2 - Aufbau von Betriebssystemen/ 3 - Start eines Betriebssystems Flashcards
3 Schichten- Modell
Anwendungsebene: Browser, Spiele, Office-SW, Mailsysteme, Sicherheits-SW, Datenbanken
Betriebssystem:
- Anwendungsschnittstelle (API)
- Betriebssystem-Dienste: Prozessmanagement, Dateimanagement, Netzwerkmanagement
- Ressourcenmanagement: Prozessor-Ressourcen, Speicher-Ressourcen, E/A Ressourcen, Kommunikations-Ressourcen
Hardware:
Prozessoren, Speicher, Kommunikation (WLAN, LAN,..), div E/A (Grafik, Firewire, USB,…)
Ablauf des Bootprozesses
- PC eingeschaltet
- Hardwareerkennung wird durchgeführt/POST (Power on Self Test)
- Fest enthaltenes Maschinenprogramm wird gestartet
- Ladeprogramm wird gestartet => lädt das Betriebssystem / weiteres Ladeprogramm (letztes dann den Treiber/Kern des BS)
- BS startet Programm zur Kommunikation zw. BS und Nutzer (Shell, Kommandointerpreter, GUI)
Was ist BIOS
Basic Input Output System
- Henne-Ei-Problem
- für “Kaltstart” zuständig, auf Flash-Speichern
- Schnittstelle zwischen Hardware und Sorfware
- beinhaltet grundlegende und elementare Hilfsprogramme zur Ansteuerung der Hardwarekomponenten
- besteht aus Programmen, die beim Einschalten des Rechners ausgeführt werden
- unmittelbar nach Starten des Computers wird es geladen
Was sind interne DOS-Befehle?
Beispiele
sofort geladen im Kernel
copy, del, erase, rd, dir,..
werden von MSDOS.SYS geladen
Was sind externe DOS Befehle?
Beispiele
keyb, edit, move, format,..
als .com oder .exe Dateien im DOS-Verzeichnis gespeichert
Eigenschaften Mainframe-Betriebssystem
- Schnelle I/O
- Große Speicherkapazitäten
- Herstellerabhängiges Betriebssystem
- Paralleles Prozessing
Eigenschaften Server-Betriebssystem
- Dienste stehen vielen Benutzern (Clients) zur Verfügung
- Performante Kommunikation
- Skalierbar
- Fileserver, Mailserver, Printserver
- Betriebssysteme: Linux, Windows, Unix
Eigenschaften Parallelrechner-Betriebssystem
- Gleichzeitige Rechenoperationen auf mehreren Prozessoren
- mehrere Tausend Prozessoren
- Parallele Algorithmen mit hohem Rechenbedarf
- Big Data, Wettervorhersagen
Eigenschaften Desktop-/Laptop- Betriebssystem
- Leichte Bedienbarkeit
- Grafische Oberfläche
- Interaktionen
- Ursprünglich nur Einzelplatzsysteme, später um Netzwerkfunktionen erweitert
- Linux, Windows
Eigenschaften Echtzeit-Betriebssysteme
Spezielle Betriebssysteme bei denen Zeit eine wichtige Rolle spielt
- Maschinen-, Fahrzeug-, Ampelsteuerung, Roboter
- VXWorks, QNX, OSE
Eigenschaften eingebettete Betriebssysteme
Spezielle Betriebssysteme für spezielle Anwendungen
- Smartphone, VoIP-Telefone, Fernseher, Kaffeemaschinen, Sensoren
- Android, Windows CE
verschiedene Verarbeitungsmodelle
Stapelverarbeitung
Dialogverarbeitung
Echtzeitverarbeitung
Stapelverarbeitung
(batch processing)
- Aufträge in Warteschlange=>werden ausgeführt, sobald sie am Kopf sind, Prozess verfügbar sind
- Ergebnisse: in Dateien protokolliert (oder ausgedruckt)
- keine Interaktion zwischen Programm und Benutzer während der Ausführung
Dialogverarbeitung
- schrittweise Auftragsabwicklung durch Kommunikation zwischen Benutzer und Rechner
- Programme werden quasi-parallel ausgeführt (multi-programming), mehrere Benutzer können diese gleichzeitig starten (multi-user)
- Benutzer können ihre Programme während der Ausführung interaktiv
beeinflussen - Ausführungszeiten werden Zeitscheiben zugeteilt => jedes Programm bekommt nur einen Teil der Hardware-Leistung
- Wartezeiten: werden für die Berechnung anderer Programme genutzt
Echtzeitverarbeitung
Betriebsart eines Computers, bei der im Gegensatz zum Stapelbetrieb
der Verarbeitungszeitpunkt von der Aufgabe selbst bestimmt wird.
Jeder Bearbeitungsfall wird unmittelbar nach seinem Eintreten in einer
in Abhängigkeit von der Aufgabe festgelegten (kurzen) Zeit bearbeitet.
Aufgaben eines Betriebssystems
- Benutzerführung
- Laden und Unterbrechung von Programmen
- Verwaltung der Prozessorzeit/internen Speicherplatzes für Anwendungen
- Verwaltung und Betrieb der angeschlossenen Geräte
- Anpassung der Benutzerwelt an die Maschinenwelt
- Organisation und Koordination des Betriebsablaufes
- Steuerung und Protokollierung des Betriebsablaufes
- Stellt Programme zur Verfügung, die nicht für jede Anwendungssoftware neu programmiert werden müssen
6 Bestandteile DOS
- IO.SYS
- MSDOS.SYS
- CONFIG.SYS
- COMMAND.COM
- AUTOEXEX.BAT
- Command Prompt
- Externe DOS-Befehle (kleine Programme)
Aufgaben BIOS beim Systemstart
- POST: Power on Self-Test (Selbsttest beim Hochfahren, ob Komponenten betriebsfähig sind)
- Prüfung der Laufwerke auf start fähige Medien (Reihenfolge festgelegt: meist als erstes Festplatte C:)
- lädt das Programm das im ersten Sektor gespeichert ist (MBR: Master Boot Record) in den Speicher
-MBR enthält vom Rechner lesbare Anweisungen zum Booten (Bootloader) und Partitationstabelle - Passwortaufforderung, falls konfiguriert, Startbildschirm darstellen
- Möglichkeit ein BIOS-Setup aufzurufen, über welches sich
fundamentale Hardware-Einstellungen einsehen, modifizieren
und speichern lassen - Aufrufen von BIOS-Erweiterungen einzelner Subsysteme, die
entweder auf Steckkarten untergebracht sind oder direkt auf
dem Mainboard integriert sind, z. B. eines Grafik- oder
Netzwerkchips - eigentliche Betriebssystem geladen
Funktionsbereich Betriebssystemen
Prozessverwaltung:
- laden, starten, verwalten und beenden von Prozessen, Kommunikation zwischen diesen
- Aufträge im Hintergrund
- parallele Prozesse
Speicherverwaltung
- Prozesse brauchen ausreichend Hauptspeicher, sich nicht gegenseitig stören, vllt Speicher teilen
Eingabe und Ausgabe, Dateiverwaltung (Ein und Ausgabegeräte, Zugriff Festplatte,…)
Netzwerkkommunikation (Zugriff Internet, andere Rechner oder Server, entfernte Ressourcen wie Dateien, Drucker)
Steuerung von Peripheriegeräten
Sicherheit
Betriebssystem- Schichtenmodell
kernel
Betriebssystemkern (kernel): unterstützt die Anwendungs und systemprozesse, ist die ganze Zeit aktiv
Kommandointerpreter
- versteht Befehle vom Menschen und führt diese aus
- Teil des Betriebssystems
- analysiert Eingaben und gibt entsprechende Aufrufe als Systemaufrufe
an das Betriebssystem weiter. Dieses wiederum wandelt die Aufrufe in
Maschinenbefehle der aktuellen Hardware um und gibt diese Befehle an
die entsprechenden Prozessoren weiter - Mehrere Einzelbefehle = zusammenfassen als Batch-Dateien oder
Skripten
Versionen BS
Mainframe Server Parallelrechner Desktop/Laptop Echtzeit Eingebettete Systeme Für Chipsatz es
