Grundlagen: Betriebssysteme, Verteilte Systeme & Client-Server

System

Eine Reihe von Faktoren, Prozessen und Methoden, die miteinander interagieren, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen.

Betriebssystem

Ein Software-Paket, das die Aufgaben der Systemelemente kontrolliert, steuert und regelt, um ein Ziel zu erreichen. Es ist im Sekundärspeicher abgelegt.

Verteiltes Betriebssystem

Eine Menge von Programmen, die die Funktionen der Steuerelemente (Hardware, Software), die zu einem System gehören, kontrollieren und verwalten. Es ist für den Benutzer transparent.

Vorteile: Verteilt vs. Zentralisiert

• Wirtschaftlichkeit
• Geschwindigkeit
• Zuverlässigkeit
• Stufenweises Wachstum

Nachteile

• Software (wenig verfügbar)
• Netzwerke (Sättigung)
• Sicherheit

Client-Server-Modell

Ein Computer (Client) sendet eine Anfrage nach Informationen an einen anderen Computer (Server), der die angeforderte Information liefert. Der Server reagiert auf die Anfrage des Clients.

Client

Der Client ist derjenige, der eine Service-Anfrage initiiert.

Server

Der Server ist jede IT-Ressource, die darauf ausgelegt ist, die Anforderungen der Clients zu erfüllen.

Aspekte der Client-Server-Architektur

• Präsentation / Datenerfassung
• Prozesse
• Datenspeicherung

Client-Server-Anwendungen

• Arbeitsplatz (Client): Ein Computer-Arbeitsplatz oder ein Netzwerk, das den Zugriff und die Verwaltung einer Reihe von Ressourcen ermöglicht.
• Server: Eine Maschine, die eine Reihe von Diensten anbietet (z. B. Datenbanken, Dateien, Kommunikation).

Kommunikation

In ihren zwei Aspekten:

• Netzwerkinfrastruktur: Hardware- und Softwarekomponenten, die die physikalische Verbindung und die Übertragung von Daten zwischen Computern im Netzwerk gewährleisten.
• Kommunikationsinfrastruktur: Hardware- und Softwarekomponenten, die die Kommunikation und das Management zwischen Clients und Servern ermöglichen.

Architektur

Es ist ein Netzwerk funktionaler Komponenten, das unter Nutzung verschiedener Standards, Konventionen, Regeln und Prozesse die Integration einer breiten Palette von Produkten und Diensten ermöglicht, sodass diese effektiv innerhalb der Organisation eingesetzt werden können.

Anwendungsschichten (Tiers)

Zwei-Schichten-Anwendung (2-Tier)

Eine Anwendung, bei der Daten und Geschäftslogik von der Benutzeroberfläche getrennt sind. Diese Anwendung wird auch als Thin Client bezeichnet.

Thick Client (Fat Client)

Eine Client-Server-Anwendung, bei der ein Großteil der Geschäftslogik auf dem Client ausgeführt wird. Diese Art von Anwendung wird auch als Thick Client bezeichnet.

Drei-Schichten-Anwendung (3-Tier)

Eine Anwendung, bei der die Benutzeroberfläche, die Geschäftslogik und der Datenzugriff getrennt sind.

Netzwerkbetriebssysteme

Ein Softwarepaket, das die Ausführung von Anwendungsprogrammen steuert und als Schnittstelle zwischen Benutzer und Computer-Hardware fungiert.

Primäre Funktionen eines Betriebssystems

• Hardware-Management: Bezieht sich auf die effiziente Verwaltung der Ressourcen der Maschine.
• Erleichterung der Benutzerarbeit: Ermöglicht die Kommunikation mit Geräten auf der Maschine.

Hardware-Architekturen (Flynn's Klassifizierung)

• SISD (Single Instruction, Single Data): Computer mit einem einzigen Prozessor (z. B. normale PCs).
• SIMD (Single Instruction, Multiple Data): Computer, die dieselbe Instruktion gleichzeitig auf mehrere Daten anwenden.
• MISD (Multiple Instruction, Single Data): Keine bekannten Computerarchitekturen passen zu dieser Klassifizierung.
• MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data): Gruppen unabhängiger Rechner mit jeweils eigenem Programmzähler und eigenen Daten. Alle Typen verteilter Systeme fallen in diese Kategorie.

Verteilte Betriebssysteme (VBS)

Diese Systeme können Aufgaben, Jobs und Prozesse auf eine Reihe von Prozessoren verteilen. Diese Prozessoren können sich auf verschiedenen Computern befinden, was für den Benutzer transparent ist.

Merkmale

• Platzierung autonomer Systeme: Kommunikation und Kooperation von Hard- und Software.
• Globale Ressourcenfreigabe: Stellt die Mittel für die globale Freigabe von Ressourcen bereit.
• Zusätzliche Dienste: Globale Benennung, verteilte Dateisysteme, Lastverteilung.

Rolle eines VBS

Verwaltung

• Hardware-Ressourcen (CD, HD, DVD, Speicher etc.) und Software-Ressourcen.
• Prozesse (Nachrichten).
• Benutzer (Wer darf das System nutzen?).

Dienste

• Bereitstellung von Diensten für einen Client (ein Client muss nicht unbedingt ein Benutzer sein).
• Ausführung von Anwendungen.
• Bearbeitung von Anfragen an das System.