Betriebssystementwicklung

Ein Betriebssystem (BS) ist die Software, die Computerhardware verwaltet und den Betrieb von Anwendungsprogrammen koordiniert. Es fungiert als Vermittler zwischen Anwendern, Anwendungen und der Hardware und stellt grundlegende Dienste wie Speicherverwaltung, Gerätesteuerung und Dateisysteme bereit.

Zu den Kernaufgaben gehören Prozessverwaltung (Planung, Scheduling, Synchronisation), Speichermanagement (Zuweisung, Schutz, virtueller Adressraum), Dateisysteme (Speicherung, Zugriff, Integrität), Eingabe/Ausgabe (Treiber, Pufferung, Interrupt-Verarbeitung) sowie Sicherheitsfunktionen (Berechtigungen, Zugriffskontrolle, Isolierung). Zusätzlich bieten Betriebssysteme Benutzerschnittstellen, sei es Befehlszeile oder grafische Oberflächen, und APIs für Anwendungsprogramme.

Die Architektur variiert: Monolithische Kerne integrieren viele Funktionen im Kernel; Mikrokernel-Ansätze verlagern Dienste in Benutzerspace; hybride Modelle kombinieren Ansätze. Wichtige Konzepte sind Kernel-Modus und Benutzer-Modus, Systemaufrufe, Interrupt-Verarbeitung, Treiber-Architektur und Virtualisierung. Betriebssysteme unterstützen unterschiedliche Hardware-Plattformen (Personal Computer, Server, Mobilgeräte) und Eigenschaften wie Mehrbenutzerbetrieb, Multitasking und Multithreading.

Historisch entstand das Konzept in der Mitte des 20. Jahrhunderts mit Batch- und Multiprogramming-Systemen; Unix, Windows und Linux prägten die moderne OS-Landschaft. Mobile Betriebssysteme wie Android und iOS optimieren Energieverbrauch, Sicherheit und Reaktionsfähigkeit. Heutzutage sind Betriebssysteme in vielen Rechnerumgebungen zentrale Infrastruktur, die komplexe Ressourcenverwaltung, Sicherheit und Nutzerschnittstellen bereitstellen.