Steuerung technischer Systeme unterliegen die Reaktions- zeiten des Rechners kritischen Zeitschranken, die das Betriebs- system berücksichtigen muss. Zudem: Eingabe über Sensoren, Ausgabe über Steuergeräte 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 9

10 Betriebssystem und Benutzerschnittstelle Kommandosprache Benutzerschnittstelle virtuelle Maschine Betriebs- system Maschinenschnittstelle Maschinensprache konkrete Maschine (Prozessor) 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 10

11 Betriebssysteme und virtuelle Maschinen (2) Betriebssysteme sorgen dafür, dass Nutzer einer Rechenanlage mit einer "virtuellen" Ablaufumgebung arbeiten können, die ihnen durch eine Viel- zahl von Abstraktionen die Illusion gibt, mit einer Maschine zu arbeiten, die deutlich einfacher aufgebaut ist, als die konkrete Maschine, an der sie sitzen: virtuelle (abstrakte) Maschine z.b.: Manipulation eines "logischen" Dateisystems ist möglich, das die Anwendungen von Details der Hardware (Speichermedien, Daten- blöcke,, Sektoren) abschirmt Anwendungen nutzen einen linearen Adressraum,, der die interne Struktur des physikalisch verfügbaren Hauptspeichers verbirgt. Betriebssysteme bieten Anwendern verlässliche Kommunikations- protokolle,, ohne die erforderlichen Sicherungsmechanismen im Detail sichtbar zu machen Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 11

12 ergänzende Literatur für dieses und die folgenden Kapitel im Buch von Oberschelp/Vossen Vossen: : nur sehr knappe Behandlung von Betriebs- systemen und Systemsoftware (zu diesem Abschnitt: ) daher: : ergänzende Quelle für dieses und die folgenden Kapitel: Andrew S. S. Tanenbaum: "Moderne Betriebssysteme" Addison Wesley,, (Neuauflage), (alte Auflagen v. 1994/95 in diversen Exemplaren in der Bibliothek) andere Bücher von A. Tanenbaum zum Thema dieser Vorlesung: "Computerarchitektur" und "Computernetze" (ebenfalls i.d. Bibliothek) 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 12

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