Betriebssysteme Leistungskurs
In Klasse 7 hast du die Aufgaben eines Betriebssystems kennengelernt. Hier geht es darum, wie ein Betriebssystem diese Aufgaben erfüllt.
Merke: Betriebssystem
Ein Betriebssystem ist die Software, die die Betriebsmittel eines Rechners (Prozessor, Speicher, Geräte, Dateien) verwaltet und Anwendungen eine einheitliche Schnittstelle zur Hardware bietet. Für Programme wirkt es wie eine virtuelle Maschine: Sie müssen nicht wissen, welche Festplatte oder Grafikkarte genau verbaut ist.
Schichtenmodell
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┌──────────────────────────────┐
│ Anwendungen (Browser, Spiele)│
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│ Systemprogramme, Bibliotheken│
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│ Betriebssystemkern (Kernel) │
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│ Treiber │
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│ Hardware │
└──────────────────────────────┘Jede Schicht nutzt nur die Dienste der Schicht direkt darunter.
Grundlegende Konzepte
| Konzept | Kurz erklärt |
|---|---|
| Prozess | ein laufendes Programm mit eigenem Speicherbereich |
| Thread | ein Ausführungsstrang innerhalb eines Prozesses; mehrere Threads teilen sich den Speicher |
| Scheduling | Das Betriebssystem verteilt die Rechenzeit so schnell zwischen Prozessen, dass alles gleichzeitig wirkt. |
| Speicherverwaltung | Jeder Prozess bekommt Speicher zugeteilt. Beim Paging wird der Speicher in gleich große Seiten geteilt, beim Swapping werden selten genutzte Daten auf die SSD ausgelagert. |
| Dateisystem & Dateirechte | legt fest, wie Dateien gespeichert werden und wer sie lesen, schreiben oder ausführen darf |
| Nutzer- und Gruppenverwaltung | Benutzerkonten, Administratorrechte |
| Paket- und Softwareverwaltung | Programme installieren, aktualisieren, entfernen |
Ausprobieren
Öffne den Task-Manager (Windows: Strg + Umschalt + Esc) bzw. die Aktivitätsanzeige (macOS) oder top (Linux):
- Wie viele Prozesse laufen gerade?
- Welcher Prozess nutzt am meisten CPU oder Arbeitsspeicher?
Sich positionieren
- Open Source (z. B. Linux) oder proprietär (z. B. Windows, iOS)? Vergleiche Kosten, Sicherheit, Datenschutz, Anpassbarkeit und Support.
- Welche Rolle spielen alternative Betriebssysteme, um alte Geräte länger nutzbar zu machen? (→ Nachhaltige Hardware)