1 Komponenten und Konzepte Flashcards
(28 cards)
Definieren Sie den Begriff „Betriebssystem“.
Ein Betriebssystem (engl. Operating System, OS) ist die Software, die zusammen mit der Hardware die Grundlage für den Betrieb eines Computers bildet. Es steuert und überwacht die Programmausführung und macht so die Nutzung des Computers überhaupt erst möglich. Betriebssystem und Hardware bilden gemeinsam eine virtuelle Maschine, die den Anwendungen eine einheitliche und von der konkreten Hardware unabhängige Umgebung bereitstellt.
Die verschiedenen Arten
von Betriebssystemen
Großrechner-Betriebssystemen
Server-Betriebssystemen
Echtzeit-Betriebssystemen
PC-Betriebssystemen
Multiprozessor-Betriebssystemen
Betriebssystemen für “Eingebettete Systeme”
SmartCard-Betriebssystemen
Server Betriebssysteme
die Dienste für andere Rechner in einem Rechnernetz bereitstellen.
Wesentliches Merkmal sind viele gleichzeitige Anforderungen an diese Server.
Typische Server-Dienste sind:
* Drucker-Service
* Datei-Service (Datenspeicherung)
* Web-Service (Information und einfache Verarbeitung)
Großrechner-Betriebssysteme
🔹 Einsatzbereich:
Mainframes im Rechenzentrum (60er/70er Jahre)
🔸 Hauptmerkmal: Mehrbenutzerbetrieb
🔹 Drei typische Einsatzarten:
1.📦 Stapelverarbeitung (Batch Processing)
-Keine Benutzerinteraktion
Beispiel: Gehaltszettel-Erstellung
2.🔁 Transaktionsverarbeitung
Viele kleine Anfragen/sec auf geteilte Daten
Beispiel: Flugticket-Reservierung
3.🧑💻 Dialogbetrieb (Timesharing)
Viele Benutzer interagieren gleichzeitig
Zugang via Terminal + Datenleitung
(RTOS)
Echtzeit-Betriebssysteme
🔹 Zweck:
Steuerung technischer Prozesse in der Außenwelt
🔹 Wichtigstes Kriterium:
Zeit – nicht Schnelligkeit, sondern Einhaltung von Zeitgarantien
🔹Gibt Harte/Weiche Echtzeit BS
🔹 Beispiele für RTOS:
FreeRTOS
RTLinux
Multiprozessor-Betriebssysteme
Leistungssteigerung bei Rechnern durch Vervielfältigung des Prozessors. Heute meist durch Server-oder PC
Betriebssysteme mit abgedeckt.
SmartCard-Betriebssysteme
Rechner als Chip auf Kreditkarte, Krankenkarte, Reisepass, …
Starke Ressourcen-Einschränkung
wenige spezielle Anforderungen an BS
meist sehr primitive BS
Teile eines Betriebssystems
Dienstprogramme
Verwaltungsprogramme
Steuerprogramme
Bibliotheken und Treiber
Wofür sind Betriebssystem Verwaltungsprogramme
Prozesssystem (Dienste, Anwendungen, …)
Speicherzuteilung (RAM, …)
Belegung von externem Speicher(Festplatten, …)
Bereitstellung von Geräten (Drucker, …)
Wofür sind BS Steuerprogramme
Eingabe von Zeichen über die Tastatur, …
Ausgabe von Zeichen auf dem Monitor, …
Speicherung von Daten auf der Festplatte, …
Wofür sind BS Dienstprogramme
Konfigurieren der Hardware und des Betriebssystems
Anzeigen, Bearbeiten, Kopieren, sichern und wiederherstellen von Dateien
was machen Bibliotheken und Treiber:
stellen Betriebssystemfunktionen zur Verfügung für Anwendungsprogrammen
binden Hardware in das Betriebssystem ein
veranlassen die Hardware zu den gewünschten Aktionen
nenne die meist verbreitetsten Strukturansätze:
Monolithischer Kernel
Mikrokernel (Client/Server-Modell)
Hybridkernel
Nenne die zwei Arten von Echtzeitsystemen
- Harte Echtzeitsysteme:
Zeitüberschreitung = katastrophale Folgen
Beispiele: Motorsteuerung, Airbag - Weiche Echtzeitsysteme:
Zeitüberschreitung = tolerierbar
Beispiel: Multimedia-Player
Was ist das BIOS und wofür wird es verwendet?
BIOS = Basic Input/Output System
Firmware im ROM auf dem Mainboard
Startet vor dem Betriebssystem
Führt POST durch, initialisiert Hardware und startet das OS
Was ist UEFI und welche Vorteile bietet es gegenüber dem BIOS?
UEFI = moderner BIOS-Nachfolger
Einheitlicher Standard, grafisch, netzwerkfähig
Unterstützt große Festplatten & moderne Hardware
Kann EFI-Programme & Treiber direkt ausführen
Was sind die Hauptaufgaben des BIOS?
Power On Self-Test (POST) – Hardware-Check beim Einschalten
Initialisierung der Hardware – z. B. RAM, Laufwerke, Grafikkarte
Start des Betriebssystems – lädt Bootloader, leitet OS-Start ein
Nenne mir die Betriebsarten von Früher und von Heute
Frühe Betriebsarten
Stapelbetrieb: ein Auftrag nach dem anderen
Einbenutzerbetrieb
Heutige Betriebsarten
* Mehrprogrammbetrieb
* Interaktive Verarbeitung
* Mehrbenutzerbetrieb
* Mehrprozessorbetrieb
Was ist der Einprogrammbetrieb (Singletasking) und was sind seine Merkmale?
-Nur ein Programm gleichzeitig im Arbeitsspeicher
-Voller Zugriff auf alle Betriebsmittel
-CPU oft ungenutzt bei langsamen I/O-Operationen
-Geringe Effizienz, da CPU warten muss
-Durchsatz (throughput) hängt nur von Gerätegeschwindigkeit und Programmcode ab
Was ist der Mehrprogrammbetrieb (Multitasking) und was sind seine Vorteile?
-Mehrere Programme gleichzeitig im Arbeitsspeicher
-CPU wechselt zwischen Programmen (z. B. Zeitscheiben)
-Höhere Auslastung der CPU, da sie während I/O anderer Prozesse weiterarbeiten kann
-Effizientere Nutzung der Ressourcen
-Besseres Nutzererlebnis durch parallele Abläufe
Beispiel: Moderne OS wie Windows, Linux, macOS
Was sind die wichtigsten Aufgaben eines Betriebssystems
- Abstraktion der Hardware
- Bereitstellung von High-Level-Schnittstellen
- Verwaltung von Systemressourcen
Was sind die Gängigsten Anforderungen an einen Systemkern
Unempfindlichkeit gegen Störungen (Abstürze) in Anwendungen
Offenheit für unterschiedlichste Anwendungen und Erweiterungen
Einsatz auf unterschiedlicher Hardware
Multiuser anforderungen:
die Erkennung verschiedener Nutzer
die Verwaltung deren privater Arbeitsverzeichnisse und persönlicher Voreinstellungen
Management von Zugriffsrechten
Aus welchen Teilen besteht ein Universalrechner
Prozessor (zentrale Recheneinheit)
Speicher
Ein-/Ausgabesystemen
Datenwegen (Bus)
