1.2 Betriebssysteme 
Linux wird als Betriebssystem bezeichnet.[Streng genommen ist Linux nur der Kernel eines Betriebssystems. Aber hierauf kommen wir später noch einmal zurück.] Ein optimales Betriebssystem ist eigentlich etwas, was sich komplett vor Ihnen versteckt bzw. mit dem Sie relativ wenig zu tun haben.
Um zu verstehen, was Linux überhaupt ist, muss man sich klar machen, was genau ein Betriebssystem ist und wie es aufgebaut ist. Also fangen wir auf den folgenden Seiten mit diesem Thema an. Ich werde hierbei nicht ins Detail gehen können und wollen – allein mit dem Aufbau eines Betriebssystems kann man ganze Bücher füllen. Trotz allem halte ich es für sinnvoll, dass Sie den grundlegenden Aufbau desjenigen Systems kennen, das für den Betrieb Ihres Computers zuständig ist. Des Weiteren wollen wir einen großen Vorzug von Linux nutzen und seine Vorgehensweisen näher betrachten.
Ein Computer ist normalerweise keine Blackbox, die ihre Arbeitsweise vor Ihnen versteckt, auch wenn andere Betriebssysteme wie Windows diesen Anschein erwecken. Linux ist aus verschiedenen Perspektiven gesehen offen. Es ist eben auch offen, indem es Ihnen völligen Zugang gewährt.
Das Betriebssystem ist also die Schnittstelle zwischen Ihnen und dem Computer. Nur durch ein Betriebssystem sind Sie überhaupt in der Lage, Programme zu installieren oder den Computer zu Aufgaben zu bewegen, wie z. B. eine Datei zu öffnen und zu schließen, einen Brief zu schreiben und ähnlich verrückte Dinge zu tun.
Betriebssysteme finden Sie überall in Ihrer Umgebung, selbst moderne Autos können teilweise ohne funktionierendes Betriebssystem kaum noch bedient werden. Ein weiser Nutzer sagte einmal
»Mit Computern löst man Probleme, die man ohne sie gar nicht hätte.«
Treffender kann man diesen Sachverhalt wohl nicht ausdrücken.
Wenn Sie dieses Kapitel lesen, dann haben Sie wahrscheinlich noch recht wenig Kontakt mit Betriebssystemen, abgesehen vielleicht von Microsoft Windows, gehabt. Sie haben mit Windows den Marktführer kennengelernt, der es geschickt verstanden hat, den Computer für jedermann bedienbar zu gestalten.
Ja, Sie haben richtig gelesen – ich möchte in diesem Buch auf gar keinen Fall Schlechtes über Microsoft Windows verbreiten bzw. Linux in den siebten Himmel loben. Auch wenn es eifrige Verfechter beider Lager nicht gerne hören werden, aber beide Systeme haben ihre Vor- und Nachteile. Sie haben mit dem Lesen dieses Buches Ihr Interesse an Linux bekundet und ich möchte Ihnen dieses System nun mit all seinen Schwächen und Stärken anhand von Ubuntu näherbringen.
Es sprechen einige Aspekte für den Gebrauch von Linux, die Sie bei der Lektüre dieses Buches nach und nach kennenlernen werden.
| Was ist ein Betriebssystem? |
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Ein Betriebssystem ist, wie der Name schon sagt, ein grundlegendes System, das alle Prozesse, die auf Ihrem Computer stattfinden, koordiniert und steuert. Ein System also, das den Betrieb Ihres Computers organisiert. Ohne funktionsfähiges Betriebssystem ist Ihr Computer nur tote Materie und wird niemals das tun, was Sie von ihm verlangen. Andere Programme wie Textverarbeitung usw. werden zusätzlich in dieses System installiert. Das Betriebssystem ist sozusagen das Nest, in das sich alle anderen Programme einnisten. |
Eine kleine Randbemerkung sei mir an dieser Stelle noch gestattet. Linux ist nicht allein ein System für elitäre Computernutzer, sondern ein System für jedermann (und jedefrau). Es ist nicht schwieriger zu erlernen als Windows, sondern erfordert »nur« eine Umgewöhnung in der Herangehensweise. Viele Dinge laufen mit Linux anders, aber nicht zwangsläufig komplizierter. Nehmen Sie sich die Zeit und Muße um Linux zu erlernen – ich verspreche Ihnen, dass es sich lohnen wird.
1.2.1 Der Kernel 
Der wichtigste Baustein eines Betriebssystems ist der Kernel. Der Kernel heißt Linux, die meisten anderen Bestandteile des Betriebssystems stammen aus GNU-Projekten. Deswegen ist die Bezeichnung Linux für dieses Betriebssystem streng genommen falsch; man müsste korrekterweise von einem GNU/Linux-System reden. Linux, also der Kernel, stellt dementsprechend für sich alleine kein funktionierendes Betriebssystem dar. Erst die Kombination mit den Programmen aus der GNU-Welt macht dieses System zu einem runden Ganzen. Den Kernel von Linux können Sie sich kostenlos von der Webseite http://www.kernel.org herunterladen.
Auch Microsoft Windows hat einen Kernel. Im Gegensatz zu Linux ist dieser aber nicht frei, geschweige denn offen. Der Windows-Kernel wird, wie der gesamte Quellcode von Windows, gehütet wie ein Staatsgeheimnis. Zu groß ist die Angst von Microsoft vor Konkurrenten wie z. B. Apple Macintosh.
In Abschnitt 1.3.2 erfahren Sie einiges mehr über die Arbeitsweise des UNIX-Kernels, bevor wir uns in Abschnitt 1.5.4 mit der Geschichte des Linux-Kernels auseinandersetzen wollen. Wir werden in Abschnitt 18.2 lernen, wie man sich seinen eigenen Kernel zusammenstellt oder neue Module in den vorhandenen Kernel integriert.
| Was ist ein Kernel? |
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Der Kernel eines Betriebssystems ist der grundlegende Kern eines jeden Betriebssystems. Er steuert elementare Aufgaben wie die Speicher- und Prozessverwaltung. Eine andere grundlegende Aufgabe, die dem Kernel obliegt, ist die Steuerung der Hardware. Für einige spezielle Hardwarekomponenten kann es nötig sein, sich seinen eigenen Kernel zu »bauen« (kompilieren). Der Linux-Kernel hat mittlerweile einen Umfang von mehreren Millionen Zeilen Code erreicht. |
1.2.2 Treiber
Ein Betriebssystem ist also die Basis für Ihren Computer, damit überhaupt irgendwelche anderen Programme funktionieren können. Zu der Kernaufgabe eines Betriebssystems gehört zweifellos die Kommunikation zwischen Ihnen und der Hardware, die mittels sogenannter Software erfolgt. Damit ein Betriebssystem sich gut mit der Hardware versteht, braucht es gute Kontakte. Diese Kontakte werden mit Hilfe von sogenannten Treibern aufgebaut.
Unter Linux hat man oftmals mit dem Problem zu kämpfen, dass viele der kommerziell ausgerichteten Firmen keine Treiber für Linux anbieten. Die Gründe hierfür sind vielfältig – zum einen ist die Anzahl der Linux-Benutzer und damit die Nachfrage noch zu gering, andererseits lässt sich mit diesen Treibern in der Welt von Freiheit und Open Source nur sehr schwer Geld verdienen. Zum Glück gibt es aber in der weltumspannenden Gemeinde der »Linux-Anwender« jede Menge gescheite Entwickler, die für fast jede Hardware unentgeltlich Treiber entwickeln.
Aufgrund der Zeitverzögerung bei einer solchen freiwilligen Leistung kann es aber teilweise zu mehrmonatigen Verspätungen kommen, bis ein solcher Treiber entwickelt ist. Daher lautet mein Rat an Sie: Kaufen Sie niemals die allerneueste Hardware, wenn Sie Linux als Betriebssystem einsetzen möchten. Warten Sie ruhig ein paar Monate ab und üben Sie sich ein wenig in Geduld. So vermeiden Sie überflüssigen Ärger.
Wenn Sie auf Nummer Sicher gehen wollen, dann informieren Sie sich vor dem Kauf Ihrer Hardware, ob die Geräte auch anstandslos ihren Dienst unter Linux verrichten. Für Ubuntu befinden sich gute Anlaufstellen im englischen Wiki auf http://www.ubuntu.com und in der Hardwaredatenbank der UbuntuUsers unter wiki.ubuntuusers.de.
Viele Treiber sind bei Linux als so genannte Module realisiert. Diese Module können einzeln in den Kernel eingebunden oder auch aus ihm entfernt werden. Sie stellen dort die Funktionalitäten der Hardware zur Verfügung. Wie Sie einzelne Module in den Kernel integrieren, lernen Sie in Abschnitt 18.2.
Sie werden sich vielleicht fragen, warum nicht gleich alle Treiber im Kernel integriert sind? Das liegt zum einen daran, dass zusätzliche Treiber auch immer Sicherheitsrisiken für das gesamte System darstellen, wenn sie fest in den Kernel integriert sind. Zum anderen würde eine komplette Integration sämtlicher Treiber den Kernel riesig werden lassen – er würde in der Folge immer mehr Platz beanspruchen und seine Arbeitsweise würde sich erheblich verlangsamen.
Nun brauchen Sie keine Angst zu haben, dass Sie Ihre Hardware nur zum Funktionieren bringen, wenn Sie eigenständig und manuell Module in den Kernel kompilieren. Normalerweise erledigt diese Aufgabe das Betriebssystem von alleine, es erkennt bei der Installation die zur Verfügung stehende Hardware und bindet die nötigen Module ein. Oftmals fällt das Integrieren zusätzlicher Module aber auch sehr einfach aus, wenn Sie z. B. die 3-D-beschleunigten Treiber von NVIDIA für Ihre Graphikkarte nutzen wollen oder ein ISDN-Modem von AVM Ihr Eigen nennen. In vielen Fällen brauchen Sie dann nur das Paket »linux-restricted-modules« zu installieren und diese werden dann automatisch in den Kernel eingebunden.
Ich werde in Kapitel 11 detailliert auf die Installation von Graphikkarten und ISDN-Modems eingehen. Dort finden Sie auch Informationen über die Verwendung des Paketes linux-restricted-modules.
Dies hat natürlich für den Einsteiger sehr große Vorteile in Bezug auf die Bequemlichkeit, da er nun sehr viele Module auf einen Schlag in den Kernel integriert hat. Fortgeschrittene User werden sich wahrscheinlich eher den einzelnen Treiber z. B. von NVIDIA herunterladen und ihn manuell in den Kernel integrieren, da sie nicht sämtliche Module des o. g. Paketes brauchen (Stichwort Sicherheit).
Für welche Variante Sie sich auch entscheiden: Der Umgang mit den Modulen ist deutlich einfacher, als es der erste Eindruck vermuten lässt.
Ich werde in Abschnitt 18.2 detailliert auf das Kompilieren eines eigenen Kernels eingehen. Dort finden Sie auch weitere Informationen über die Verwendung von Modulen.
| Was sind Treiber? |
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Treiber sind die Schnittstellen zwischen der Hardware auf der einen und dem Betriebssystem auf der anderen Seite. Sie sorgen dafür, dass das Betriebssystem die Hardware korrekt erkennt und im Folgenden der Software, die Sie installieren, sämtliche Funktionalitäten der Hardware zur Verfügung stellt. |
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Die Arbeit an Treibern für Linux wird oftmals von Freiwilligen vorangetrieben, da viele Hardwarehersteller nur sehr mangelhafte Unterstützung für Linux anbieten. Dies ist der Grund, warum es oftmals mehrere Monate dauert, bis ein Treiber für die neueste Hardware entwickelt wird. Die Entwickler sind hierbei auf Ihr Feedback angewiesen, da der Umfang an verfügbarer Hardware unüberschaubar ist. |
1.2.3 Arbeitsweise
Ein Betriebssystem fungiert nicht nur als Nest für Hard- und Software, sondern übernimmt auch die Verwaltung des Speichers und der laufenden Programme. Dies bedeutet, dass das Betriebssystem Prioritäten setzt und quasi als Manager für den reibungslosen Ablauf bei Ihrer Arbeit mit dem Computer sorgt.
Ein Blick über den Tellerrand
In der Geschichte der elektronischen Datenverarbeitung hat es mehrere Ansätze für unterschiedliche Betriebssysteme gegeben. Unabhängig von Microsoft haben auch andere Firmen Betriebssysteme geschaffen, die bekanntesten sind noch Commodore und Atari, aber auch Apple Macintosh.
Es gibt heute auf dem Markt sehr viele verschiedene Betriebssysteme, aber eines dominiert alle anderen: Windows (Microsoft). Praktisch jeder, der einen Computer sein Eigen nennt, kennt Windows. Auf nahezu 90 % aller weltweit verkauften Computer ist Windows vorinstalliert. Nun könnte man bei diesen Zahlen fast vermuten, dass Microsoft das Betriebssystem an sich, wenn nicht sogar den gesamten Computer, selber erfunden hat. Dies glauben auch viele Menschen; dem ist aber mitnichten so. Diese Ehre gebührt anderen Firmen, deren Namen Sie vielleicht auch schon einmal gehört haben: IBM, Sun usw.
Microsoft hat es Mitte der 80er Jahre gegenüber anderen Computerfirmen geschickt verstanden, Potential einzukaufen. Heute dominieren sie mit ihrer Software die gesamte Computerwelt. Die gesamte? Nein, in einem kleinen virtuellen Dorf, irgendwo im virtuellen Gallien, kämpft eine Horde unermüdlicher Linux-Nutzer gegen die »feindliche« Übermacht ...
Wir werden uns nun die erwähnten Begriffe wie UNIX und GNU etwas detaillierter ansehen. Mit UNIX/GNU kann man alleine schon ganze Bücher füllen und deswegen betrachten wir hier nur die für das Verständnis von Linux relevanten Aspekte.
