Eine Methode zur formalen Modellierung von ...

36 Betriebssysteme
benotigt. Das Betriebssystem sorgt fur eine sinnvolle und faire Nutzung dieser Ressourcen
und ubernimmt somit vor allem eine Vielzahl verschiedenster Verwaltungsaufgaben, die einem
Anwender die zuverlassige Ausfuhrung seiner Berechnungen zusichern, aber fur ihn
nicht direkt sichtbar sind.
Fur eine systematische Behandlung der Betriebssystemproblematik sind drei unterschiedliche
Sichten zu beachten. Die Schnittstellenfunktion eines Betriebssystems ist dadurch
charakterisiert, da es den Benutzern den Zugang zum Rechensystem ermoglicht und Auftrage
zur Ausfuhrung von Berechnungen entgegennimmt. Hierfur mussen geeignete Systemkomponenten
zur Verfugung gestellt werden. Diese Aspekte sind vor allem fur die
Benutzer eines Rechensystems von Interesse. Die zentrale Aufgabe eines Betriebssystems,
charakterisiert durch den Verwaltungsaspekt, umfat die
Planung, Organisation und Kontrolle aller Berechnungen,
die zur Ausfuhrung der erteilten Auftrage erforderlich sind. Insgesamt ubernimmt das Betriebssystem
eine Bruckenfunktion zwischen dem (hohen) Abstraktionsniveau der Benutzer
und dem (niedrigen) Abstraktionsniveau der Hardware. Diese Brucke mu geeignet deniert
sein und systematisch konstruiert werden. Diese Forderung entspricht den Aufgaben, die
im weitesten Sinne in den Bereich des Software-Engineering eingeordnet werden konnen:
Durch eine systematische Vorgehensweise sollte moglichst unter Zuhilfenahme formaler
Methoden ein beherrschbares, strukturiertes Betriebssystem konstruiert werden. Durch die
formale Modellierung der Konzepte, die wir erstellen werden, wird ein erster Schritt in diese
Richtung getan. Eine Beschreibung der oben genannten drei Sichten auf ein Betriebssystem
ist in [Spi95] und auch in [Spi97a] zu nden.
Das Betriebssystem stellt das Management eines Rechensystems. Die Realisierung der Managementaufgaben
erfolgt durch verschiedene Verwaltungsbereiche, wie die
Prozessorverwaltung zur Ausnutzung der Rechenleistung des Prozessors und zur Durchfuhrung
von Berechnungen
Speicherverwaltung zur Erfullung des Speicherbedarfs mit Hintergrund- und Arbeitsspeicher
Prozekooperation zur Bereitstellung der Moglichkeit, Berechnungen in Kooperation
durchzufuhren
Prozeverwaltung zur Erzeugung und Auosung von Prozessen, wobei Ressourcen entsprechend
zur Verfugung gestellt bzw. entgegengenommen werden.
Zum Betriebssystem gehoren weiter die Gerateverwaltung und der Betriebssystemkern sowie
Dateien als Speichermedium fur Benutzer, worauf wir im folgenden nicht eingehen werden.
Insgesamt besteht eine der zentralen Aufgaben darin, die Prozesse, also die Ausfuhrung
der Berechnungen, zu koordinieren und hierfur Konzepte und Verfahren bereitzustellen.
Das Management umfat das Buchfuhren uber freie und belegte Ressourcen, die Zuteilung
freier und die Zurucknahme frei gewordener Ressourcen. Zur Gewahrleistung der Managementaufgaben
mu das Betriebssystem Konzepte bereitstellen, wie die Ressourcen geeignet