Das Betriebssystem

Lernziele: Du kannst die Aufgaben eines Betriebssystems nennen, Programm und Prozess unterscheiden und erklären, warum Benutzerrechte und Updates für die Sicherheit wichtig sind.

Was ein Betriebssystem leistet

Das Betriebssystem (engl. Operating System, OS) ist die Systemsoftware, die die Hardware verwaltet und den Programmen zur Verfügung stellt. Ohne diese Vermittlung müsste jedes Programm selbst wissen, wie es Bildschirm, Festplatte oder Tastatur anspricht.

Seine Hauptaufgaben:

• Prozessverwaltung: Es teilt der CPU mit, welches Programm wann rechnen darf.
• Speicherverwaltung: Es verteilt den Arbeitsspeicher an die laufenden Programme und verhindert, dass sie sich gegenseitig stören.
• Dateiverwaltung: Es organisiert, wie Dateien auf Datenträgern abgelegt und wiedergefunden werden (Dateisystem).
• Geräteverwaltung: Es steuert Hardware über Treiber.
• Benutzer- und Rechteverwaltung: Es trennt Benutzerkonten voneinander und regelt, wer was darf.
• Benutzeroberfläche: Es ermöglicht die Bedienung, grafisch (Fenster, Symbole) oder per Texteingabe (Kommandozeile).

Kernel und Oberfläche

Der Kernel ist der zentrale Teil des Betriebssystems. Er arbeitet im Hintergrund und verwaltet Prozessor, Speicher und Geräte. Die grafische Oberfläche, die du siehst, setzt darauf auf. Beides zusammen bildet das, was man im Alltag „das Betriebssystem“ nennt.

Programm und Prozess

Ein Programm ist eine Datei mit Anweisungen, die auf dem Datenträger liegt. Ein Prozess ist ein Programm, das gerade ausgeführt wird. Es wurde in den Arbeitsspeicher geladen und bekommt Rechenzeit der CPU. Ein Programm kann mehrfach gleichzeitig laufen, z. B. mehrere Fenster derselben Textverarbeitung, und ist dann mehrere Prozesse.

Multitasking

Du hörst Musik, schreibst einen Text und lädst eine Datei herunter. Das Betriebssystem erreicht das, indem es sehr schnell zwischen den Prozessen wechselt, viele Male pro Sekunde. Bei einem Prozessorkern wirkt das nur gleichzeitig. Bei mehreren Kernen können Prozesse tatsächlich parallel laufen.

Wenn der Arbeitsspeicher voll ist

Reicht der RAM nicht aus, lagert das Betriebssystem selten genutzte Daten auf den Massenspeicher aus (virtueller Speicher). Das verhindert Abstürze, macht das System aber deutlich langsamer, weil der Massenspeicher viel langsamer ist als RAM.

Benutzerrechte

Es gibt Konten mit unterschiedlichen Rechten. Ein Administrator darf das System verändern, z. B. Programme installieren. Ein Standardbenutzer darf das nicht. Im Alltag arbeitet man am besten mit einem Standardkonto. Gerät dann Schadsoftware auf den Rechner, hat sie nur eingeschränkte Rechte und kann weniger Schaden anrichten. Das ist das Prinzip der minimalen Rechte.

Verbreitete Betriebssysteme

Betriebssystem	Typischer Einsatz
Windows	PCs und Laptops
macOS	Apple-Computer
Linux	Server, Router, Fortgeschrittene; Kern von Android
Android	Smartphones und Tablets
iOS	iPhone

Programme sind immer für ein bestimmtes Betriebssystem gebaut. Eine Windows-Software läuft daher nicht ohne Weiteres auf Android.

Updates und Support-Ende

Hersteller beheben Sicherheitslücken mit Updates. Wird ein Betriebssystem nicht mehr unterstützt, erscheinen keine Sicherheitsupdates mehr. Das System läuft zwar weiter, neu entdeckte Lücken bleiben aber offen. Solche Geräte sollte man nicht mehr für Online-Banking oder sensible Daten nutzen.

Merke: Das Betriebssystem verwaltet Prozessor, Speicher, Dateien und Geräte. Ein Prozess ist ein laufendes Programm. Standardkonten und Updates erhöhen die Sicherheit.