13 Betriebsysteme

13.1 Begriffe

Betriebsmittel

resource

Ressourcen die vom Betriebssystem verwaltet werden.

Klassifizierung:

Hardware BM (Prozessor, Geräte,...)	Software BM (Datei, Programm, Signal,...)
verbrauchbare BM (Signale, Nachrichten)	unverbrauchbare BM (Prozessor, Datei, Programmtext)
entziehbare BM (Prozessor, Speicher,...)	nicht entziehbare BM (Datei, verbrauchbare BM)
exklusiv nutzbare BM (Programmcode, Hauptspeicher, Drucker,...)	mehrfach nutzbare BM (Programmtext, Hauptspeicher, Datei,...)
logische, virtuelle Prozessoren	physische Prozessoren

Betriebssystem, verteiltes

Bei einem verteiltem Betriebssystem gibt es für Computer und Netze nur ein Betriebssystem, das für alle Abläufe zuständig ist.

Voraussetzung: Rechnernetz

Eigenschaften:

• für den Benutzer transparent
  (er weiß nicht, daß die von ihm in Anspruch genommenen Dienste über mehrere Computer verteilt sind, oder welcher Dienst auf welchem Computer abläuft)
• ein Betriebssystemkern in jedem Knoten vorhanden sein
  (um die Dialogfähigkeit mit dem Benutzer und den Netzzugriff zu sichern)

Netzwerkbetriebsystem (NBS)

network operating system (NOS)

"Informationsübertragungssysteme, die in territorial begrenzten Bereichen dem Informationsaustausch zwischen zahlreichen unabhängigen Kommunikationspartnern dienen".

Ein Netzwerk besteht grundsätzlich aus mehreren modularen Komponenten (Bausteinen)

Jeder dieser Bausteine hat eine bestimmte Aufgabe im Netzwerk zu erfüllen und muß genau auf die anderen Bausteine abgestimmt sein, um dies zu können.

wesentliche Bausteinen:

• Netzwerk-File-Server
• Workstations
• Netzwerkadapter
• Kabel
• Betriebssystem für die Workstations
• Netzwerkbetriebssystem für den File-Server

Der File-Server ist der zentrale Baustein des Netzwerks

Aufgaben:

• Ressourcenverwaltung (z.B. Verwaltung des von allen Benutzern gemeinsam genutzten Massenspeichers)
• Steuerung der Schreib-/Lesezugriffe auf die Datenbestände
• Druckaufträge von Netzwerkbenutzern in Warteschlangen einreihen und nacheinander auf dem gemeinsam genutzten Drucker ausgegeben
• weitere Server für bestimmte Teilaufgaben, um den File-Server zu entlasten (Print- Kommunikationsserver...)

Workstation sind Arbeitsplätze, an denen die auf dem Massenspeicher des File-Server gespeicherten Programme ausgeführt werden und von denen aus auf den gemeinsamen "Daten -Pool" zugegriffen wird.

Das Konzept des Netzwerkbetriebssystems wurde 1983 von Novell eingeführt.

Die bekanntesten Netzwerkbetriebssysteme sind:

• Netware von Novell
• Windows NT/2000
• Vines von Banyan

Programm

program

• Eine Folge von Befehlen, die in den Arbeitsspeicher einer Datenverarbeitungsanlage, eines Kommunikationssystems oder eines anderen programmierbaren Geräts oder Systems eingespeichert, derartige Systeme in die Lage versetzen, selbsttätig Aufgaben zu erfüllen.
• Es wird vom Steuer- und Rechenwerk in modernen Maschinen von einem Mikroprozessor seriell abgearbeitet.

Prozess

process

Ein Prozess ist die Abarbeitung eines Programmes.
Dazu wird zunächst das Programm (die abzuarbeitende Befehlsfolge) benötigt. Die Befehlsfolge kann nur durch einen Prozessor abgearbeitet werden. Diese Befehlsfolge muss sich im Hauptspeicher befinden, um vom Prozessor bearbeitet werden zu können.

Thread

aufreihen, mehrere Funktionen laufen gemeinsam

Threads sind kleinste Einheiten eines Programmes, die zur Bearbeitung in die CPU weitergeleitet und im schnellen Wechsel durch den Prozessor bearbeitet werden. Mehrere Threads ergeben einen Prozess.

Scheduler

Zeitplaner

Der Scheduler ist als Bestandteil eines Multitasking Betriebssystems für die Koordinierung der einzelnen Tasks verantwortlich. Er legt fest, welche zeitlichen Anteile und welche Ressourcen einem Task zugewiesen werden, sowie die Strategie in der die zur Abarbeitung bereiten Prozesse ausgeführt werden.

Implementierung

implementation

lat. "implere = erfüllen, ergänzen"

• Einfügen eines neu entwickelten Systems in ein bestehendes, das dadurch ergänzt wird.
• Einbezogen sind auch alle zusätzlichen Arbeitsgänge, die das ordnungsgemäße Funktionieren des zusätzlich Eingebrachten mit dem bisher Vorhandenen garantieren.

Dienst

service

• Ein Dienst ist eine besondere Fähigkeit oder Funktionensammlung einer Schicht, die diese einer übergeordneten Schicht am sogenannten Dienstzugangspunkt anbietet.
• Ein Dienst wird immer der direkt übergeordneten Schicht angeboten.
• Die Dienste der einzelnen Schichten werden von den unterschiedlichen Aufgaben dieser Schichten geprägt.

Schnittstelle

interface (IF)

• Eine Schnittstelle ist die definierte Grenze zwischen zwei Hardware- Einrichtungen, Computern, Datenübertragungseinrichtungen oder logischen Softwareeinheiten.
• Eine Schnittstelle definiert die Gesamtheit der Festlegungen für die physikalischen Eigenschaften der Schnittstellenleitungen sowie die auf den Schnittstellen ausgetauschten Signale und die Bedeutung der ausgetauschten Signale.
• Durch sie werden technische Funktionen und/oder administrative Zuständigkeiten bei Geräten und Netzen voneinander abgegrenzt.

Interface des Anwendungsprogramms

application programming interface (API)

• Schnittstelle mit Befehlen, ggf. Routinen und/oder Macros, die von einem Betriebssystem oder einer Betriebssystemerweiterung (z.B. für die Benutzung eines Netzwerkes) bereitgestellt wird.
• Anwendungsprogramme können dann diese Schnittstelle benutzen, um das Betriebssystem zur Ausführung der dieser Schnittstelle verborgenen und durch sie bereitgestellten Aktionen zu veranlassen.

virtuelle Maschine

virtual machine

Jeder Prozess benötigt Betriebsmittel, wie Prozessor, Hauptspeicher usw., die nur einmal vorhanden sind und die demzufolge zwischen den Prozessen so aufzuteilen sind, dass jeder Prozess scheinbar einen eigenen Computer (virtuelle Maschine) besitzt.
Diese Aufgabe muss das Betriebssystem übernehmen.