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„Betriebssystem“
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Betriebssysteme: Die virtuellen Systemverwalter

Ein Betriebssystem (auch kurz „OS“ für engl. „Operating System“) summiert eine Reihe von Dienstprogrammen und Treibern, um den grundlegenden Betrieb eines Rechners oder eines anderen elektronischen Gerätes zu ermöglichen. Das Betriebssystem wird nach dem Einschalten des Gerätes geladen und stellt die Funktionsfähigkeit des Gerätes her. Zu den Bestandteilen eines Betriebssystems gehören der Betriebssystemkern (Kernel) für die Steuerung der Hardware und die Systemprogramme  als Bindeglied zu den Anwendungsprogrammen.

Da ein Betriebssystem mit einer großen Anzahl verschiedener Hardwareausstattungen kompatibel sein soll, wird für die direkte Hardwareansteuerung ein so genanntes BIOS (Basic Input Output System) als Abstraktionsschicht genutzt. Trotzdem sind die meisten Betriebssysteme nur für einen bestimmten Hardwarebereich einsetzbar, so dass sich verschiedene Betriebssysteme mit spezifischen Funktionsweisen entwickelt haben. Außerdem werden insbesondere für Personal-Computer und Smartphones viele Anwendungsprogramme mit dem eigentlichen Betriebssystem verknüpft und zusammen als Betriebssystem angeboten.

Aufgaben

Zu den wesentlichen Aufgaben eines Betriebssystems gehören die Steuerung und Verwaltung der verwendeten Basis-Hardware, der Prozessorzeit, des Speicherplatzes sowie der angeschlossenen Peripherie. Zudem verwaltet das OS das Dateisystem, organisiert die Rechtevergabe (Konfliktvermeidung zwischen einzelnen Programmen), die Bildschirmanzeige sowie die Transformation und Abstraktion der binären Prozesse in eine Befehlsstruktur. Je nach Anwendungsbereich werden dem Betriebssystem noch weitere Aufgaben zugewiesen.

Anwendungsbereiche

Betriebssysteme für Personal-Computer (PC)

Diese auch als Desktop-Betriebssystem bezeichnete Software sichert die vollständige Funktionsfähigkeit eines Arbeitsplatzrechners. Dazu gehört die Steuerung der Eingabegeräte wie Maus und Tastatur, der Ausgabegeräte wie Bildschirm und Drucker sowie die Bereitstellung einer Software-Schnittstelle für die Anwendungsprogramme. Einige davon werden vorkonfiguriert mit dem Betriebssystem mitgeliefert und auf der Systempartition der Festplatte installiert. Für den Datenaustausch und den Zugriff auf Netzwerkdienste werden vom Betriebssystem entsprechende Schnittstellen unterstützt. Die meisten Betriebssysteme für Personalcomputer sind heute für 32- bzw. 64-bit-Verarbeitung ausgelegt. 

Wichtiges und offensichtlichstes Merkmal eines Desktop-OS ist die Bereitstellung einer einheitlichen (inzwischen mehrheitlich) grafischen Benutzeroberfläche, um bestenfalls allen Anwendungen ein konsistentes Erscheinungsbild zu ermöglichen; zumindest aber eine konsistente GUI für die Ausführung von Befehlen bzw. Systemadministration zur Verfügung zu stellen.

Im Gegensatz zu reinen Desktop-Betriebssystemen ist bei Unix-Betriebssystemen das Dialogsystem vom Betriebssystemkern getrennt. Durch diese Trennung kann das Betriebssystem für viele verschiedene Systemplattformen eingesetzt werden. Eine Bedienoberfläche wird erst durch die Auswahl eines Dialogsystems bestimmt. Aus dieser Wahlmöglichkeit haben sich für freie Betriebssysteme unterschiedliche Varianten (Distributionen) etabliert.     

Betriebssysteme für Workstations

Eine Workstation ist wie ein Personal-Computer ein eigenständig arbeitender Rechner, der jedoch für einen bestimmten Anwendungsbereich optimiert ist. Um eine hohe Performance zu erreichen, sind Workstations mit leistungsfähiger Hardware wie Mehrkernprozessoren oder RAM-Speicher jenseits der 4 GB ausgestattet. Damit ist echtes Multitasking (paralleles Rechnen) möglich. Die eingesetzten Betriebssysteme unterstützen dieses Multitasking und bei entsprechender Hardwareausstattung auch 64-Bit-Verarbeitung.

Betriebssysteme für Server

Typisch für Server-Betriebssysteme ist eine leistungsfähige Stapelverarbeitung im Mehrprozessor-Betrieb, umfangreiche Netzwerkunterstützung und Multiuser-Verwaltung. Auch wenn bei Servern grafische Bedienerführung möglich ist, ist diese oft nur rudimentär ausgeprägt. Server werden effektiver mit einer mächtigen Kommandosprache im Textmodus administriert. Dadurch sind eine Automatisierung wiederkehrender Aufgaben und die Fernverwaltung möglich.

Betriebssysteme für Handhelds, Smartphones und Multimediageräte

Mobile Geräte wie Smartphones oder Tablets stellen besondere Anforderungen an ein Betriebssystem: Einerseits wird ein schonender Umgang mit den knappen Ressourcen Prozessorleistung, Speicher und Energie erwartet, anderseits sollen diese Geräte leistungsfähig und komfortabel sein. Daher sind Betriebssysteme für diesen Bereich sehr stark auf eine bestimmte Hardwareausstattung ausgerichtet. Neben speziell für diesen Bereich entwickelten Betriebssystemen existieren auch Varianten von Desktop-Betriebssystemen, die auf diese spezifischen Anforderungen angepasst wurden.   

Echtzeitbetriebssysteme

Diese speziellen Systeme sichern durch ihre Verwaltungs- und Überwachungsfunktionen die besonderen Anforderungen von Steuerungssystemen in der Industrie. Sie sind in der Regel auf eine spezielle Hardware abgestimmt.

Das passende Betriebssystem

Allen voran steht die Frage, wofür Sie das OS benötigen (Arbeitsplatzrechner, Server, für Office-Anwendungen, IT-Entwicklung usw.). Danach können Sie die in Frage kommenden Betriebssysteme vergleichen und prüfen, ob die möglichen Betriebssysteme für Ihre Hardware geeignet sind. Wichtige Kenngrößen sind hier der Prozessortyp (32 oder 64 Bit), Größe des Arbeitsspeichers und Treiberunterstützung für interne und externe Geräte. Grundlegend gilt, dass neue Betriebssysteme meist höhere Ansprüche an die Leistungsfähigkeit der Hardware stellen und die Treiberunterstützung für seltenere Komponenten erst nach und nach folgt.

Ein ebenso wichtiger Punkt (und eng mit dem Anwendungsbereich verknüpft) ist die Frage nach verfügbaren Anwendungsprogrammen für das Betriebssystem. Da leistungsfähige Software für bestimmte Betriebssysteme entwickelt und optimiert wird, ist die Produktpalette der Anwendungsprogramme verschieden stark ausgeprägt. Für exotische Betriebssysteme gibt es für gewöhnlich auch weniger Anwendungen.        

Lizenzierung

Da jedes Rechnersystem ein Betriebssystem benötigt, wird dieses oft beim Kauf eines Rechners mitgeliefert bzw. vorinstalliert. Diese Versionen laufen meist unter der Bezeichnung OEM (engl. „Original-Equipment-Manufacturer“) und sind Vollversionen des Betriebssystems, das heißt, dass der Nutzer das OS in seinem vollen Funktionsumfang nutzen kann. Nachteile mancher OEM-Versionen gegenüber den sogenannten Retail-Versionen sind der mitunter eingeschränkte Hersteller-Support sowie weniger aufwändige Packungsinhalte (z.B. keine Anleitung enthalten). Updates und Aktualisierungen können jedoch problemlos vorgenommen werden. In Deutschland ist der Verkauf von OEM-Software per Gerichtsurteil nicht an Hardwarekomponenten gebunden.  

Mit dem Kauf eines Betriebssystems erwirbt der Käufer in der Regel eine Einzelplatz-Lizenz. Für ein Upgrade auf eine neuere Version erhält der Lizenznehmer einen deutlichen Rabatt gegenüber einem Neukauf. Voraussetzung für die erfolgreiche Installation eines Upgrades ist das Vorhandensein eines Vorläufersystems auf dem Rechner.

Für Firmen gibt es besondere Lizenzen (Enterprise-Lösungen), die für eine festgelegte Anzahl von Nutzern gelten. Freie Betriebssysteme (Open Source) werden oft mit einem Lizenzmodell versehen, das die kostenlose Nutzung an einige Bedingungen knüpft.

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