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Version: 24f

1. Aufgaben eines Betriebssystems

Was ist ein Betriebssystem?​

Ein Betriebssystem (engl. operating system, kurz OS) ist eine Sammlung von Softwarekomponenten, die das Nutzen von Anwenderprogrammen erst möglich macht.

Aufgaben eines Betriebssystems​

Ein Betriebssystem

  • ermöglicht Benutzerinteraktion und übernimmt die Benutzerverwaltung,
  • verwaltet die Ressourcen (also die Hardware) und den Zugriff darauf,
    • Arbeits- und Festplattenspeicher
    • Prozessorzeit (welches Programm zu welchem Zeitpunkt wie lange ausgeführt wird)
    • angeschlossene Geräte
  • startet und unterbricht Anwendungsprogramme und
  • stellt Dienstprogramme zur Verfügung (z.B. zur Benutzer- oder Dateiverwaltung).

Dies ist auch nötig, denn damit mehrere Programme gleichzeitig verwendet werden können, muss jedes Programm immer wieder an die Reihe kommen und ein Stückchen weiterarbeiten dürfen. Das Betriebssystem sorgt dafür, dass dies fair geschieht.

Zusammenhang Benutzer, Software, Hardware
Zusammenhang Benutzer, Software, Hardware@

Aufstarten des Computers 2​

Wenn der Computer eingeschaltet wird, so müssen zuerst die Treiberprogramme und das Betriebssystem von der Harddisk oder der SSD in den Arbeitsspeicher geladen werden. Das heisst, die Programmcodes werden von der Harddisk in den Arbeitsspeicher kopiert. Erst dann können diese vom Prozessor ausgeführt werden und der Computer ist bereit, um weitere Applikationen zu starten. Dazu dient das BIOS (Basic Input Output System) oder UEFI (Universal Extendable Firmware Interface). Beides sind auch wieder Programme. Sie gehören aber nicht zum Betriebssystem, sondern sind selber ein eigenes, vom Hersteller des Computers auf die Hardware abgestimmtes Betriebssystem. Den Vorgang des Aufstartens wird im Fachjargon als booten bezeichnet.

Pull Yourself Up By Your Bootstraps
Pull Yourself Up By Your Bootstraps@

Der Begriff kommt von der englischen Redewendung «sich an den eigenen Stiefelriemen (bootstraps) über den Zaun ziehen» und meint einfach, dass man sich selbst auf (scheinbar) unmögliche Art aus einer Zwickmühle heraushilft. Die Zwickmühle beim Start des Computers besteht darin «wie bringe ich die Programme in den Arbeitsspeicher, wenn ich dazu ein Programm brauche, dass bereits im Arbeitsspeicher sein muss?» Beim Computer hilft man sich so, dass ein Teil des Arbeitsspeichers aus speziellen Speicherzellen besteht, welche Ihren Inhalt auch nach dem Ausschalten des Computers nicht verlieren. In diesem Teil des Arbeitsspeichers liegt dann das Programm, welches der Computer nach dem Einschalten als erstes ausführt. Dieses Programm lädt das BIOS / UEFI in den Arbeitsspeicher, welches seinerseits das Betriebssystem lädt und startet.

Betriebssysteme, Puzzle​

Puzzle​

Jede Expertin und jeder Experte ist nach der Expertenrunde bereit, das zugeteilte Thema selbständig in der Unterrichtsrunde einer Gruppe von vier bis fünf Mitschüler:innen während 10 Minuten zu vermitteln.

Auftrag​

  1. Lesen und Bearbeiten Sie die Texte und Inhalte gemäss den Angaben zu Ihrem Thema.
  2. Diskutieren Sie in der Gruppe, welches Lernziel später in der Unterrichtsrunde erreicht werden soll. Was sollen Ihre Kolleginnen/Kollegen wissen, können, verstehen?
  3. Erstellen Sie in der Expertenrunde eine kleine Präsentation (2 bis 3 Folien maximal), welche Sie dann in der Unterrichtsrunde benutzen, um Ihren Kolleginnen und Kollegen Ihr Thema zu vermitteln.
  4. Formulieren Sie eine Testfrage, um in der Unterrichtsrunde zu überprüfen, ob das Lernziel erreicht wurde.
  5. Bereiten Sie sich darauf vor, in der Unterrichtsrunde Ihren Kolleg:innen direkt auf dem Notebook das Verwaltungsprogramm, welches zu Ihrem Thema gehört, zu demonstrieren. Im Idealfall werden Ihre Kolleg:innen unter Ihrer Anleitung das Programm auf den eigenen Notebooks öffnen.

Aufgabe​

Erstellen Sie eine kurze Präsentation (zwei bis drei Folien) zum Thema Dateisystem.

Verwenden Sie dazu folgende Ressourcen:

Gehen Sie auf folgende Punkte ein:

  • Was versteht man unter einem Laufwerk?
  • Was versteht man unter einem Block in Zusammenhang mit Laufwerken?
  • Welche Unterschiede gibt es zwischen Harddisks und Solid-State-Disks?
  • Was ist schliesslich die Aufgabe des Dateisystems?

Machen Sie sich schlau über die folgenden Dienstprogramme (siehe auch Links unten):

  • Windows: Computerverwaltung, Datenträgerverwaltung
  • Mac: Festplattendienstprogramm

Wozu dienen diese Programme? Was sollte man über sie wissen?

Bereiten Sie sich vor, diese Programme mit Ihren Kolleginnen und Kollegen anzuschauen.

SSR
  1. Quelle: A. Scheidegger↩