Information Technology Reference
In-Depth Information
nicht formal deiniert, bis er 1995 zur Grundlage eines ISO-
Standards wurde (ISO/IEC 13211-1), der auch
ISO-PROLOG
genannt wird.
Verarbeitung deutlich schneller als Geschwindigkeit der Ein-
und Ausgabegeräte. So dauerte z. B. das Lesen eines Loch-
kartenstapels (Karton mit 2000 Karten) ca. 5-10 Minuten.
Diese Rechner besaßen noch kein Betriebssystem, sondern
nur einige kleine Routinen, die permanent im Speicher ge-
halten wurden und einige wenige Steuerbefehle enthielten.
Mit dem Erscheinen von externen Massenspeichern wurde
die Verwaltung komplizierter. Man hatte nun die Möglichkeit,
die Wartezeiten für Ein/Ausgabe zu verringern. Man konnte
nun auch Programme und Daten auf externen Speichern hal-
ten. Eine schnellere Abarbeitung war möglich, da die Zeit für
das Lesen und Ausgeben der Kartenstapel entiel.
Es wurden Mechanismen wie das
Spooling
(Zwischen-
ausgabe von Druckerdaten auf Magnetband mit verzögertem,
parallel möglichem Drucken) und die Möglichkeit des Off-
linebetriebs bereits ausgiebig genutzt. Es wurden teilweise
kleinere Computer verwendet, um die Programme und Daten
in den Stapeln auf Band zu schreiben, die dann ohne Ver-
zögerung nacheinander auf großen Maschinen im SPOOL-
Betrieb ablaufen konnten (SPOOL war die Abkürzung für
„Serial Peripheral Operations Online“, d. h. serielle Online-
Ein-/Ausgabe-Operationen). Die Ergebnisse konnten wieder
auf Band geschrieben werden und später durch die kleineren
Maschinen ausgedruckt werden. Jedoch war ein Programm
nötig, welches sich der Aufgaben E/A-Verwaltung, Speicher-
verwaltung und vor allem CPU-Scheduling etc. annahm. Ab
diesem Zeitpunkt konnte man von ersten Betriebssystemen
reden. Ein Beispiel hierfür war das
FMS
(
Fortran Monitor
System
), das auf dem Großrechner IBM 7094 lief. Kleinere
und billigere IBM 1401 Maschinen dienten als Vorrechner
und bereiteten die Bänder vor. FMS könnte daher als eines
der ersten Betriebssysteme angesehen werden.
Da die Rechner immer teurer und schneller wurden, erfand
man in den 1960er-Jahren
Timesharing-Systeme
. Die Idee war,
dass die Rechner im Dialogbetrieb von mehreren Benutzern
genutzt werden sollten. Der Prozessor wurde dabei periodisch
in kleinen Zeitintervallen mehreren Benutzern zugeteilt (Mehr-
programmbetrieb). Die Programme „teilten“ sich also den
Prozessor. Im Prinzip sah dies so aus, als ob jedes Programm
seinen eigenen Prozessor bzw. jeder Benutzer die Maschine
für sich alleine hätte. Ein Beispiel für ein Timesharing-System
war das
CTSS
am MIT (CTSS hieß compatible time sharing
system, also
kompatibles Zeitverteilsystem
). Dieses System
hieß kompatibel, weil zusätzlich der FMS-Monitor als Benut-
zer laufen konnte. Neben dem Dialogbetrieb konnte daher das
JOB-SPOOLing zusätzlich nebenher, quasi im Hintergrund,
ablaufen. Die volle Ausnutzung der IBM 7094, für die dieses
System entwickelt worden war, war damit gewährleistet.
Vorläufer war die Multiprogrammierung mit dem Ziel
einer höheren CPU-Auslastung im Gegensatz zur sequenzi-
ellen Ausführung der Aufgaben bei Stapelverarbeitung. Bei
der Multiprogrammierung indet der Kontextwechsel der Pro-
gramme mit dem Zugriff auf periphere Geräte statt, da dabei
2.3
Betriebssysteme
2.3.1
Geschichtliche Entwicklung
Betriebssysteme dienen zur Steuerung der verschiedenen
Hardwarekomponenten eines Computers. In der DIN-Samm-
lung 44300 wird ein Betriebssystem deiniert mit
Die Pro-
gramme eines digitalen Rechensystems, die zusammen mit
den Eigenschaften dieser Rechenanlage die Basis der mög-
lichen Betriebsarten des digitalen Rechensystems bilden und
die insbesondere die Abwicklung von Programmen steuern
und überwachen.
Sie werden also benötigt, um Zugriffe von
Programmen auf Hardwarekomponenten zu unterstützen.
Andere Autoren, wie z. B.
Anthony Ralston
und
Edwin
D. Reilly,
zählen u. a. auch erweiterte Funktionalitäten zum
Betriebssystem:
Außer die Hardware zu verwalten […], bieten moderne Betriebs-
systeme zahlreiche Dienste an, etwa zur Verständigung der Pro-
zesse untereinander, Datei- und Verzeichnissysteme, Datenüber-
tragung über Netzwerke und eine Befehlssprache.
Allgemein kann man die Aufgaben eines Betriebssystems
wie folgt zusammenfassen:
• Benutzerkommunikation; Laden, Ausführen, Unterbre-
chen und Beenden von Programmen;
• Verwaltung und Zuteilung der Prozessorzeit;
• Verwaltung des internen Speicherplatzes für Anwendun-
gen;
• Verwaltung und Betrieb der angeschlossenen Geräte.
Die Entwicklung von Computerbetriebssystemen verlief
und verläuft parallel zur Entwicklung und Leistungsfähigkeit
verfügbarer Hardware: Beide Linien bedingten sich gegensei-
tig und ermöglichten bzw. erforderten Weiterentwicklungen
auf der „anderen“ Seite. Zeitlich gesehen verlief die Entwick-
lung zum Teil in kleinen, manchmal in größeren Sprüngen.
Die ersten Computer benötigten noch kein Betriebssystem.
Sie bezogen ihre Programme und Daten von Lochkarten oder
Lochstreifen.
Die Programme lagen (in Maschinensprache) in Form von
Lochkartenstapeln oder einem Lochstreifen vor und wurden
durch den Operator über den Leser in den internen Speicher
„eingelesen“. Nach der „Ende-Karte“ wurde das Anwen-
dungsprogramm gestartet, das seine Eingabedaten je nach
Aufgabenstellung ebenfalls über den Kartenleser oder Loch-
streifenleser lesen (deshalb der Begriff Stapelverarbeitung,
engl.
batch processing
,
queued systems
) und seine Ergebnisse
direkt über einen Drucker und/oder über den Stanzer aus-
geben musste. Bereits zu diesem Zeitpunkt war die interne
