Hardware, Betriebssystem, Anwendung
Dasselbe Spiel läuft auf Computern mit ganz unterschiedlichen Grafikkarten, Prozessoren und Festplatten. Woher weiß das Spiel, wie es mit genau deiner Hardware sprechen muss? Gar nicht – das übernimmt jemand anderes.
Drei Schichten
flowchart TB
N["Nutzerin / Nutzer"] --> A
A["Anwendungen<br/>Browser · Spiel · Textverarbeitung"] --> B
B["Betriebssystem<br/>Windows · macOS · Linux · Android · iOS<br/>mit Treibern"] --> H
H["Hardware<br/>Prozessor · Speicher · Grafikkarte · Tastatur · …"]
Software baut in Schichten auf der Hardware auf:
- Die Hardware führt nur einfache Befehle aus: Bitmuster laden, addieren, speichern.
- Das Betriebssystem verwaltet die Hardware: Es verteilt Prozessorzeit und Arbeitsspeicher auf die Programme, organisiert Dateien und spricht über Treiber mit den Geräten.
- Anwendungen erledigen Aufgaben für dich. Sie greifen nicht direkt auf die Hardware zu, sondern bitten das Betriebssystem darum.
Jede Schicht nutzt nur die Schicht direkt darunter. Deshalb läuft ein Spiel auf vielen verschiedenen Rechnern – solange es dasselbe Betriebssystem gibt.
Du speicherst ein Referat. Die Textverarbeitung sagt dem Betriebssystem: „Speichere diese Daten unter Referat.odt.“ Das Betriebssystem sucht freien Platz auf der SSD, merkt sich, wo die Datei liegt, und schickt die Daten über den Treiber an die SSD. Die Textverarbeitung muss nicht wissen, welche SSD eingebaut ist.
Ordne jeder Aufgabe zu, welche Schicht sie erledigt.
Was passiert beim Einschalten?
Bringe die Schritte beim Einschalten eines Computers in die richtige Reihenfolge. Nutze dazu den Selbsttest unten (Frage 4) – überlege aber zuerst selbst und notiere deine Reihenfolge.
- Das Betriebssystem wird von der SSD in den Arbeitsspeicher geladen.
- Du meldest dich an und startest den Browser.
- Ein kleines Programm auf der Hauptplatine (die Firmware, früher BIOS genannt) prüft die Hardware.
- Das Netzteil versorgt die Bauteile mit Strom.
- Das Betriebssystem startet die Treiber und zeigt den Anmeldebildschirm.
Tipp: Wo liegt das Betriebssystem, bevor der Rechner läuft?
Das Betriebssystem liegt auf der SSD. Damit es überhaupt geladen werden kann, muss vorher schon irgendein Programm laufen. Dieses Programm darf deshalb nicht auf der SSD liegen.
Programme wie ein Spiel gibt es oft getrennt für Windows, macOS und Android. Warum muss ein Spiel für jedes Betriebssystem eigens angepasst werden, obwohl die Hardware ganz ähnlich sein kann?