Informatik Lektion 3 - Def. Betriebssystem, Schichten eines Rechner- und Betriebssystems, Multitasking, PDF

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Def. Betriebssystem, Schichten eines Rechner- und Betriebssystems, Multitasking, Aufgaben von Betriebssystemen...

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Lektion 3 Betriebssystem= ein Paket von Softwarekomponenten, die den Betrieb eines Computers ermöglichen Dazu gehören beispielsweise Softwarekomponenten für die Verwaltung der Betriebsmittel, wie Speicher oder Ein- und Ausgabe oder auch Softwarekomponenten für die Steuerung der Ausführung von Programmen Offiziell sind sie nach DIN44300 definiert Schichten eines Rechnersystems (Funktionsweise) Anwendersoftware

Büroprogramme, Steuerungsprogramme, Unterhaltungsprogramme

Systemsoftware

Compiler, Editoren, Interpreter, Bibliotheken; Betriebssystemkern

Hardware

Maschinensprache;Mikroprogramme;Integrierte chaltkreise, Baugruppen

Betriebssystem (zwei Schichten): Betriebssystem als Ressourcenmanager: vorhandene Hardware verwalten (Prozessoren, Arbeitsspeicher, Platten, Drucker, Tastatur, Bildschirm, Netzwerkschnittstellen, Ein- und Ausgabegeräte) Ressourcenverwaltung in zwei Dimensionen: Zeit: Einteilung der Prozessorzeit auf verschiedene Prozesse Raum: Aufteilung der Speicher auf verschiedene Prozesse Betriebssystem als erweiterte (virtuelle) Maschine: Dem Benutzer soll eine erweiterte (virtuelle) Maschine präsentiert werden, die die leichter programmierbar ist als die darunter liegende Hardware Aufgaben von Betriebssystemen: Verwaltung von Dateisystemen Verwaltung der Ressourcen des Rechners Gewährleistung der Kommunikationsfunktion Verwaltung und Steuerung von Prozessen Bereitstellung von normierten Schnittstellen für die Benutzung des Rechners Multitasking Fähigkeit eines Betriebssystems, mehrere Aufgaben (Tasks) gleichzeitig auszuführen. Die zugehörigen Prozesse werden dabei in so kurzen Abständen nacheinander aktiviert, dass der Eindruck der Gleichzeitigkeit entsteht. Kooperatives Multitasking Beim kooperativen Multitasking hangt es vom jeweiligen Prozess ab, wann er die Rechenleistung an einen anderen Prozess abgibt (beispielsweise dann, wenn er auf Eingaben wartet).

Präemptives Multitasking Beim präemptiven Multitasking wird die Rechenleistung in kleine Zeitscheiben zerlegt, die durch das Betriebssystem den einzelnen Prozessen zugeteilt werden. Während in einer Zeitscheibe ein Prozess arbeitet, sind die anderen inaktiv. Die heutigen Prozessoren arbeiten so schnell, dass einerseits in den sehr kurzen Zeitscheiben viel abgearbeitet werden kann und andererseits das ständige Wechseln gar nicht bemerkt wird. Moderne Betriebssysteme arbeiten standardmäßig mit präemptivem Multitasking Virtuelle Speicherverwaltung: Sehr wichtige Funktion moderner Betriebsysteme Grundproblem: Prozessor kann nur mit physikalisch vorhandenen Hauptspeicher arbeiten Einzelne Prozesse benötigen meistens aber viel mehr Speicher, als Hauptspeicher zur Verfügung stellen kann Daher arbeit mit virtuellen Adressen Speicherverwaltung wandelt virtuelle Adressen in physikalische um

Beispiele Betriebssysteme: MS-DOS (Mircrosoft Disk Operating System), MS-Windows, Mac OS, Unix/Linux Wichtigste Aufgaben von Betriebssystemen: Verwaltung und Steurung von Prozessen, Verwaltung von Rechnerressourcen, virtuelle Speicherverwaltung Die Eigenschaft "Multitasking" kennzeichnet Betriebssysteme, die … durch die Zerlegung in Zeitscheiben und deren aufeinanderfolgende Abarbeitung die quasiparallele Abarbeitung von mehreren Prozessen ermöglichen. Die Hardware-Abstraktionsschicht ist unterste Schicht eines Betriebssystems und ermöglicht die Steuerung der Hardware durch allgemeinere Befehle Die Hardware-Abstraktionsschicht muss für jede Rechnerarchitektur speziell angepasst werden....