Was ist ein Be­triebs­sys­tem?

Viele Menschen haben tag­täg­lich mit elek­tro­ni­schen Geräten wie PC, Laptop, Smart­phone oder Tablet zu tun – und somit begegnen uns auch immer wieder Be­triebs­sys­te­me. Doch nur die wenigsten Nutzer wissen ei­gent­lich, was diese Software kann und warum sie auf all diesen Geräten in­stal­liert ist. Während man auf Laptops und Desk­top­com­pu­tern vor allem Windows, macOS oder Linux einsetzt, arbeiten die meisten mobilen Geräten mit iOS oder Android. Zwar un­ter­schei­den sich all diese Be­triebs­sys­te­me in vielen Aspekten, doch ihre Aufgaben und auch ihr Aufbau ähneln sich im Prinzip sehr stark.

Schaltet man den Laptop ein, sieht man zunächst, wie das System hochfährt. Abhängig vom gewählten Be­triebs­sys­tem startet Windows, Linux oder macOS. Erst wenn dieses für das Funk­tio­nie­ren des Geräts so wichtige System geladen hat, kann man sich an die ei­gent­li­che Arbeit machen und Programme starten, sich mit dem Internet verbinden oder Dateien öffnen. Für das Starten des Geräts ist das Be­triebs­sys­tem al­ler­dings nicht zuständig. Ihm ist das BIOS vor­ge­schal­tet, das für den ei­gent­li­chen Start­vor­gang zuständig ist.

Doch das BIOS hat nur ganz ru­di­men­tä­re Fä­hig­kei­ten, die haupt­säch­lich mit dem Boot-Vorgang zu tun haben. Bei diesem startet es eben auch das Be­triebs­sys­tem, das dann die komplette Ver­wal­tung des Computers übernimmt. Davon passiert ganz viel im Hin­ter­grund. Windows und Co. stehen aber auch als Schnitt­stel­len zwischen dem Nutzer und dem Computer zur Verfügung. Über die um­fang­rei­che Software lassen sich Ein­stel­lun­gen an den Geräten vornehmen, Programme in­stal­lie­ren und de­instal­lie­ren und lässt sich Software ausführen.

Heut­zu­ta­ge sind die meisten Be­triebs­sys­te­me grafisch auf­be­rei­tet und auf Be­nut­zer­freund­lich­keit aus­ge­rich­tet. Die wich­tigs­ten Funk­tio­nen sollen Anwendern mit nur wenigen Klicks der Maustaste zur Verfügung stehen; die Me­nü­füh­rung soll möglichst intuitiv sein. Das war aber nicht immer so. Ganz am Anfang, als die ersten Computer für wis­sen­schaft­li­che und mi­li­tä­ri­sche Zwecke ein­ge­setzt wurden, ver­zich­te­te man noch komplett auf ein Be­triebs­sys­tem. Damals wurde alles direkt mit der Maschine selbst erledigt – eine Ver­mitt­lungs­schicht gab es noch nicht. Doch spä­tes­tens als die ersten PCs aufkamen, also Computer, die nicht mehr die Größe eines Schranks einnahmen, gehörten auch Be­triebs­sys­te­me zur Stan­dard­aus­stat­tung.

Die ersten Be­triebs­sys­te­me hatten noch keine grafische Be­nut­zer­ober­flä­che. Statt­des­sen hat man mit einer Kom­man­do­zei­le, die man heute zum Beispiel noch in der Windows Power­Shell wie­der­fin­det, ge­ar­bei­tet. Für jede Aktion – egal ob das Öffnen einer Datei, die Na­vi­ga­ti­on durch die Ord­ner­struk­tur oder das Starten eines Programms – musste man den korrekten Befehl kennen und eingeben. Erst als Computer auch für den Heim­ge­brauch ein­ge­setzt werden konnten, haben sich mit der Zeit ein­fa­che­re Be­nut­zer­ober­flä­chen durch­ge­setzt. Fe­der­füh­rend hierbei waren die beiden Un­ter­neh­men Microsoft (mit Windows) und Apple (mit macOS).

Eine der wich­tigs­ten Aufgaben des Be­triebs­sys­tems läuft für Nutzer meist un­sicht­bar im Hin­ter­grund ab. Die Software verwaltet sämtliche Hardware, sowohl für die Ein- als auch die Ausgabe. Dafür verwendet das System Treiber, die von Hardware-Pro­du­zen­ten mit­ge­lie­fert werden. Über die Treiber ist es möglich, Befehle von Geräten zu empfangen und wei­ter­zu­ge­ben sowie selbst Befehle an die Hardware zu über­mit­teln. Auf diese Weise funk­tio­nie­ren, Tastatur, Maus, Bild­schirm, Fest­plat­te, Gra­fik­kar­te und alle anderen Kom­po­nen­ten, die einen Computer ausmachen.

Wenn man Software aus dem Internet run­ter­lädt, hat man auf der Down­load­sei­te meist die Wahl zwischen Versionen für ver­schie­de­ne Be­triebs­sys­te­me. Das zeigt, wie eng die Pro­gram­mie­rung der An­wen­dun­gen an die Vorgaben des Be­triebs­sys­tems gebunden ist. Die grund­le­gen­den Systeme der Computer verfügen über Schnitt­stel­len, welche die Kom­mu­ni­ka­ti­on mit den in­di­vi­du­el­len An­wen­dun­gen regeln. So ist es möglich, dass eine Anwendung Ar­beits­spei­cher zu­ge­wie­sen bekommt, Pro­zes­sor­res­sour­cen verwenden darf und die Eingabe durch Tastatur und Maus wei­ter­ver­ar­bei­ten kann.

Wenn man ein Dokument verfasst hat, kann man dieses entweder drucken (wofür die Anwendung die Anweisung an das Be­triebs­sys­tem wei­ter­gibt, welches dann wiederum an den Drucker übergibt), oder man speichert die Datei in einem Ordner ab. Das man in einer Ver­zeich­nis­struk­tur arbeiten kann, ist auch nur dank des Be­triebs­sys­tems möglich. Auf der Fest­plat­te selbst herrscht diese Ordnung nicht.

In be­stimm­ten Si­tua­tio­nen, zum Beispiel im Un­ter­neh­mens­kon­text, arbeiten ver­schie­de­ne Personen an einem Gerät. Aber nicht alle sollen die Mög­lich­keit haben, Sys­tem­ein­stel­lun­gen vor­zu­neh­men. Moderne Be­triebs­sys­te­me machen es deshalb möglich, ver­schie­de­ne Benutzer anzulegen und deren Rechte in­di­vi­du­ell an­zu­pas­sen. Jedes Konto lässt sich dann auch mit einem Passwort absichern.

Auch Menschen ohne besondere IT-Kennt­nis­se sollen pro­blem­los mit einem Computer umgehen können. Deshalb ist es für ein Be­triebs­sys­tem wichtig, Funk­tio­nen und Optionen möglichst einfach zu gestalten. Auch für Laien sollen die wich­tigs­ten Aspekte pro­blem­los nutzbar sein. Darüber hinaus bieten viele Be­triebs­sys­te­me – vor allem bei PCs – zu­sätz­li­che Mög­lich­kei­ten für pro­fes­sio­nel­le Nutzer.

Da das Be­triebs­sys­tem die Hardware or­ga­ni­siert, ist es auch für die Netz­werk­kar­te und damit für die Ver­bin­dung ins Internet und in andere Netzwerke ver­ant­wort­lich. Über ein Be­triebs­sys­tem lässt sich in der Regel der Computer als Netz­teil­neh­mer kon­fi­gu­rie­ren, zum Beispiel auch eine spe­zi­fi­sche IP-Adresse de­fi­nie­ren. In den Ein­stel­lun­gen kann man zudem die Spe­zi­fi­ka­tio­nen eines LANs und des Subnets eintragen, um sich so mit anderen PCs zu verbinden. Die Netz­werk­ein­stel­lun­gen er­mög­li­chen auch, den DNS-Server in­di­vi­du­ell zu bestimmen.

Zwar nicht tra­di­tio­nell eine Aufgabe des Be­triebs­sys­tems – und auch immer noch durch zu­sätz­li­che Software er­reich­bar: Si­cher­heit. Da Computer bei einer ständigen Ver­bin­dung ins Internet Gefahren aus­ge­setzt sind, haben Be­triebs­sys­te­me auch eigene Si­cher­heits­vor­keh­run­gen eingebaut. So sind bei­spiels­wei­se bei Windows von Haus aus bereits Firewall und Antiviren-Scanner im­ple­men­tiert.

Man kann Be­triebs­sys­tem unter ver­schie­de­nen Ge­sichts­punk­ten ka­te­go­ri­sie­ren. Ganz of­fen­sicht­lich un­ter­schei­det man bei­spiels­wei­se Be­triebs­sys­te­me für mobile Geräte von solchen für Desktop-PCs und Laptops. Man kann sich aber auch die zu­grun­de­lie­gen­de Software anschauen. Dabei un­ter­schei­det man dann meist unix­ba­sier­te Systeme (wie etwa macOS und Linux) von VMS-artigen Be­triebs­sys­te­men wie die neueren Windows-Versionen. Ältere Aus­füh­run­gen von Windows bauen hingegen auf DOS auf. Dann gibt es auch noch Be­triebs­sys­te­me, die speziell für Server gedacht sind. Die be­kann­tes­ten und am weitesten ver­brei­te­ten Be­triebs­sys­te­me dürften al­ler­dings Windows, macOS, die ver­schie­de­nen Linux-Dis­tri­bu­tio­nen, iOS und Android sein.

Das wahr­schein­lich be­kann­tes­te Be­triebs­sys­tem auf dem Markt – und mit über 30 Jahren auch eines der dienst­äl­tes­ten: Ver­mut­lich haben die meisten Menschen schon mal an einem PC mit Windows ge­ar­bei­tet. Das liegt vor allem auch daran, dass das Produkt von Microsoft auf vielen fertig zu­sam­men­ge­stell­ten Computern schon in­stal­liert ist. In re­gel­mä­ßi­gen Abständen erscheint eine neue Version des Be­triebs­sys­tems. In­zwi­schen ist man bei Windows 10 angelangt, wobei die Zählung immer wieder geändert wird, weshalb die aktuelle Version mit­nich­ten erst die zehnte Fassung ist.

Relativ zeit­gleich mit Microsoft hat auch das IT-Un­ter­neh­men Apple sein erstes Be­triebs­sys­tem her­aus­ge­bracht. Damals noch einfach unter dem Namen „System“ geführt, war das Be­triebs­sys­tem für die Macintosh-Reihe von Anfang an für die grafische Be­nut­zer­ober­flä­che bekannt. Hatte man die System-Software zwi­schen­zeit­lich unter dem Namen Mac OS X ver­trie­ben, heißt das Be­triebs­sys­tem nun macOS – und passt sich somit der Benennung von iOS an. Eine Be­son­der­heit von macOS ist, dass das Be­triebs­sys­tem fast aus­schließ­lich auf Hardware von Apple ein­ge­setzt wird.

Die bekannte Al­ter­na­ti­ve zu den beiden großen Produkten von Microsoft und Apple ist Linux. Selbst wenn man noch nicht damit ge­ar­bei­tet hat, haben viele Nutzer bereits von Linux gehört – und zu Unrecht als kom­pli­zier­tes Pendant zu Windows ab­ge­stem­pelt. Tat­säch­lich handelt es sich bei Linux selbst nur um den Kernel, welcher in ver­schie­de­ne Dis­tri­bu­tio­nen eingebaut ist. Zu den be­kann­tes­ten gehören Ubuntu, Debian, openSUSE, Fedora oder CentOS.

Das iPhone von Apple ist eines der er­folg­reichs­ten Smart­phones auf dem Markt und hat damit auch das mobile Be­triebs­sys­tem iOS weltweit ver­brei­tet. Das auf jedem Apple-Smart­phone bereits in­stal­lier­te Be­triebs­sys­tem verfolgt den gleichen Ansatz wie macOS: Benutzer sollen möglichst einfach durch die ver­schie­de­nen Menüs und Programme na­vi­gie­ren können. Was man in puncto Be­nut­zer­freund­lich­keit gewinnt, verliert man al­ler­dings in der Freiheit. Apples iOS ist dafür bekannt, kaum in­di­vi­du­el­le Ein­stel­lungs­mög­lich­kei­ten zu bieten.

Der andere große Mit­spie­ler im Sektor der mobilen Be­triebs­sys­te­me ist Android. Und das Produkt, hinter dem vor allem Google steckt, geht einen ganz anderen Weg als die Apple-Kon­kur­renz. Android ist zum einen als freie Software verfügbar, und bietet damit sehr viele An­pas­sungs­mög­lich­kei­ten, und ist nicht auf einen Ge­rä­te­her­stel­ler be­schränkt. Nahezu jedes Smart­phone, das nicht von Apple stammt, wird heut­zu­ta­ge mit Android aus­ge­lie­fert.