Was ist überhaupt so wichtig an Betriebssystemen? Was machen sie eigentlich? Ein Betriebssystem ist die Programmierebene, die es Ihnen ermöglicht, Dinge mit Ihrem Computer zu tun. Das Betriebssystem interagiert mit der Hardware eines Computers auf einer grundlegenden Ebene, indem es Ihre Befehle in eine Sprache überträgt, die die Hardware interpretieren kann. Das Betriebssystem dient als Plattform für alle anderen Anwendungen auf Ihrem Computer. Ohne es wäre Ihr Computer nur ein Briefbeschwerer.
Im Grunde genommen ist ein Computer ein Gerät, das Zahlen verarbeitet. Er nimmt Eingaben in Form von Nullen und Einsen – Bits – entgegen und leitet sie durch verschiedene Schaltungen und Prozessoren. Die Hardware verhält sich nach strengen Regeln. Wir definieren diese Regeln mit Hilfe von Dingen wie Logikgattern, die Eingaben entgegennehmen und auf vorhersehbare Weise eine Ausgabe erzeugen. Einige einfache Computer brauchen kein Betriebssystem, weil sie nur eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Aber Personalcomputer müssen vielseitiger sein. Das Betriebssystem ermöglicht es komplexen Programmen, auf die Fähigkeiten der Hardware zuzugreifen, um Ergebnisse zu erzielen. Nur die physikalischen Eigenschaften der Hardware und unsere eigene Vorstellungskraft können die Möglichkeiten von Programmen begrenzen.
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Man könnte ein Betriebssystem entwerfen, indem man es physisch in die Schaltkreise eines Computers programmiert. Dazu müsste man elektrische Pfade mit Millionen von Logikgattern bauen. Aber ein solches Betriebssystem wäre unflexibel. Aus diesem Grund sind Betriebssysteme wie Mac OS X und Windows Software. Software ist anpassungsfähiger als Hardware – man kann Änderungen durch Software-Patches und Versions-Updates vornehmen. Bei Hardware würde das bedeuten, dass man physische Chips und Platinen austauschen müsste.
Betriebssysteme sind so etwas wie der Manager für einen Computer. Es ist die Aufgabe des Betriebssystems, zu überwachen, was die Software braucht und was die Hardware bereitstellen kann. Wenn Sie Anwendungen auf Ihrem Computer ausführen, weist das Betriebssystem die für die Ausführung der Aufgabe erforderlichen Ressourcen zu. Dazu gehören u. a. die Verarbeitungsleistung, die Zuweisung von Arbeitsspeicher und der Zugriff auf den Computerspeicher. Im Idealfall sorgt das Betriebssystem dafür, dass die Hardware des Computers nie überfordert wird.
Das Betriebssystem ermöglicht auch die Ausführung von Programmen auf einem Computer. Ohne ein Betriebssystem müsste ein Programmierer eine Anwendung entwerfen, die direkt auf der Hardware läuft. Das ist nicht sehr effizient. Ein Betriebssystem fungiert als Anwendungsschnittstelle zur Hardware. Das Betriebssystem tut dies über eine Anwendungsprogrammschnittstelle (API). Programmentwickler erstellen Anwendungen für die API. Vorausgesetzt, der Programmierer hat eine gute Arbeit geleistet und ein Programm ohne schwerwiegende Fehler erstellt, sollte es auf dem Betriebssystem problemlos laufen.
Ein wichtiger Teil des Mac-Computers ist die Firmware. Die Firmware ist eine Programmierebene, die direkt auf der Hardware-Ebene liegt. Sie ist nicht Teil des Betriebssystems selbst. Die Mac-Firmware ist das erste gespeicherte Programm, das ausgeführt wird, wenn Sie einen Mac-Computer einschalten. Ihre Aufgabe ist es, die CPU, den Arbeitsspeicher, die Laufwerke und die Anschlüsse des Computers auf Fehler zu überprüfen. Das PC-Äquivalent zur Mac-Firmware wird BIOS genannt, was für Basic Input-Output Systems steht. Ein zweites Programm, der so genannte Bootloader, lädt das Mac OS X, vorausgesetzt, die Firmware meldet keine Fehler.
Als Nächstes sehen wir uns genauer an, wie das Mac OS X funktioniert.