Der Betriebssystemkern -- Kernel

Das Betriebssystem im engeren Sinn, der Betriebssystemkern, umfasst diejenigen problemunabhängigen Komponenten, die gerätenahe Grundfunktionen ausführen:

• Ablaufsteuerung und Verwaltung aller auf dem Rechner laufender Aufträge (engl. jobs) und Prozesse für geordnete, konfliktfreie Ausführung (engl. job control: Einordnung in Warteschlangen, Vorbereiten zur Ausführung, prioritätsgesteuert starten)

• Ressourcenvergabe an die Prozesse (engl. task management): Speicherverwaltung (Vergabe von Speicher an Benutzerprogramme, Zugriffsschutz), Prozessorverwaltung (Vergabe des Prozessors an Benutzerprogramme, zyklisch oder prioritätsgesteuert, mit/ohne Auslagerung aus dem Hauptspeicher (engl. swapping))

• Kommunikation mit dem Benutzer und allgemeine Ein-/Ausgabesteuerung: Zugriff auf Dateien (Zugriffsschutz, Paßwortschutz) und Peripheriegeräten (Tastatur, Bildschirm, Maus, Massenspeicher, Drucker, etc.)

• Verwaltung von Dateien (Anlage von Verwaltungsdateien mit Informationen über Zuordnung von Dateinamen und dem Ort ihrer physischen Speicherung)

• Benutzerverwaltung und Abrechnung der Ressourcennutzung über ein Protokoll (engl. log) (Gesamtkostenberechnung für Auftragsbearbeitung: engl. accounting)

Aufträge an den Rechner werden auf Betriebssystemebene von einem Operateur oder vom Benutzer in der Betriebssystemsprache oder in einer speziellen Auftragssteuerungssprache (engl. job control language) formuliert.

Der Auftrag wird von der Auftragssteuerung (engl. job scheduler) in einzelne Prozesse (engl. tasks) zerlegt, die von den verschiedenen Ressourcen des Systems ausführbar sind, z.B. Eingabe vom Terminal, Verarbeitungsprozess von der Zentraleinheit, Ausgabe auf dem Drucker.

Die Prozesssteuerung startet und überwacht die Ausführung der Prozesse, die aus einer Warteschlange heraus abgearbeitet werden. Für jeden Prozess ist der Bedarf an Betriebsmitteln festgelegt. Auftretende Fehler werden gemeldet, Ursachen diagnostiziert und ein Abbruch oder eine Korrektur eingeleitet. Während eines Prozesses können Unterbrechungen (engl. interrupts) durch Fehler, Benutzereingriffe, interne Signale (z.B. Zeitgeber) oder durch Meldungen von anderen Prozessen erfolgen. Für jeden dieser Fälle greift das Betriebssystem mit einer entsprechenden Unterbrechungsbehandlung ein.