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Definition

Systemsoftware

Systemsoftware ist eine Art von Computerprogramm, das dazu dient, die Hardware- und Anwendungsprogramme eines Computers auszuführen und zu steuern. Betrachtet man ein Computersystem als ein Schichtmodell, ist die Systemsoftware die Schnittstelle zwischen der Hardware und den Benutzeranwendungen.

Fortsetzung des Inhalts unten

Systemsoftware wird verwendet, um den Computer selbst zu verwalten. Sie läuft im Hintergrund und hält die Grundfunktionen des Computers aufrecht, so dass Benutzer Anwendungssoftware auf höherer Ebene ausführen können, um bestimmte Aufgaben zu erledigen. Im Wesentlichen bietet die Systemsoftware eine Plattform, auf der die Anwendungssoftware ausgeführt werden kann.

Wichtige Merkmale von Systemsoftware

Computerhersteller entwickeln die Systemsoftware normalerweise als integralen Bestandteil des Computers. Die Hauptaufgabe dieser Software besteht darin, eine Schnittstelle zwischen der von ihnen hergestellten Computerhardware und dem Endbenutzer zu schaffen.

Systemsoftware soll im Allgemeinen folgende Merkmale gewährleisten:

  1. Hohe Geschwindigkeit. Systemsoftware muss so effizient wie möglich sein, um eine effektive Plattform für übergeordnete Software im Computersystem zu bieten.
  2. Schwer zu manipulieren. Sie erfordert oft die Verwendung einer Programmiersprache, die schwieriger zu bedienen ist als eine intuitivere Benutzeroberfläche (User Interface, UI).
  3. In einer einfachen Computersprache geschrieben. Systemsoftware muss in einer Computersprache geschrieben sein, die die Central Processing Unit (CPU) und andere Computerhardware lesen kann.
  4. Eng mit dem System verbunden. Sie ist direkt mit der Hardware verbunden, die den Computer zum Laufen bringt.
  5. Vielseitig. Systemsoftware muss sowohl mit der speziellen Hardware, auf der sie läuft, als auch mit der übergeordneten Anwendungssoftware kommunizieren, die in der Regel hardwareunabhängig ist und oft keine direkte Verbindung zu der Hardware hat, auf der sie läuft. Systemsoftware muss auch andere Programme unterstützen, die von ihr abhängen, während sie sich weiterentwickeln und verändern.

Arten von Systemsoftware

Systemsoftware verwaltet die Grundfunktionen des Computers, einschließlich Dienstprogramme für Dateiverwaltung und Betriebssysteme.

Software-Stack
Abbildung 1: Ein vollständiges Bild des Software-Stacks. Die Systemsoftware umfasst die Firmware bis hin zu den Betriebssystemebenen dieses Modells.

Beispiele für Systemsoftware sind:

  • Das BIOS (Basic Input/Output System) startet das Computersystem nach dem Einschalten und verwaltet den Datenfluss zwischen dem Betriebssystem und den angeschlossenen Geräten, wie zum Beispiel Festplatte, Grafikkarte, Tastatur, Maus und Drucker.
  • Das Boot-Programm lädt das Betriebssystem in den Hauptspeicher des Computers oder den Arbeitsspeicher (RAM).
  • Ein Assembler nimmt die grundlegenden Computeranweisungen und wandelt sie in ein Muster von Bits um, die der Prozessor des Computers verwenden kann, um seine grundlegenden Operationen auszuführen.
  • Ein Gerätetreiber steuert einen bestimmten Gerätetyp, der am Computer angeschlossen ist, zum Beispiel eine Tastatur oder eine Maus. Das Treiberprogramm konvertiert die allgemeineren I/O-Anweisungen des Betriebssystems in Nachrichten, die der Gerätetyp verstehen kann.

Darüber hinaus kann Systemsoftware auch Systemdienstprogramme, wie zum Beispiel die Defragmentierung der Festplatte und die Systemwiederherstellung, sowie Entwicklungswerkzeuge, wie Compiler und Debugger, enthalten.

Betriebssysteme

Das Betriebssystem des Computers ist ein bekanntes Beispiel für Systemsoftware. Zu den weit verbreiteten Betriebssystemen gehören Microsoft Windows, macOS von Apple und Linux. Im Gegensatz zu anderen Systemsoftwaretypen interagiert der durchschnittliche Computerbenutzer regelmäßig mit dem Computerbetriebssystem über dessen grafische Benutzeroberfläche (Graphic User Interface, GUI) und bei einigen Betriebssystemen über eine weniger komplexe Kommandozeilenschnittstelle (Command Line Interface, CLI).

Da eine grafische Benutzeroberfläche ein Programm ist, das auf dem Betriebssystem aufsetzt, wird sie als Anwendungssoftware und nicht als Systemsoftware bezeichnet. Mit anderen Worten, die GUI ist Anwendungssoftware, die es dem Benutzer ermöglicht, Teile des Betriebssystems zu verändern.

Wichtige Aufgaben des Betriebssystems

Die Hauptaufgabe des Betriebssystems ist die Verwaltung der Software- und Hardwareressourcen eines Computers. Es ist das Hauptsteuerungsprogramm des Computers. Das Betriebssystem steuert und verwaltet alle anderen Programme auf dem Computer, einschließlich der Anwendungs- und Systemsoftware. Das Betriebssystem schafft eine Umgebung, in der alle anderen Computerprogramme laufen, und stellt diesen anderen Anwendungen Dienste zur Verfügung.

Betriebssysteme führen Aufgaben aus. Fünf der wichtigsten davon sind die folgenden:

  1. Dateiverwaltung und Prozessablaufplanung. Das Betriebssystem weist Ressourcen zu und legt Prioritäten fest, welche Programme die Ressourcen erhalten sollen und in welcher Reihenfolge. Zum Beispiel kann eine Grafiksoftware ein bestimmtes Maß an Verarbeitungsleistung benötigen. Das Betriebssystem entscheidet, wie viel Leistung die Anwendung von der CPU erhält und verwaltet die Auswirkungen dieser Zuweisung auf andere Anwendungen. Wenn an anderer Stelle auf dem Computer ein kritischerer Prozess abläuft, verlagert das Betriebssystem einen Teil der Leistung, die die Software angefordert hat, um sicherzustellen, dass der andere Prozess abgeschlossen werden kann.
  2. Prozessor- und Speicherverwaltung. Das Betriebssystem weist einem Prozess bei Bedarf den Speicher des Computers zu und gibt ihn wieder frei, wenn der Prozess beendet ist.
  3. Fehlererkennung. Das Betriebssystem erkennt, verfolgt und behebt Fehler in den anderen Programmen des Computers.
  4. Security. Das Betriebssystem verwendet Kennwörter, um die Programme und Daten des Computers vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
  5. Steuerung und Verwaltung. Das Betriebssystem verwendet Compiler, Assembler und Interpreter, um andere Programme auf dem Computer zu steuern und zu verwalten. Diese Sprachprozessoren sind Teile der Systemsoftware, die die High-Level-Sprachen – Java, Python und C++ –, in denen viele Computerprogramme geschrieben sind, in Low-Level-Maschinencodeanweisungen übersetzen, was im Wesentlichen eine Reihe von Einsen und Nullen ist, die die CPU des Computers lesen kann.

Unterschied zwischen Systemsoftware und Anwendungssoftware

Systemsoftware und Anwendungsprogramme sind die beiden Haupttypen von Computersoftware. Im Gegensatz zu Systemsoftware führt Anwendungssoftware – oft einfach als Applikation oder App bezeichnet – eine bestimmte Funktion für den Endbenutzer aus. Einige Beispiele für Applikationen sind:

  • Webbrowser
  • E-Mail-Programme
  • Textverarbeitungsprogramme
  • Tabellenkalkulationen
Systemsoftware versus Anwendungssoftware
Abbildung 2: Die wichtigsten Unterschiede zwischen Anwendungs- und Systemsoftware.

Anwendungssoftware und Systemsoftware sind unterschiedlich kodiert. Systemsoftware wird in Systemprogrammiersprachen, zum Beispiel Executive Systems Problem Oriented Language (ESPOL), geschrieben, die einen einfachen Zugriff auf die zugrunde liegende Computerhardware ermöglichen. Anwendungsprogramme werden in Allzwecksprachen geschrieben, die es dem Programm ermöglichen, den gleichen Code auf verschiedenen Plattformen zu verwenden. Einige Sprachen, wie zum Beispiel C, werden sowohl für System- als auch für Anwendungssoftware verwendet.

Systemsoftware und Anwendungssoftware werden auch unterschiedlich ausgelöst. Systemsoftware wird in der Regel ausgelöst, wenn ein Computer oder Gerät eingeschaltet wird, und sie bleibt eingeschaltet, bis das Gerät ausgeschaltet wird. Anwendungssoftware wird von einem Endbenutzer ausgelöst, nachdem der Computer eingeschaltet wurde. Anwendungssoftware benötigt Systemsoftware, um zu funktionieren, während Systemsoftware unabhängig von Anwendungssoftware ausgeführt werden kann.

In den meisten Fällen interagiert der Endbenutzer nicht mit der Systemsoftware, da diese im Hintergrund läuft. Im Gegensatz dazu interagieren Endbenutzer mit Anwendungssoftware – sie installieren sie, booten sie, verwenden sie, um bestimmte Aufgaben auszuführen, booten sie herunter und deinstallieren sie.

Diese Definition wurde zuletzt im März 2021 aktualisiert

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