Betriebssysteme: Ein Überblick

Ein Betriebssystem (englisch: Operating System; OS) kombiniert Software und Hardware. Der Benutzer kann dadurch mit dem Computer, Smartphone oder Tablet kommunizieren, dies wäre ohne eines Betriebssystem zwar auch möglich, aber dann müsste der Nutzer die Maschinensprache lückenlos beherrschen. Das war zu damaligen Zeiten normal, denn der Personal Computer kam erst durch die grafische Bedienoberfläche zustande.

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Überblick: Was ist ein Betriebssystem?

Ein Betriebssystem besteht lediglich aus Software, worauf dann auch Programme wiederum ausgeführt werden können. Die Verwaltung seiner Ressourcen übernimmt das intelligente Betriebssystem selbstständig. Zur Eingabe wird eine Tastatur oder Maus benötigt, wobei auf einem Tablet oder Smartphone durch Multitouch der Finger ausreicht. Über Bluetooth könnten theoretisch aber auch diese Eingabegeräte verbunden werden.

Heutzutage gibt es aber nicht mehr nur Apple macOS und Microsoft Windows, sondern eine Vielzahl an weiteren Betriebssystemen, welche es auch zur damaligen Zeit gab, jedoch aber nie weitere Aufmerksamkeit erhalten hatten. Folgende haben im Massenmarkt eine Relevanz:

  • Microsoft Windows
  • Apple macOS (vorher: OS X)
  • Linux (beziehungsweise GNU/Linux; Open-Source)
  • Apple iOS
  • Android (Open-Source, aber von Google entwickelt)

Welche Aufgaben erledigt ein OS?

Windows 10 Pro kaufen ist eine gute Idee, genauso wie es bei einem Mac der Fall wäre. Das hat nämlich einen Grund, denn diese Betriebssysteme eignen sich auch für Pro-Anwender im Bereich Grafik, Webdesign oder Programmierung. Die Aufgaben, welche ein OS erfüllt, unterscheiden sich aber im wesentlichen nicht:

  • Dateiverwaltung: Das OS schreibt und liest und führt Befehle des Nutzers aus.
  • Sicherheit: Das Betriebssystem schützt Benutzereingaben und versucht Angriffe abzuwehren.
  • Management (RAM): Koordiniert das OS so, dass jedes Programm freien Arbeitsspeicher erhält zur Ausführung. Der Speicher wird geleert, wenn der Nutzer das Programm schließt.
  • Management von Prozessor: Das OS entscheidet über die Reihenfolge, sodass Programme innerhalb ihrer Verarbeitungszeit weniger oder länger brauchen, dafür gibt es einen intelligenten Algorithmus.

Auch im Auto mittlerweile keine Seltenheit mehr

Im Auto werden neuerdings auch Betriebssysteme installiert, dies war noch vor wenigen Jahren anders. Ein Hauptgrund war der Wettbewerbsvorteil vom US-Autobauer Tesla, welcher mit seiner Software dem Fahrer einen großen Leistungsumfang angeboten hatte. Das OS führte keine einzelnen Programme aus, sondern konnte mehrere Funktionen auf einmal abbilden.

Die Echtzeitfähigkeit dieser Systeme ist mittlerweile auch Realität, denn die ersten Versionen hiervon waren träge und benötigten zur Verarbeitung Zeit. Das neue Tesla Model S (2021) ist hardwaretechnisch auf dem Stand einer PlayStation 5, sodass auch das Spielen von Videospielen kein Problem darstellt.

Der wesentliche Grund für Auto-Betriebssysteme ist aber nicht Entertainment, sondern das autonome Fahren oder auch die Fahrassistenz. Noch nie zuvor hatten Fahrzeuge einen so großen Leistungsumfang. Das Auto überwacht jede Millisekunde, ob sich eine Gefahr ergibt und berechnet zeitgleich, wie das Auto aus dieser Situation heraus manövriert wird.

Weitere Hochleistungsanforderungen an die großen Fahrzeugrechner entstehen abseits des automatisierten Fahren durch Konnektivität (wie zum Beispiel über Echtzeit-Routenplanung) sowie durch Anbindung von Schnittstellen. So kann gewährleistet werden, dass das Garagentor sich öffnet, wenn das Auto sich in der Nähe befindet.

Die Software muss aber genauso auch vor Angriffen geschützt werden, weshalb eine hohe Sicherheitsarchitektur notwendig ist, sodass ein Fremdzugriff ausgeschlossen ist. Für gewöhnlich wird dies über Sandboxen geschaffen, darauf basiert zum Beispiel auch Apple iOS.

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