Software Im Original veränderbare Word-Dateien Prinzipien der Datenverarbeitung Als Software bezeichnet man alle Programme, die in einer Computeranlage verwendet werden. Dabei unterscheiden wir zwischen Systemsoftware und Anwendungssoftware. Wir wollen uns hier hauptsächlich mit der Funktionsweise eines Betriebssystems befassen. Betriebssysteme Die mit Abstand wichtigste Software eines Computers ist das Betriebssystem (englisch: Operating System OS). Ohne Betriebssystem funktioniert kein Computer. Das Betriebssystem besteht aus vielen einzelnen Programmen, die überwiegend zur Systemsoftware gezählt werden. Es verwaltet und steuert sowohl die Hardware (Ein- und Ausgabegeräte) als auch die Software des Computers (Programme, Daten) und stellt dem Computerbenutzer eine grafische Benutzeroberfläche zur Verfügung. Die Hardwareverwaltung wird Systemkern (englisch: Kernel) genannt. Das Betriebssystem weiß, wo alle Daten und Programme gespeichert sind. Mit seiner Hilfe startest du die Programme, speicherst, kopierst oder verschiebst Daten. Es geht nichts ohne Betriebssystem. Wenn du einen Computer startest, wird das Betriebssystem automatisch geladen. Das Laden eines Betriebssystems wird booten genannt. Manche Computer haben mehrere Betriebssysteme. In diesem Fall wirst du vor dem Booten gefragt, welches Betriebssystem du benutzen willst. Wenn du einen Computer kaufst, ist das Betriebssystem meist bereits installiert. Es gibt mehrere konkurrierende Betriebssysteme. Das meistgenutzte Betriebssystem ist Windows von der Firma Microsoft. Weitere Betriebssysteme sind Linux und Mac OS X. Linux kann kostenlos vom Internet heruntergeladen werden und wird gerne als zweites Betriebssystem genutzt, da auch die meisten Linux-Programme kostenlos sind.
Mac OS X wurde speziell für Computer der Firma Apple entwickelt. In Großrechneranlagen wird oft das Betriebssystem UNIX verwendet. Jedes Anwenderprogramm ist nur für ein bestimmtes Betriebssystem geeignet. Ein Windows- Programm funktioniert also nicht unter dem Betriebssystem Linux. Wichtige Aufgaben des Betriebssystems im Einzelnen: Verwaltung des Prozessors Verwaltung des Arbeitsspeichers Verwaltung der Eingänge / Ausgänge (Hardware, Peripheriegeräte) Verwaltung der Ausführung der Programme Verwaltung der Rechte Verwaltung der Dateien Verwaltung der Informationen Im Folgenden werden einige wichtige Bestandteile eines Betriebssystems vorgestellt. Da Windows das meistbenutzte Betriebssystem ist, werden Programme am Beispiel von Windows erklärt. In anderen Betriebssystemen existieren diese Programme aber in ähnlicher Form. Systemprogramme / Prozesse Ein Betriebssystem ist nicht ein einzelnes Programm, um den Computer zu verwalten, sondern es besteht aus Hunderten von Einzelprogrammen, die die verschiedenen Aufgaben übernehmen und z. T. miteinander kommunizieren. Bestimmte Programme kann der Computerbenutzer starten und bedienen. Andere Programme laufen im Hintergrund ab und können in der Regel nicht vom Benutzer beeinflusst werden. Solche Programme werden auch Prozesse oder Dienste (Dienstprogramme) genannt.
Dateiverwaltung / Windows-Explorer Um Dateien auf dem Computer zu verwalten, wird unter Windows in der Regel das Systemprogramm Windows-Explorer verwendet. Mit dem Windows-Explorer kannst du festlegen, wo deine Daten gespeichert werden, auf der lokalen Festplatte oder auf einem externen Speicher (externe Festplatte, USB-Stick, Memory Card usw.). Die Dateien kannst du in sogenannten Ordnern zusammenfassen. Einen Ordner unter Windows kannst du dir wie einen normalen Aktenordner (oder ein Ringbuch) vorstellen, in dem du gleichartige Schriftstücke, wie z. B. Briefe, abheftest. Du beschriftest den Aktenordner mit der Bezeichnung Briefe und heftest alle Briefe, die du bekommst, dort ab. In einem anderen Ordner heftest du Rechnungen ab usw. Durch dieses Ordnersystem findest du deine Dokumente leichter, wenn du einmal etwas suchst.
Genauso machst du es im Windows-Explorer. Du legst einen Ordner namens BRIEFE an und speicherst ein Dokument, z. B. einen mit Word geschriebenen Brief, in diesem digitalen Ordner ab oder kopierst es dorthin. Ordner werden auch Verzeichnisse genannt. Tipp: Der Windows-Explorer lässt sich ganz schnell starten, wenn du die Windows-Taste und die Taste E gleichzeitig drückst. Wenn du eine Datei im Explorer ansiehst, erhältst du weitere Informationen über die Datei, z. B. wann sie zuletzt bearbeitet wurde wie viel Speicherplatz sie benötigt (Größe) welchem Dateityp sie angehört (hier: Word-Dokument) Du kannst auch sogenannte Unterordner bzw. Unterverzeichnisse anlegen, z. B. BRIEFE 2009, BRIEFE 2010 usw. Eine weitere Aufteilung in Unterordner bietet sich z. B. an, um geschriebene Briefe und erhaltene Briefe zu trennen. Mit diesem Ordnersystem kannst du alle Daten auf dem Rechner verwalten.
Die Namen von Ordnern und Dateien können beliebig geändert werden. Ordner und Dateien können an andere Stellen kopiert oder verschoben werden. Achtung: Beim Ändern von Dateinamen darf die Dateiendung, z. B. *.doc, nicht geändert werden, sonst kann die Datei nicht mehr gelesen bzw. bearbeitet werden! Beim Verschieben bzw. Ausschneiden werden Daten an ihrem ursprünglichen Speicherort gelöscht und an ihrem neuen Speicherort neu geschrieben. Beim Kopieren wird eine Kopie am neuen Speicherort angelegt, die Datei existiert dann doppelt im Speicher. Wenn du im Laufe der Zeit Hunderte Dateien erstellt und gespeichert hast, weißt du eventuell nicht mehr, in welchem Ordner du eine bestimmte Datei abgelegt hast. Um eine Datei wiederzufinden, gibt es Suchfunktionen. Damit kannst du nach bestimmten Suchkriterien, wie z. B. der Art der Datei (Word-Dokument usw.), Worten in der Datei oder im Dateinamen usw., suchen lassen. Dateiverwaltungsprogramme wie den Windows-Explorer gibt es für alle Betriebssysteme. Sie funktionieren alle auf sehr ähnliche Weise. Verwaltung der Programme und des Prozessors Wie du sicher weißt, kannst du mit einem Computer mehrere Programme gleichzeitig starten und laufen lassen. Du kannst z. B. einen Brief mit einem Textverarbeitungsprogramm schreiben und gleichzeitig Musik am Computer hören. Wie du von der Von-Neumann-Architektur weißt, kann der Prozessor nur einen Befehl gleichzeitig abarbeiten. Das heißt, die Programme laufen gar nicht gleichzeitig ab. Der Prozessor erledigt abwechselnd Befehle verschiedener Programme. Weil Prozessoren so unglaublich schnell arbeiten, scheint es für uns so, als ob alles gleichzeitig funktioniert. Jedes Programm benötigt eine bestimmte Speichermenge im Arbeitsspeicher, damit es reibungslos funktionieren kann. All diese Dinge regelt das Betriebssystem vollautomatisch. Rechte Wenn du deinen Computer mit mehreren Leuten teilen musst, willst du vielleicht, dass andere deine Daten nicht sehen oder bearbeiten dürfen. Diese Dinge regelt das Betriebssystem mit der Rechteverwaltung. Jeder Computerbenutzer erhält einen Zugangsnamen und ein Passwort. Wenn er den Computer startet, muss er den Zugangsnamen und sein Passwort eingeben, sonst kann er den Computer nicht benutzen. Jeder Benutzer erhält sogenannte Rechte erteilt, wie er den Computer benutzen darf. Manche Nutzer (User) dürfen bestimmte Dateien nur anschauen, aber
nicht verändern. Andere dürfen nur bestimmte Programme benutzen usw. Diese Rechte werden vom sogenannten Administrator erteilt und verwaltet. Grafische Benutzeroberfläche Die grafische Benutzeroberfläche ist in der Regel das, was du auf dem Monitor siehst, wenn du den Computer gestartet hast. Bei einem Windows-Computer siehst du den Desktop. Das ist die Bildschirmoberfläche, die meist aus einem Hintergrundbild besteht. Je nach Computer befinden sich auf dem Desktop Symbole, Icons genannt, die in der Regel bestimmte Programme darstellen. Durch einen Doppelklick auf so ein Icon startest du das Programm. Am unteren Bildschirmrand befinden sich weitere Symbole, um Computerprogramme zu starten. Wenn du ein Programm gestartet hast, wird in der Regel eine grafische Programmoberfläche des jeweiligen Programms geöffnet, die weitere Icons oder Menüs aufweist. Durch Mausklick auf diese Icons oder Befehlsmenüs werden Programmbefehle ausgelöst. Ältere Betriebssysteme wie MS-DOS (Microsoft Disc Operating System) hatten so eine komfortable Benutzeroberfläche nicht. Alle Befehle mussten von Hand in eine Befehlszeile (Konsole) eingetippt werden.
Gerätetreiber Gerätetreiber sind Programme, die dafür sorgen, dass der Computer alle angeschlossenen Eingabeund Ausgabegeräte und Bauteile bedienen kann, also z. B. Grafikkarte, Soundkarte, Drucker, Scanner, Maus, Tastatur usw. Der Computer muss mit den Geräten kommunizieren, also Daten austauschen können, damit sie richtig funktionieren können. Für jedes Gerät ist ein Treiberprogramm (kurz Treiber, auf Englisch Driver) erforderlich. Im Laufe der Jahre sind Tausende von unterschiedlichen Geräten gebaut worden. Es gibt allein schon Hunderte verschiedene Drucker und für jeden Drucker braucht man einen Treiber. Das Betriebssystem verfügt bereits über viele Treiber. Wenn du einen neuen Drucker anschließt, hat das Betriebssystem eventuell bereits das Treiberprogramm und du kannst sofort mit dem Drucken beginnen, da es den Drucker automatisch erkennt und den entsprechenden Treiber automatisch verwendet. Ist dies nicht der Fall, muss der Treiber in das Betriebssystem integriert werden. Dies nennt man Installation, der Treiber wird also installiert. Treiberprogramme werden normalerweise von den Herstellerfirmen der Geräte programmiert und mit dem verkauften Gerät auf einem Datenträger (CD, DVD) zur Verfügung gestellt. Es ist auch möglich, Treiber kostenlos vom Internet herunterzuladen. Da ständig neue Geräte gebaut und verkauft werden, ist klar, dass ein Betriebssystem nicht über alle Treiber verfügen kann. Betriebssysteme werden daher auch regelmäßig, meist über das Internet, aktualisiert ( upgedatet ). Alle zwei bis vier Jahre wird z. B. von der Firma Microsoft ein neues Betriebssystem hergestellt und verkauft. Ältere Windows-Betriebssysteme sind: Windows 3.1, Windows NT, Windows 95, Windows 98, Windows 2000, Windows Millenium, Windows XP, Windows Vista. Das aktuelle Windows-Betriebssystem ist Windows 7.
Systemsteuerung Die wichtigsten Systemprogramme findest du bei Windows in der Systemsteuerung. Wenn du auf Start Systemsteuerung klickst, öffnet sich ein Fenster, in dem die Systemprogramme nach ihren Funktionen geordnet aufgelistet sind. In der Systemsteuerung kannst du wichtige Computereinstellungen vornehmen. Dort findest du z. B. die Programme zum Verwalten der Rechte.