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Betriebssysteme

Ein Prozessor, viele Aufgaben gleichzeitig: Wer verteilt Rechenzeit und Speicher und spricht mit den Geräten?

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Die Software in der Mitte

Das Betriebssystem sitzt unsichtbar zwischen deinen Apps und der Hardware. Es startet als Erstes und läuft, bis du das Gerät ausschaltest.

  • Betriebssystem:Systemsoftware, die die Hardware verwaltet, allen Programmen Ressourcen zuteilt und eine Bedienoberfläche bietet.
  • Kernel:der Kern des Betriebssystems — als einziger Teil darf er direkt auf die Hardware zugreifen.
  • Benutzeroberfläche:Fenster, Symbole und Menüs (GUI); Fachleute nutzen zusätzlich die Kommandozeile mit Textbefehlen.
  • Booten:der Start: Das Mainboard prüft die Bauteile, lädt den Kernel von der SSD in den Arbeitsspeicher, dann starten Treiber und Oberfläche.
  • Bekannte Systeme:Windows und macOS (Computer), Linux (Server, Open Source), Android und iOS (Smartphones).
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Vier Verwaltungsaufgaben

Hinter den Kulissen erledigt das Betriebssystem ständig vier Aufgaben. So muss kein Anwendungsprogramm die Hardware selbst kennen.

  • Prozessverwaltung:ein laufendes Programm heißt Prozess; das System teilt die Rechenzeit in kleine Zeitscheiben auf.
  • Speicherverwaltung:jeder Prozess bekommt einen eigenen Bereich im Arbeitsspeicher; ein Absturz reißt die anderen nicht mit.
  • Dateiverwaltung:das Dateisystem legt Dateien in Ordnern ab und findet sie über ihren Pfad wieder.
  • Geräteverwaltung:über Treiber spricht das System mit Drucker, Kamera oder Kopfhörern.
  • Eingebettetes System:kleines Betriebssystem fest in einem Gerät wie Waschmaschine, Auto oder Smartwatch.

Hier hat der Prozessor nur einen Kern — er kann immer nur ein Programm gleichzeitig rechnen. Schalte Programme ein oder aus und starte die Verteilung der Zeitscheiben.

Zeitscheiben-Verteiler

Laufende Programme:
Zeit →

Halte fest: Je mehr Programme gleichzeitig rechnen wollen, desto seltener kommt jedes an die Reihe. Der Wechsel geht tausende Male pro Sekunde — für dich wirkt es gleichzeitig.

Merke

Multitasking: Das Betriebssystem verteilt die Rechenzeit in Zeitscheiben reihum an die Prozesse, sodass mehrere Programme scheinbar gleichzeitig laufen.

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Allgemeine Hinweise

Windows ist nicht der Computer

Windows ist nur Software, die auf der Hardware läuft. Auf demselben Rechner kann man auch Linux installieren.

Offene Fenster bremsen kaum

Wartende Programme bekommen keine Zeitscheibe. Langsam wird es, wenn ein Programm dauerhaft rechnet oder der Arbeitsspeicher voll ist.

Betriebssystem allein reicht nicht

Zum Schreiben, Rechnen oder Surfen brauchst du zusätzlich Anwendungssoftware. Das Betriebssystem stellt nur die Grundlage bereit.

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