Funktionen und Hauptaufgaben Die Entwicklung BIOS BETRIEBSSYSTEME Funktionen und Hauptaufgaben Die Entwicklung BIOS
1. Funktionen und Hauptaufgaben
Netzwerkschnittstellen Rechensysteme Systemprogramme Arbeitsspeicher Platten Tastatur Bildschirm Drucker Prozessoren Netzwerkschnittstellen
Anwendungs-programme Betriebssystem Textverarbeitung E-Mail-Cliet Web-Browser Anwendungs-programme Kommandointerpreter Compiler Editor Sytemprogramme Betriebssystem Hardware
Schnittstelle zwischen Benutzer/Computer Funktionen Betriebssystem Schnittstelle zwischen Benutzer/Computer Ressourcenmanager
Abstraktion Prozessverwaltung Speicherverwaltung Geräteverwaltung Hauptaufgaben Abstraktion Prozessverwaltung Speicherverwaltung Geräteverwaltung
Hauptaufgaben – Abstraktion Verbergen der Komplexität Intuitive Bedienung Symbole
Hauptaufgaben – Abstraktion
Hauptaufgaben - Prozessverwaltung Programm in Ausführung Scheduling Unterschiedliche Zustände
Hauptaufgaben - Prozessverwaltung Der aktive Prozess wird ausgeführt. Das BS wählt aus welcher Prozess als Nächster Rechenzeit bekommt. Das ist immer der bereite Prozess. Er bekommt dann den aktiven Zustand, wenn der aktive Prozess blockiert wurde. Der blockierte Prozess wird blockiert, weil er z.B. auf eine Eingabe wartet Kommt die Eingabe, bekommt er den Zustand bereit. Der bereite Prozess wird dann wieder aktiv. Aktiv 2 1 Bereit Blockiert 3
Hauptaufgaben - Prozessverwaltung Programm in Ausführung Scheduling Unterschiedliche Zustände Quasiparallelität
Hauptaufgaben - Speicherverwaltung Hauptspeicher Paging Seiten und Rahmen
Hauptaufgaben - Speicherverwaltung
Hauptaufgaben - Geräteverwaltung Blockorientierte Geräte Zeichenorientierte Geräte Controller Gerätetreiber
2. Entwicklung
Die Geschichte der Betriebssysteme 4 Generationen der Betriebssysteme I 1945-1955 II 1955-1965 III 1965-1980 IV 1980-bis heute
Erste Digitalrechner Engl. Mathematiker Charles Babbbage (1792-1871) „Analytische Maschine“ Wichtiger Beitrag: erkannte die Notwendigkeit einer Software Die Programmiersprache von Ada Lovelas
Die erste Generation (1945-1955) Mitte der 40-er Jahre : Verwendung von Elektronenröhren bei der Konstruktion von Rechenmaschinen Erste Entwickler: Howard Aiken (Harvard), John von Neumann(Princeton), J.Presper Eckert und William Mauchley (Pennsylvania), sowie Konrad Zuse aus Deutschland.
Probleme der ersten Generation Nutzen der mechanischen Relais verursachte die Langsamkeit Enorme Größe Entwurf, Bau, Programmierung, Betrieb und Wartung wurde von einzelne Gruppe von Leuten durchgeführt Maschinensprache Aufgaben: nur numerische Berechnungen
Die zweite Generation (1955-1965) Mitte der 50-er Jahre eine radikale Veränderung mit der Einführung von Transistoren Zuverlässigkeit von Rechnern erste Kunden, Verkauf klare Unterscheidung zwischen Entwicklern, Herstellern, Operateuren, Programmierern und Wartungspersonal Mainframe Probleme: hohe Kosten Lange Wartezeiten zwischen Aufgabenausführung Neue Lösung Stapelverarbeitungssystem
Stapelverarbeitungssystem Ablagekorb für viele Jobs (Programmen) Aufschreiben und einlesen der Jobs auf einem Magnetband Lochkartenstapel Die ersten Rechner von IBM: 1401 Lochkartenstapel einlesen, Bänder kopieren, Ausgaben ausdrucken, aber nicht für numerische Berrechnungen geeignet 7094 (teurer) für numerische Berechnungen
Probleme der zweten Generation Größe meist für wissenschaftlichen oder technischen Berechnungen eingesetzt Typische Systeme : FMS (das Fortran Monitor system) oder IBSYS, von IBM für die 7094
Die dritte Generation (1965-1980) frühe 60-er Jahre: 2 Produktlinien, auf die die Computerhersteller sich orientierten. Nachteil: 7094 und 1401 unkompatibel 7094:wortorientierte Rechner für numerische Berechnungen in der Wissenschaft und Techniik 1401 kommerzielle, zeichenorientierten Rechner (Sortieren, Ausdrucken von Bändern in Banken und Versicherungen).
System 360 eine Serie von Software-kompatiblen Rechnern erste bedeutendste Computerreihe, die kleine integrierte Schaltungen verwendete Vorteil: Niedrige Kosten Nachteil: 3x mal größer als FMS, entwickelt von tausenden Programmierernviele Fehler
Schlüsseltechniken Multiprogramming: gleichzeitige Bereithalten mehrere Jobs im Arbeitsspeicher Spooling: direktes Laden den neuen Jobs nach dem Ausführen von vorangehendenm Job Timesharing: Online-Zugang zum System über ein Terminal, z.B. CTSS (Compatible Time Sharing System)
MULTICS (MULTiplexed Information and Computing System) Gründer: MIT, Bell Labs und General Electric (ein wichtiger Computerhersteller) „Rechnerwerkzeug“ für mehrere hundert Benutzer durchschlagenden Einfluß auf nachfolgende Systeme.
wichtige Entwicklung der dritten Generation 1961 phänomenale Aufkommen der Minicomputer im 1961 DEC PDP-1.Es kostete 120 000$ (5% weniger als 7094). Minicomputer von Bell Labs PDP-7 , als Grundlage für das Entstehen von UNIX, welche später im akademischen, im kommmerziellen und im behördlichen Bereich große Bedeutung erlangte.
Die vierte Generation (1980 bis heute) 1974: Kildall ein plattenbasiertes BS :Control Program for Microcomputers (CP/M) Gründung von Digital Research mit Gary Kildall CP/M - 5 Jahre führende Marke auf dem Markt 80-er Jahre: Entwurf IBM PC MS-DOS (Micro-Soft Disk Operating System) Erster Benutzerfreundlicher BS von Steve Jobs: Apple Macintosh Doug Engelbart am Stanford Research Institute: GUI (Grafical User Interface), kompett mit Fenstern, Icons, Menüs und der Maus.
Die vierte Generation (1980 bis heute 1995 eigenständige Version von Windows 95 1998 - Windows 98 Windows NT (New Technologie) kompatibel zu Windows 95. NT 4.0 Durchbruch im Hinblick auf Unternehmensnetzwerke. Zu Beginn 1999 Windows NT 5 Windows 2000
Literatur Glatz, Eduard: Betriebsysteme. Grundlagen, Konzepte, Systemprogrammierung. Heidelberg 2006. Stallings, William: Betriebssysteme. Prinzipien und Umsetzung. (4., überarbeitete Auflage) Pearson Studium 2003. Tanenbaum, Andrew S.:Moderne Betriebssysteme. (2., überarbeitete Auflage) Pearson Studium 2002.