Aufgaben des Betriebssystems

Die Aufgaben des Betriebssystems werden genannt und Prozess-Management und Speichermanagement nÀher erlÀutert.
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Einordnung des Artikels

Übersicht

  • Prozessmanagement (scheduling): Rechenzeit und Speicher mĂŒssen effektiv auf die laufenden Programme und dem Betriebssystem als Steuerprozess verteilt werden.
  • Speichermanagement: Zuteilung des Hauptspeichers an laufende Programme (zusĂ€tzlich eventuell Auslagerung), Freigabe des Speicherplatzes nach Beendigung eines Programmes
  • Steuerung der Hardware: Einsatz von GerĂ€tetreibern
  • Steuerung der Ein– und Ausgabe: Tastatur, Bildschirm, Laufwerke etc.
  • Dateiverwaltung: Speicherung von Daten und Programmen außerhalb des Hauptspeichers in einem Dateisystem
  • Bereitstellen der BenutzeroberflĂ€che: dialogorientierte Konsole oder graphische OberflĂ€che
  • Bereitstellen der Kommunikationsfunktionen: Anschluss an lokale Netze und Internet; Realisierung von Protokollen; Management der Kommunikationsdienste.

Prozessmanagement

Es mag vielleicht erstaunen, dass hier von Prozessmanagement und nicht von Programm-Management die Rede ist. Es ist wichtig zwischen Prozess und Programm zu unterscheiden:

Ein Programm ist eine Folge von Anweisungen, die in Form des Maschinencodes vorliegt und ausgefĂŒhrt werden kann. Die AusfĂŒhrung des Programmes fĂŒhrt zu einem zeitlichen Ablauf von VorgĂ€ngen, an denen die verschiedensten Bauteile des Computers beteiligt sind. Klar ist, dass bei jedem Maschinensprache-Befehl der Prozessor angesprochen wird. Allerdings können auch der Hauptspeicher und externe GerĂ€te angesprochen werden (Öffnen und Beschreiben einer Datei, Ausgaben auf dem Bildschirm, Anweisungen an den Drucker und so weiter). Die AusfĂŒhrung des Programmes resultiert daher in einem Prozess, an dem die Komponenten des Computers fĂŒr unterschiedliche Zeiten beteiligt sind. Und diesen Prozess muss das Betriebssystem steuern.

Zu diesem Prozess-Management gehört dann auch, dass Zeiten, in denen ein Programm gerade nicht auf den Prozessor zugreift (weil etwa gerade eine Datei beschrieben wird), effektiv genutzt werden (indem andere Programme auf den Prozessor zugreifen dĂŒrfen). Solche Unterbrechungen werden als interrupts bezeichnet.

Speichermanagement

Bisher wurde immer nur gesagt, dass Programme im Hauptspeicher liegen mĂŒssen, um sie ausfĂŒhren zu können. Zudem muss Speicherplatz reserviert werden fĂŒr die Daten, mit denen das Programm arbeitet. Was passiert aber, wenn im Hauptspeicher kein entsprechender zusammenhĂ€ngender Speicherplatz vorhanden ist oder nicht genĂŒgend Speicherplatz?

In diesen FĂ€llen wird sogenannter virtueller Speicher gebildet, das heißt das Betriebssystem stellt dem Programm einen zusammenhĂ€ngenden Bereich des Speichers zur VerfĂŒgung, obwohl dieser physikalisch nicht existiert. Dazu wird der reale Speicher abstrahiert, so dass er wie ein zusammenhĂ€ngender Speicher angesprochen werden kann. Der virtuelle Speicher kann dann sogar auf der Festplatte liegen (was allerdings die Zugriffszeiten deutlich verlĂ€ngert).

Aufgaben:

1. Das Betriebssystem ist auch nur ein Programm, das zur AusfĂŒhrung in den Hauptspeicher geladen werden muss - eine Aufgabe, die das Betriebssystem erfĂŒllt.

Wie kann ein Computer ĂŒberhaupt anfahren?

2. ErlÀutern Sie die Begriffe Programm und Prozess!

Ist es richtig zu sagen:

  • einem Programm wird der Prozessor zugewiesen oder
  • einem Prozess wird ein Prozessor zugewiesen?