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Was ist ein Betriebssystem?

Was ist ein Betriebssystem?

Ein Betriebssystem ist die primäre Software, die die gesamte Hardware und andere Software auf einem Computer verwaltet. Das Betriebssystem, auch als „OS“ bezeichnet, verbindet sich mit der Hardware des Computers und stellt Dienste bereit, die von Anwendungen verwendet werden können.

Was macht ein Betriebssystem?

Ein Betriebssystem ist der Kernsatz von Software auf einem Gerät, der alles zusammenhält. Betriebssysteme kommunizieren mit der Hardware des Geräts. Sie handhaben alles, von Tastatur und Mäusen bis hin zu Wi-Fi-Radio, Speichergeräten und Display. Mit anderen Worten, ein Betriebssystem handhabt Eingabe- und Ausgabegeräte. Betriebssysteme verwenden Gerätetreiber, die von Hardwareentwicklern geschrieben wurden, um mit ihren Geräten zu kommunizieren.

Betriebssysteme umfassen auch eine Menge Software – Dinge wie allgemeine Systemdienste, Bibliotheken und Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs), mit denen Entwickler Programme schreiben können, die auf dem Betriebssystem ausgeführt werden.

Das Betriebssystem sitzt zwischen den von Ihnen ausgeführten Anwendungen und der Hardware und verwendet die Hardwaretreiber als Schnittstelle zwischen den beiden. Wenn eine Anwendung beispielsweise etwas drucken möchte, übergibt sie diese Aufgabe an das Betriebssystem. Das Betriebssystem sendet die Anweisungen an den Drucker und verwendet die Treiber des Druckers, um die richtigen Signale zu senden. Die druckende Anwendung muss sich nicht darum kümmern, welchen Drucker Sie haben oder wie er funktioniert. Das Betriebssystem übernimmt die Details.

Das Betriebssystem handhabt auch Multitasking, indem es Hardware-Ressourcen auf mehrere laufende Programme zuweist. Das Betriebssystem steuert, welche Prozesse ausgeführt werden, und ordnet sie zwischen verschiedenen CPUs zu, wenn Sie einen Computer mit mehreren CPUs oder Kernen haben, sodass mehrere Prozesse parallel ausgeführt werden können. Es verwaltet auch den internen Speicher des Systems und weist Speicher zwischen laufenden Anwendungen zu.

Das Betriebssystem ist die einzige große Software, die die Show ausführt, und es ist für alles andere verantwortlich. Das Betriebssystem steuert beispielsweise auch die Dateien und anderen Ressourcen, auf die diese Programme zugreifen können.

Die meisten Softwareanwendungen sind für Betriebssysteme geschrieben, wodurch das Betriebssystem einen Großteil der schweren Arbeit erledigen kann. Wenn Sie beispielsweise Minecraft ausführen, führen Sie es auf einem Betriebssystem aus. Minecraft muss nicht genau wissen, wie die einzelnen Hardwarekomponenten funktionieren. Minecraft verwendet eine Vielzahl von Betriebssystemfunktionen, und das Betriebssystem übersetzt diese in Low-Level-Hardwareanweisungen. Das erspart den Entwicklern von Minecraft – und jedem anderen Programm, das auf einem Betriebssystem läuft – viel Ärger.

Betriebssysteme sind nicht nur für PCs geeignet

Wenn wir sagen, dass auf Computern Betriebssysteme ausgeführt werden, meinen wir nicht nur herkömmliche Desktop-PCs und Laptops. Ihr Smartphone ist ein Computer, ebenso wie Tablets, Smart-TVs, Spielekonsolen, Smartwatches und WLAN-Router. Ein Amazon Echo oder Google Home ist ein Computergerät, auf dem ein Betriebssystem ausgeführt wird.

Zu den bekannten Desktop-Betriebssystemen gehören Microsoft Windows, Apple macOS, Googles Chrome OS und Linux. Die dominierenden Smartphone-Betriebssysteme sind Apples iOS und Googles Android.

Auf anderen Geräten wie Ihrem WLAN-Router können „eingebettete Betriebssysteme“ ausgeführt werden. Dies sind spezialisierte Betriebssysteme mit weniger Funktionen als ein typisches Betriebssystem, die speziell für eine einzelne Aufgabe entwickelt wurden – wie den Betrieb eines Wi-Fi-Routers, die Bereitstellung von GPS-Navigation oder den Betrieb eines Geldautomaten.

Wo enden Betriebssysteme und wo beginnen Programme?

Betriebssysteme umfassen auch andere Software, einschließlich einer Benutzeroberfläche, die es Benutzern ermöglicht, mit dem Gerät zu interagieren. Dies kann eine Desktop-Schnittstelle auf einem PC, eine Touchscreen-Schnittstelle auf einem Telefon oder eine Sprachschnittstelle auf einem digitalen Assistenten sein.

Ein Betriebssystem ist eine große Software, die aus vielen verschiedenen Anwendungen und Prozessen besteht. Die Grenze zwischen Betriebssystem und Programm kann manchmal etwas verschwommen sein. Es gibt keine genaue, offizielle Definition eines Betriebssystems.

Unter Windows beispielsweise ist die Anwendung Datei-Explorer (oder Windows Explorer) sowohl ein wesentlicher Bestandteil des Windows-Betriebssystems – sie übernimmt sogar das Zeichnen Ihrer Desktop-Oberfläche – als auch eine Anwendung, die auf diesem Betriebssystem ausgeführt wird.

Der Kern eines Betriebssystems ist der Kernel

Auf einer niedrigen Ebene ist der „Kernel“ das zentrale Computerprogramm im Herzen Ihres Betriebssystems. Dieses einzelne Programm ist eines der ersten Dinge, die beim Starten Ihres Betriebssystems geladen werden. Es übernimmt die Zuweisung von Speicher, die Umwandlung von Softwarefunktionen in Anweisungen für die CPU Ihres Computers und den Umgang mit Ein- und Ausgaben von Hardwaregeräten. Der Kernel wird im Allgemeinen in einem isolierten Bereich ausgeführt, um zu verhindern, dass er von anderer Software auf dem Computer manipuliert wird. Der Betriebssystemkernel ist sehr wichtig, aber er ist nur ein Teil des Betriebssystems.

Auch hier können die Linien etwas unscharf sein. Linux ist beispielsweise nur ein Kernel. Linux wird jedoch immer noch oft als Betriebssystem bezeichnet. Android wird auch als Betriebssystem bezeichnet und basiert auf dem Linux-Kernel. Linux-Distributionen wie Ubuntu nehmen den Linux-Kernel und fügen zusätzliche Software hinzu. Sie werden auch als Betriebssysteme bezeichnet.

Was ist der Unterschied zwischen Firmware und einem Betriebssystem?

Auf vielen Geräten läuft nur „Firmware“ – eine Art Low-Level-Software, die im Allgemeinen direkt in den Speicher eines Hardwaregeräts programmiert wird. Firmware ist normalerweise nur ein kleines Stück Software, das nur die absoluten Grundlagen erfüllt.

Wenn ein moderner Computer hochfährt, lädt er die UEFI-Firmware vom Motherboard. Diese Firmware ist eine Low-Level-Software, die die Hardware Ihres Computers schnell initialisiert. Anschließend wird Ihr Betriebssystem vom Solid-State-Laufwerk oder der Festplatte Ihres Computers gestartet. (Dieses Solid-State-Laufwerk oder diese Festplatte verfügt über eine eigene interne Firmware, die das Speichern von Daten auf den physischen Sektoren innerhalb des Laufwerks übernimmt.)

Auch die Grenze zwischen Firmware und Betriebssystem kann etwas verschwimmen. Beispielsweise wird das Betriebssystem für Apples iPhones und iPads namens iOS oft als „Firmware“ bezeichnet. Auch das Betriebssystem der PlayStation 4 wird offiziell als Firmware bezeichnet.

Dies sind Betriebssysteme, die mit mehreren Hardwaregeräten verbunden sind, Dienste für Programme bereitstellen und Ressourcen unter Anwendungen zuweisen. Eine sehr einfache Firmware, die beispielsweise auf einer TV-Fernbedienung läuft, wird jedoch nicht allgemein als Betriebssystem bezeichnet.

Der Durchschnittsmensch muss nicht genau verstehen, was ein Betriebssystem ist. Es kann jedoch hilfreich sein zu wissen, mit welchem ​​Betriebssystem Sie wissen müssen, mit welcher Software und Hardware Ihr Gerät kompatibel ist.

Bildnachweis: Stanislaw Mikulski/Shutterstock.com, mama_mia/Shutterstock.com, GagliardiImages/Shutterstock.com

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