Computerzustand

Computerzustand bezeichnet in der Informatik den Zustand eines Computers zu einem bestimmten Zeitpunkt. Er umfasst alle Informationen, die notwendig sind, um das zukünftige Verhalten des Systems bei gegebenen Eingaben zu bestimmen. Dabei werden sowohl Hardware- als auch Softwareaspekte einbezogen; der Zustand kann flüchtig oder dauerhaft gespeichert sein.

Zu den hardwarebezogenen Bestandteilen gehören der Inhalt von CPU-Registern, Programmzähler, Stackpointer und Statusflags, der Zustand von Cache und Arbeitsspeicher sowie der Status von Ein- und Ausgabegeräten. Auch der laufende Energie- bzw. Betriebszustand des Systems kann Bestandteil des Zustands sein, insbesondere im Kontext von Suspend- oder Standby-Modi.

Softwareseitig umfasst der Computerzustand laufende Prozesse und Threads, deren Zustandsklassen (ausgeführt, blockiert, schlafen), geöffnete Dateien, belegte Ressourcen, Kernel- und Benutzersitzungen sowie Konfigurationsdaten. Der Zustand wird durch Betriebssystem, Anwendungsprogramme und deren Datenbestände bestimmt und beeinflusst.

Es gibt flüchtigen (volatil) und nichtflüchtigen (persistenten) Zustand. Flüchtiger Zustand geht bei Stromverlust verloren (z. B. RAM-Inhalte), während persistenter Zustand in Speichern wie Festplatten, SSDs oder persistenten Konfigurationsdateien erhalten bleibt. Systeme ermöglichen Zustandswiederherstellung durch Snapshot- oder Checkpoint-Verfahren, Hibernation oder Neustart aus gespeicherten Konfigurationen.

In der formalen Modellierung beschreibt der Zustand zusammen mit einer Übergangsfunktion die Funktionsweise endlicher Zustandsmaschinen. Zustandsmodelle helfen beim Design von Protokollen, Compilerbau, Hardwaresteuerungen und Prozessmanagement.

Anwendungen des Computerzustands reichen von Debugging, Fehlerbehebung und Backup-Strategien bis hin zu Virtualisierung, Containerisierung und System-Diagnose, wo das Verständnis des aktuellen Zustands entscheidend für Zuverlässigkeit und Wiederherstellbarkeit ist.