Betriebssystem

Aus Tuxfutter

Das Betriebssystem eines Computers ist ein Programm (Kernel genannt), das grundlegende Aufgaben übernimmt:

• Verwaltung und Zuteilung des Speichers
• Programmverwaltung
• Verwaltung von Dateien
• Verwaltung von Geräten

Diese vier grundlegenden Aufgabe klingen zunächst sehr einfach, da jedoch heutige Betriebssysteme normaerweise mehrere Programme (nahezu) gleichzeitig ausführen können (sog. Multitasking), sind diese Aufgaben letzendlich nicht einfach für eine Maschine zu bewältigen.

Bei Systemen, die auch die gleichzeitige Anmeldung mehrerer Benutzer ermöglichen (multiuserfähig), wie z.B. Linux, kommen weitere Probleme auf das Betriebssystem zu.

Ein Beispiel für die Schwierigkeiten, die ein modernes Betriebssystem hat, sei an dieser Stelle aufgezeigt (das Beispiel wirddauch "5-Philosophen-Problem" genannt):

Man stelle sich einen runden Tisch vor, auf dem fünf Teller mit Spaghetti stehen. Neben jedem Teller liegt rechts eine Gabel. Der Tisch sieht also folgendermassen aus: Teller - Gabel - Teller - Gabel - Teller - Gabel - Teller - Gabel - Teller - Gabel.

Um die Spaghetti essen zu können, braucht jeder zwei Gabeln.

Nun gibt es fünf Philosophen, die nur zwei Dinge machen können: philosophieren oder essen.

Zunächst philosophieren alle fünf Philosophen; mit dem Essen gibt es keine Probleme.

Doch, was ist, wenn alle fünf Pilosophen gleichzeitig Hunger bekommen?

Sie setzen sich an den Tisch, nehmen die rechte Gabel auf und benötigen nun eine linke Gabel. Die ist jedoch vom linken Nachbarn bereits entfernt worden (da die linke Gabel ja die rechte Gabel des Nachbarn ist und die hat der Nachbar bereits weggenommen). Die Philosophen stellen also fest, dass die benötigte Gabel fehlt und können ihre rechte Gabel wieder hinlegen. In diesem Moment stellen die hungrigen Philosophen jedoch fest, dass eine linke Gabel verfügbar ist und nehmen die rechte Gabel wieder auf. Das Spiel, dass die linke Gabel fehlt, beginnt von vorn.

Fazit: Die Philosophen würden bei einer solchen Vorgehensweise am gedeckten Tisch verhungern

Die Lösung:
Der Tisch mit den Tellern und Gabeln wird als kritischer Bereich definiert. Es darf nur jeweils ein Philosoph den (neuen) Raum mit dem Tisch bereten. Ein Türwächter sorgt dafür, dass auch nur ein Philosoph in dem Raum ist.

Natürlich kann diese Lösung noch weiter optimiert werden, aber das Grundprinzip bleibt letzendlich das gleiche.

Siehe auch die Übersicht einiger Betriebssysteme.