Een
besturingssysteem
(ook wel:
bedrijfssysteem
, in het Engels
operating system
of afgekort
OS
) is een
programma
(meestal een geheel van samenwerkende programma's) dat na het
opstarten
van een
computer
in het
geheugen
geladen wordt en de
hardware
aanstuurt. Het fungeert als medium tussen de hardware en de computergebruiker, met als opzet dat de gebruiker programma's op een gemakkelijke en efficiente manier kan uitvoeren.
[1]
Veelvoorkomende besturingssystemen zijn
Unix
,
Microsoft Windows
, Apple
macOS
,
Linux
, Apple
iOS
en
Android
.
Een besturingssysteem is een verzameling programma's die de interactie tussen systeemcomponenten beheren, zodat toepassingsprogrammeurs bevrijd worden van de noodzaak dergelijke functies in hun programma's op te nemen. Een
toepassing
is een programma dat een functie uitvoert die rechtstreeks nut heeft voor de gebruiker. Toepassingsprogramma's geven opdrachten aan het besturingssysteem om met de hardware te interageren.
[2]
De geschiedenis van besturingssystemen loopt parallel met die van de hardware. Tanenbaum en Woodhull
[3]
onderscheiden 4 fasen:
- De elektronica in computers van de eerste generatie (1945-1955) bestond uit
elektronenbuizen
. Dezelfde mensen stonden in voor het ontwerpen, bouwen, gebruiken en onderhouden van de computer. Programma's bestonden uit
machinetaal
, vaak in de vorm van bedrading. Verdeling van de werktijd werd geregeld door afspraken tussen de programmeurs onderling, en tijdens het werk had een programmeur de computer helemaal voor zich. In die context is een besturingssysteem overbodig.
- De tweede generatie (1955-1965) wordt gekenmerkt door het massaal gebruik van
transistoren
. Voor het eerst konden computers verkocht worden aan klanten, zodat er een scheiding ontstond tussen de functies van ontwerpers, bouwers, programmeurs en dergelijke. Deze computers werkten vaak met een
batchsysteem:
de computer leest opeenvolgende taken van een
magneetband
(
batchbestand
) en schrijft de resultaten naar een andere magneetband. Het klaarmaken van de inputband en het afdrukken van de resultaatband gebeurde op afzonderlijke machines.
- De opkomst van
geintegreerde schakelingen
creeerde de mogelijkheid van
multitasking
, wat aanleiding gaf tot de derde generatie computers (1965-1980). In deze periode ontstonden veel nieuwe taken voor het besturingssysteem.
Spooling
maakte het mogelijk de invoer en uitvoer op dezelfde machine als het rekenwerk te laten plaatsvinden.
Timesharing
laat interactief gebruik van de computer door verschillende gebruikers toe, waarbij elke gebruiker de illusie krijgt de machine voor zich alleen te hebben. Dit creeerde ook de noodzaak van een
gebruikersomgeving
. Op het einde van de jaren 1960 ontstond het idee van
Multics
: een grootschalig besturingssysteem dat computerdiensten zou leveren aan een grote groep gebruikers, ongeveer zoals een
nutsvoorziening
in een stad. Hoewel Multics geen commercieel succes werd, bevatte het veel nieuwe ideeen die door latere besturingssystemen zijn overgenomen, zoals de organisatie van bestanden in
mappen
. Multics gaf ook aanleiding tot een bescheidener eenpersoonssysteem dat de naam
Unix
meekreeg en waarvan varianten zoals
Linux
tot vandaag (2021) een groot deel uitmaken van alle besturingssystemen in de wereld.
- Na 1980 kwam de vierde generatie op in de vorm van
homecomputers
, in het bijzonder de
personal computer
van
IBM
. De belangrijkste verandering in het besturingssysteem was de eis dat de computer zou kunnen gebruikt worden door mensen die niet alleen niets van computers wisten, maar ook niet bereid waren iets te leren. Omdat pc's vaak verbonden waren in
lokale netwerken
, ontstonden
netwerkbesturingssystemen
en
gedistribueerde besturingssystemen
.
Het besturingssysteem wordt meestal van een
extern geheugen
, bijvoorbeeld een
harde schijf
of een
solid state drive
(SSD), of als
live-system
vanaf een verwisselbaar medium zoals een
USB-stick
,
diskette
,
cd-rom
,
dvd
of (voor
ingebedde systemen
) een
flashgeheugen
gelezen. Een
schijfloos
systeem, dat wil zeggen een systeem zonder SSD of harde schijven, kan opstarten vanaf een
netwerk
in een zogenaamde
Thin client
-configuratie. De
protocollen
BootP
en het nieuwere
DHCP
voorzien hierin.
Het besturingssysteem zorgt onder meer voor het starten en beeindigen van andere programma's, het regelt de toegang tot de harde schijf met het
bestandssysteem
, het
beeldscherm
, de invoer van gegevens en de communicatie met de randapparatuur. De andere programma's die gestart kunnen worden, heten
applicaties
. Zo'n applicatie maakt gebruik van het besturingssysteem door middel van een
application programming interface
(
API
). Deze API abstraheert de toegang tot de verschillende
randapparatuur
, zoals harde schijf,
printer
en beeldscherm.
Gebruikers kunnen van het besturingssysteem gebruikmaken door middel van een
opdrachtregel
, zoals
MS-DOS
of de
UNIX
-
terminal
, of een
grafische gebruikersomgeving
zoals
Microsoft Windows
of het
X Window-systeem
.
- Het
opstarten
van het systeem; er wordt gezorgd dat alle benodigde bestanden worden geladen.
- Het verdelen van toegang tot systeembronnen (
RAM-geheugen
, opslag, printer etc.) tussen actieve programma's.
- Actieve programma's de mogelijkheid bieden een
gebruikersinterface
weer te geven. Vrijwel elk besturingssysteem heeft ook zelf een gebruikers-interface. Voorbeelden zijn de DOS-
prompt
en
Windows Verkenner
.
- Programma's uitvoeren. Het uit te voeren programma wordt naar het interne geheugen geschreven. De
processor
voert de opdracht uit.
- Communicatie met
randapparatuur
- Invoer: via randapparaten zoals het
toetsenbord
en de
muis
moet correct verwerkt worden.
- Uitvoer: via randapparaten zoals de
monitor
en de
printer
, deze moeten de juiste instructies krijgen.
- Geheugenbeheer
:
Het is gebruikelijk het besturingssysteem na het starten van de computer te laden vanaf een harde schijf. Deze werkwijze geeft de mogelijkheid het besturingssysteem door een meer recente versie te vervangen, of zelfs een geheel ander besturingssysteem te kiezen. Het laden van een systeem vanaf een harde schijf was vroeger minder vanzelfsprekend.
Ook kan het besturingssysteem, net als de
firmware
, in
chips
gebrand worden. Dit werkt zelfs sneller dan het starten vanaf een harde schijf, en maakt de
hardware
compacter. Dit wordt toegepast bij veel mobiele apparaten, zoals
personal digital assistants
(pda's) en
mobiele telefoons
Ook worden computers voorzien van een
ingebed systeem
, vaak inclusief een toepassingsprogramma. Het gaat dan meestal om een apparaat met slechts een doel, zoals de besturing van een
wasmachine
, een
melkmachine
,
slagbomen
, een
weegbrug
enz. Diverse besturingssystemen hebben hiervoor een speciale 'embedded' versie, een uitgeklede versie van het besturingssysteem.
Het eerste programma dat na het inschakelen van een
personal computer
actief wordt, was tot 2006 het
Basic Input/Output System
(BIOS)
. Vanaf 2006 is dit geleidelijk vervangen door
EFI
, die anno 2020 gebruikt wordt door een overgrote meerderheid van
moederbordfabrikanten
.
Dit systeem vervult de taak de belangrijkste hardware te testen en vervolgens een besturingssysteem van een aangesloten medium te starten. In tegenstelling tot een besturingssysteem dat op de harde schijf staat, die je uit de computer kunt halen, staat het BIOS op een chip. Het BIOS kan dus niet van de computer verwijderd worden. Wel is het vaak mogelijk een andere versie op de chip te zetten (te 'flashen').
De functie van het besturingssysteem kan vanuit twee elkaar aanvullende standpunten worden beschreven: als een uitgebreide machine, of als een beheerder van hulpbronnen.
[4]
Het besturingssysteem als uitgebreide machine
[
bewerken
|
brontekst bewerken
]
De onderdelen van de computerhardware bieden hun functionaliteit meestal aan via een complexe interface. De handleiding van
Serial ATA
, een standaard voor de communicatie met harde schijven, beslaat bijvoorbeeld honderden bladzijden. Een besturingssysteem verbergt die details achter de eenvoudige abstractie van een
bestand
dat door een toepassingsprogramma kan worden gecreeerd, gelezen, beschreven of verwijderd.
Het besturingssysteem als beheerder van hulpbronnen
[
bewerken
|
brontekst bewerken
]
Het besturingssysteem controleert de toegang tot onderdelen van de hardware zodat de computer correct blijft werken zelfs als verschillende toepassingsprogramma's hetzelfde onderdeel gebruiken. Als verschillende programma's een tekst willen afdrukken op dezelfde printer, zorgt het besturingssysteem ervoor dat de teksten niet door elkaar worden afgedrukt, maar netjes na elkaar en op verschillende bladen
papier
.
Bronnen, noten en/of referenties
- ↑
(
en
)
Silberschatz, Abraham
,
Gagne, Greg, Galvin, Peter Baer
(2005).
Operating System Concepts
. John Wiley & Sons. Inc, USA, pp. 1-3.
ISBN 0-471-69466-5
.
- ↑
(
en
)
Holcombe, Jane
,
Holcombe, Charles
(2020).
Survey of Operating Systems
, 6de uitgave. McGraw Hill, p. 27.
ISBN 978-1-260-09600-2
.
- ↑
(
en
)
Tanenbaum, Andrew S.
,
Woodhull, Albert S.
(1997).
Operating Systems: Design and Implementation
, 2de uitgave. Prentice-Hall.
ISBN 0-13-638677-6
.
Gearchiveerd
op
11 november 2020
.
- ↑
(
en
)
Tanenbaum, Andrew S.
,
Bos, Herbert
(2015).
Modern Operating Systems
, 4de uitgave. Pearson,
3
-6.
ISBN 978-0-13-359162-0
.
|