Betriebssysteme Betriebssysteme und MS Windows IT – Zertifikat Allgemeine Informationstechnologien I

Gliederung: ● Entwicklungsgeschichte von Betriebssystemen ● Was ist ein Betriebssystem? - Funktionen - Aufgaben - Ziele eines Betriebssystems - Soft- u. Hardwareschichten eines Rechensystems ● BIOS – Basic Input/Output System - Aufgaben des BIOS - Ablauf des BIOS - Sicherheit

Entwicklungsgeschichte von Betriebssystemen Die ersten Rechner besaßen keine Betriebssysteme → lag einerseits an deren Bauweise = mechanische Rechenmaschinen wie Abacus, Rechenschieber usw. Oder → an ihrem stark eingeschränkten Einsatzgebiet = Mark I, ENIAC, Colossus

Mark I Computer – von IBM zw. 1943/44 gebaut

„Sharp Compet 32 Tischrechner“ - einer der ersten elektronischen Tischrechner mit "Digitalanzeige"

→ Das erste Betriebssystem, das modellreihenübergreifend eingesetzt wurde → Das erste Betriebssystem, das modellreihenübergreifend eingesetzt wurde → Modellreihe System/360 von IBM - Betriebssystem OS/360 im Jahre 1964 von IBM eingeführt

: erste Trennung von Steuerprogrammen und "Anwendungsprogrammen", die mittels Lochstreifen eingelesen und abgearbeitet wurden ab 1970: erste Funktionalitäten moderner Betriebssysteme: Dateisystem, Speicherverwaltung, Vergrößerung des Speichers durch die Nutzung virtuellen Speichers ab 1980: erste „moderne“ Betriebssysteme: Multitasking, Nebenläufigkeit, verbesserte Benutzeroberflächen sowie Serviceprogramme

1. Generation ( ) – Röhren und Steckkarten → Manuelle Bedienung durch Lochstreifen, keine Betriebssysteme 2. Generation ( ) – Transistoren u.Stapelverarbeitung → Stapelverarbeitungsmodelle zur automatischen Abarbeitung von Tasks 3. Generation ( ) – Integrierte Schaltungen → Erste Funktionalitäten moderner Betriebssysteme (Mulitprogramming) 4. Generation ( ) – Personal Computer → PC Betriebssysteme ( MS-DOS, Windows, OS/2, MacOS, UNIX; Linux)

In den 1980er Jahren wurden Heimcomputer populär → Diese konnten neben nützlichen Aufgaben auch Spiele ausführen → C64C-System mit VC1541-II-Diskettenlaufwerk u. 1084S RGB-Monitor (1986)

Was ist ein Betriebssystem? ● Ein Betriebssystem ist die Software, die den Betrieb eines Computers ermöglicht → Betriebssysteme ermöglichen einen geordneten Ablauf der gestarteten Programme und nutzen dabei die vorhandenen Systemsoftware- und Gerätebetriebsmittel so, dass ein möglichst sparsamer und effizienter Programmdurchsatz erreicht wird

Funktionen Das Betriebssystem bildet die Schnittstelle zw. den Hardwarekomponenten und der Anwendungssoftware des Benutzers

→ Ein Betriebssystem ist ein Verwalter von Ressourcen und Koordinator von Abläufen auf einem Rechensystem „An operating system is similar to a government.... Like a government, the operating system performs no useful function by itself.“

Aufgaben Benutzerkommunikation Laden, Ausführen, Unterbrechen und Beenden von Programmen Verwaltung und Zuteilung der Prozessorzeit Verwaltung des internen Speicherplatzes für Anwendungen Verwaltung und Betrieb der angeschlossenen Geräte

Ziele eines Betriebssystems: ● Anpassung der Benutzerwelt an die Maschinenwelt ● Organisation und Koordination des Betriebsablaufs ● Steuerung und Protokollierung des Betriebsablaufs

Soft- u. Hardwareschichten eines Rechensystems

BIOS - Basic Input / Output System ● ist in einem nichtflüchtigen Speicher auf der Hauptplatine eines PC's abgelegt und wird unmittelbar nach dessen Einschalten ausgeführt ● Aufgabe des BIOS ist es unter anderem, den PC zunächst funktionsfähig zu machen u. im Anschluss das Starten eines Betriebssystems einzuleiten

Aufgabe des BIOS Ein BIOS löst 2 Probleme, die beim Kaltstart eines PCs auftreten: 2. Das BIOS wirkt nach neuerer Sprechweise als „Hardware Abstraction Layer“ (HAL) 1. Löst durch das s.g. „Bootstrapping“ ein klassisches „Henne-Ei-Problem“ → um Software, wie das Betriebssystem, das idR auf einem Datenträger, z.B. auf der Festplatte gespeichert ist, einlesen zu können, muss die CPU auf diesen Datenträger zugreifen können, dazu benötigt diese aber ein Betriebssystem

Eine Hardwareabstraktionsschicht (HAL) ist eine Schicht eines Betriebssystems, die den Betriebssystemkern und alle übrige Software von der Hardware isoliert →nur die „HAL“ kann auf Hardware zugreifen, alle andere Software kann u. muss es nur unter Vermittlung der Hardwareabstraktionsschicht

Funktionen: Im Wesentlichen führt das BIOS, bevor das Betriebssystem gestartet wird, die folgenden Funktionen aus: ● Power On Self-Test (POST) ● Initialisierung der Hardware → Wichtiger Bestandteil der Hardware - Initialisierung eines Plug-and-Play-BIOS ist, die Konfiguration u. Überprüfung von eingebauten Steckkarten

● Power-On Self-Test (POST) ● Enthält grundlegendste Ein-/ Ausgabesoftware zum Erkennen von Geräten ● Aufforderung zur Eingabe eines BIOS-Passworts (falls konfiguriert) ● Aufforderung zur Eingabe eines Festplatten-Passworts (falls konfiguriert) ● Darstellung eines Startbildschirms ● Möglichkeit ein BIOS-Konfigurationsmenü („BIOS-Setup“) aufzurufen ● Festlegen der Bootreihenfolge Weitere Funktionen

Ablauf des BIOS → Die folgenden Schritte sind Teil jedes POST's: 1. Überprüfung der Funktionsfähigkeit der CPU (bei Multiprozessor-Systemen der ersten CPU) 2. Überprüfung der CPU-nahen Bausteine 3. Überprüfung des CMOS-RAM (Prüfsummen- Bildung) 4. Überprüfung des CPU-nahen Cache-Speichers 5. Überprüfung der ersten 64 Kilobyte des Arbeitsspeichers 6.Überprüfung des Grafik-Speichers und der Grafik- Ausgabe-Hardware/Software Der POST wird vom BIOS durchgeführt

BIOS User Interface

Sicherheit → Das BIOS ist die zweite Sicherheitsstufe, die unberechtigten Zugriff auf einen Computer verhindern kann

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!!!