Einführung DOS

Lektion 11 - Betriebssystem
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Einführung in das Betriebssystem
1. Geschichte
Mit dem Aufkommen der Bürocomputer (BC) Anfang der 80-iger Jahre begann eine
neue rasante Entwicklung in der Computererntwicklung auch in den ehemalig sozialistischen
Staaten. Die ersten PC (personal computer) jedoch wurden schon 1976 hergestellt. Ab 1985
kann man sagen, wurde der Begriff des BC’s durch den PC vollständig verdrängt.
Die Großrechner wurden mit einem hohen technischen und personellen Aufwand
betrieben. Dies konnten sich nur große Konzerne /Kombinate/, bedeutende
Forschungsinstitute bzw. staatliche Einrichtungen (Armee, Geheimdienst) leisten. Damit war
die Nutzung der Rechentechnik auf einen kleinen Kreis von Spezialisten eingeschränkt. Dies
änderte sich schlagartig mit dem Einsatz der PCs.
Zuerst war diese kleine, schnelle und leistungsstarke Rechentechnik nur für eine
Gruppe von Angestellten in den großen Betrieben erreichbar. Diese Technik war noch relativ
teuer, aber auch ihre Leistungsparameter waren keineswegs mit den heutigen (1999)
vergleichbar. Heute erscheinen Hauptspeicherangaben von 64 Kilobyte (oder noch weniger)
geradezu unglaublich. Aber die damaligen Großrechner hatten die Megabyte Grenzen noch
gar nicht so lange her überschritten. Dafür benötigten sie kein betriebseigenes
Wartungspersonal mehr. Auch ihre Aufstellung war nicht mehr an klimatisierte Räume
gebunden.
Es kamen immer mehr BC / PC auf den Markt. standen neben einer Vielzahl von
Geräteanwendern auch fast ebenso viele Anwender auf dem Betriebssystemmarkt bereit. Es
gab Systeme wie SPS, CPM, die durch ein überragendes Betriebssystem für diese
Rechnerkategorie vollständig verdrängt wurden. Dieses Betriebssystem ist eng an den Namen
eines Mannes und seiner Firma gebunden. Bill Gates gründete die Firma Microsoft und
brachte das Betriebssystem DOS heraus. Weitere Impulse kamen von Apple, Macintosh und
natürlich solchen Riesen wie IBM, DEC, SUN, HP und vielen anderen. Eine wichtige Rolle
spielen und spielen die Entwickler der Chips, wie INTEL und Motorola, um nur einige zu
nennen.
Mit dem PC verwischten sich zum einen die Strukturen der Technik selbst. Denn die
gesamte Technik (außer Tastatur, Bildschirm, Drucker) war in einem Gehäuse untergebracht.
Die Lochkarten, Lochstreifentechnik wurde nicht benötigt. Dafür gab es jetzt Floppy und
Maus.
Auch die Organisation, die Struktur der Bediensoftware änderte sich. Die
herkömmliche
Struktur
zwischen
Betriebssystem,
Dienstprogrammen
(utility),
Anwendungsprogrammen verwischte sich. Trotzdem wollen wir versuchen einen Überblick in
dieses Wirrwarr zu bringen. Hinzu kommt die rasante Entwicklung auf dem Gebiet der
Computerkommunikation
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2. Aufgaben des Betriebssystems
Bei der Kurzbehandlung, wie die Rechentechnik aufgebaut ist (vergleiche Lektion 06:
l06-Bestandt.doc) wurde seitens der Datentechnik die Aufgabe des Betriebssystems
angesprochen. Dies ist aber nicht die gesamte Aufgabe, die wir von einem Betriebsystem
erwarten.
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Die Aufgaben des Betriebssystems wollen wir wie folgt festlegen:
Es organisiert das Zusammenspiel der einzelnen Bestandteile (hardwareseitig) des
Rechners.
Es verwaltet die Dateien auf den Datenträgern. (dazu zählen wir nicht die logische
Datenhaltung), d.h. es schreibt und liest diese Daten physisch (Zylinder, Spur, Block).
Diese Aufgabe ist im single user system nicht notwendig. In Systemen mit multi user
Verarbeitung ist es aber notwendig. Es verwaltet die Nutzer des Systems. Dazu gehört die
Anmeldung (login), die Zugriffberechtigung (access) auf bestimmte Daten usw.
Es startet (IPL, init) und stoppt (shutdown, halt) den Rechnerlauf. Dies erfolgt beim Einund Ausschalten, nach Havarie (z.B. Stromausfall), bzw. auf Anforderung durch den
Bediener. An unserem Heimcomputer sind natürlich wir dieser Bediener.
Natürlich wollen wir zu den obigen Aufgaben kurze Erläuterungen geben.
Früher musste bei jeder Veränderung an der Hardware der Rechner angehalten
werden. Danach wurden die Bauelemente (oder gar externe Geräte (Festplatte))
angeschlossen. Anschließend waren Programme aufzurufen, damit das Betriebssystem mit
den Eigenschaften des neuen Elements „vertraut“ wurde.
Heutzutage hören wir viel von „plug and play“. Was steht hinter diesem Wortspiel
„schließ es an und spiel“? In erster Linie ist darunter zu verstehen, dass wir unser neues Gerät
(z. B. CD-Player, Drucker, ….) nur auf vorgefertigten „Steckplätze“ unserer Grundplatte
anzuschließen haben, danach ist eventuell nur noch ein Aufspielen des mitgelieferten
„Treibers“ (driver) durchzuführen und schon können wir unser neue Technik nutzen.
Bei der Datenverwaltung übernimmt das Betriebssystem (siehe auch FAT, l09-FAT1DOS.doc) die echte physische Speicherung auf bzw. das Lesen der Daten von den
Datenträgern über den I/O-Prozessor. Hilfsprogramme (Norton Commander, Windows
Commander, FAR, …) bzw. das Betriebssystem (Windowsmanager) selbst unterstützen uns
bei der logischen Verarbeitung (Verzeichnisse (Ordner), Dateien), um uns die Arbeit auf der
Nutzerseite zu erleichtern.
Vor unserem PC sind wir (es gibt auch Ausnahmen: LINUX, Windows NT) oft nicht
nur Nutzer, sondern gleichzeitig Operator (Bediener: Floppy einlegen) und
Systemadministrator (z. B. Starten des Systems, Festlegen der Druckumgebung, usw.). Da wir
als Einzelnutzer (single user) den PC bedienen, sind wir für die Aus- und eventuelle
Überlastung des Rechners selbst verantwortlich.
Ein Mehrbenutzersystem (multi user) bedeutet, dass wir nicht alleine auf dem
Rechner arbeiten, sondern alle Ressourcen (Prozessor, Hauptspeicher, periphere Geräte, wie
die Festplatte, den Drucker) gleichzeitig mit anderen teilen. Solche Betriebssysteme sind vor
allem UNIX (hervorzuheben sei hier LINUX – als freie, von Herstellern unabhängige
Software, daneben alle UNIX-BS der mächtigen Computerfirmen) aber auch Windows NT
und andere Betriebssysteme (OS, AS400, VMS, …. von Firmen wie IBM, COMPAQ, …).
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Bei den Mehrbenutzersystemen gibt es einen Systemadministrator, der das
Verfügungsrecht über die Bearbeitung des Betriebssystem besitzt. Alle anderen nutzen das
System gleichberechtigt, wobei sie sich vorher beim System anmelden müssen (Nutzername,
Kennwort). Auf die Bereiche eines Nutzers haben alle anderen keinen Zugang, wenn dies der
Nutzer nicht so vereinbart. Zum Beispiel sollte die Mail nur vom Nutzer selbst gelesen
werden können. Eine Webseite kann meist von allen anderen gelesen werden.
Ein Rechner stellt für uns seine Ressourcen bereit. Einen PC (single user) schalten wir
nach der Benutzung ab. Um eventuell laufende Prozesse nicht bei ihrer Arbeit derart zu
unterbrechen, dass ein fehlerhafter Zustand einer Datei gespeichert wird, sollten wir dies über
das Abschalten (shutdown - leállítás) tun, und nicht einfach über den Ein- und Ausschalter im
Gehäuse unseres PCs. Beispiel: Wir beenden unsere Editionsaufgaben, aber der
Tabellenbearbeiter ist noch aktiv. Wenn wir über Abschalten unser System herunterfahren
wollen, dann erhalten wir vom System eine Nachricht, dass da noch ein Prozess aktiv ist.
Gleichzeitig stellt es uns vor die Entscheidung, wie wir weitermachen wollen.
Beim Starten (Einschalten) des Betriebssystems warten wir nur darauf, dass wir es
„endlich“ nutzen können. Alle wichtigen Einstellungen nimmt das Betriebssystem
„automatisch“ vor. Dies hängt natürlich vom Betriebssystem selbst, aber auch von der
definierten Umgebung (Konfiguration) ab.
3. DOS – disk operating system
Dieses Betriebssystem wurde für den Einsatz von IBM-kompatiblen PC konzipiert. Es
ist ein single user Betriebssystem.
Mit dem Einschalten des Rechners (220 V Stromversorgungsnetz) wird der Strom auf
die für den Betrieb der Zentraleinheit und seiner angeschlossenen Peripherie transformiert.
Mittels dieses Stromes wird zunächst das BIOS (Basic Input Output System) aktiviert.
Bereits besprochen wurde, was alles dazu gerechnet wird. Wichtig ist an dieser Stelle
der Fakt, dass der Rechner mittels einer dort gespeicherten Reihenfolge die bestimmt, von
welcher Geräteeinheit er das Betriebssystem lädt. Diesen Vorgang nennt man boot.
Das Betriebssystem wird im Laufwerk C: unter dem Verzeichnis \DOS abgespeichert.
Wer Interesse hat, kann in alten Betriebsanleitungen lesen, wie die Einstellung vorzunehmen
waren. Denn DOS wurde vom durch eine Anwendungsoberfläche, Windows (Fenster),
verbessert. Zuerst existierte Windows nur in Verbindung mit DOS und konnte nur von dort
gestartet werden. Heute ist auch die Oberfläche des Betriebssystems in dieser Fenstertechnik
erreichbar.
Das FAT-filesystem von DOS wurde bei Microsystem verbessert, bzw. durch ein neues
Filesystem (z. B. NTFS) ersetzt.
Die Grenzen von DOS lagen vor allem in der Namensbedingung für die Dateinamen.
So ist die Länge auf 8 alphanumerische Zeichen (character) begrenzt. DOS selbst greift auf
einen Hauptspeicher von 640 Kilobyte zurück. Größere Memorychips konnten nur über
Zusatzkomponenten genutzt werden. Letztendlich ist der maximale Plattenbereich einer
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Partition, die DOS auf einmal ansteuern kann, begrenzt. So war eine weltweite Umstellung
von DOS auf Windows nur eine logische Entwicklung.
4. PC-Betriebssystem WINDOWS (Microsoft)
Entwicklung von DOS zu Windows
Mit der Besprechung über DOS, über die bessere Dateibehandlung mittels des
NORTON-Commanders in unserem Unterricht ist die Entwicklung der Rechentechnik,
sowie ihre Ausbreitung auf alle Gebiete des Lebens noch lange nicht abgeschlossen. Auch
wenn die nachkommende Entwicklung noch rasanter erscheint, ist es erst der Beginn einer
neuen Entwicklung. Die Grenzen von DOS erforderten eine neue Entwicklung.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, dass bei den Großrechner das Starten des
Betriebssystem mit einem sogenannten IPL (init program load). Um also die Startreihenfolge
für das Laden des Betriebssystems (BS) aufrufen zu können, muss ein ladbares Programm auf
der Festplatte vorhanden sein. Ansonsten muss über die externen Geräte das Laden des BS
erfolgen.
Das erste eigenständige System, wo DOS nur noch die Funktion des Betriebssystems
übernahm, war Windows 95. Genau genommen kann man noch nicht von einem eigenen
Betriebssystem sprechen, aber es waren die ersten Schritte in diese Richtung.
Windows 95
Warum sprechen wir nicht über die neuen Entwicklungen? Sicher werden wir in der
Stunde mal etwas anklingen lassen, vorerst aber nutzen wir dieses System an der Schule.
Was haben wir unter dem Fenster zu verstehen? Windows ist streng genommen eine
einheitliche Benutzeroberfläche (siehe auch: l12-win1auf.doc), nur war die Firma Mircrososft
so schnell, dass sie den Begriff des Fensters in seiner Bezeichnung zum Betriebssystem
verwendete. So wurde der Standard auch zum Begriff.
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Geschichte .......................................................................................................................... 1
Aufgaben des Betriebssystems ........................................................................................... 2
DOS – disk operating system ............................................................................................. 3
PC-Betriebssystem WINDOWS (Microsoft) ..................................................................... 4
Entwicklung von DOS zu Windows .................................................................................. 4
Windows 95........................................................................................................................ 4
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