Was ein Betriebssystem macht

Sie öffnen eine App, speichern ein Dokument, schließen ein Laufwerk an. Nichts davon erreicht die Hardware direkt: Ein Programm namens Betriebssystem sitzt zwischen jeder Handlung, die Sie vornehmen, und dem Chip, Speicher und der Festplatte darunter. Seine vier Hauptaufgaben zu verstehen macht den Rest dieses Kurses, und die Entscheidungen, die Sie über Ihren Mac treffen, viel leichter nachvollziehbar.

Der Kernel: zuständig für die Hardware

Der Kernel ist der Kern des Betriebssystems, der Teil, der entscheidet, welches Programm als Nächstes den Prozessor nutzen darf, welche App welchen Speicherbereich lesen darf, und wie Daten die Festplatte erreichen. Apples Sicherheitsdokumentation beschreibt Systemsicherheit als „verantwortlich für die Kontrolle des Zugriffs auf Systemressourcen in Apple-Geräten, ohne die Nutzbarkeit zu beeinträchtigen“, und deckt den Startvorgang sowie den „Schutz von Computersystemressourcen wie CPU, Speicher, Festplatte, Softwareprogrammen und gespeicherten Daten“ ab. Jedes andere Programm, einschließlich der von Ihnen geöffneten Apps, bittet den Kernel um diese Ressourcen, statt sie direkt anzufassen.

Diese Kontrolle beginnt, bevor macOS überhaupt fertig geladen ist. Apple nennt das sicheren Start: eine Kette von Prüfungen, die in der Hardware selbst beginnt, wobei „jeder Schritt so gestaltet ist, dass er sicherstellt, dass der nächste ordnungsgemäß funktioniert, bevor er die Kontrolle übergibt.“ Ist ein früher Schritt nicht vertrauenswürdig, dürfen die darauffolgenden nicht laufen.

Prozesse: Programme, während sie laufen

Ein Prozess ist ein Programm, während es ausgeführt wird: Ihr Browser, Ihr Mail-Programm, ein Hintergrunddienst, der nach Updates sucht. Der Kernel hält Dutzende davon gleichzeitig am Laufen, indem er jedem eine Zeitscheibe des Prozessors und einen privaten Speicherbereich zuteilt. Spätere Lektionen dieses Kurses bauen darauf auf: Die App-Sandbox existiert eigens, um zu verhindern, dass ein Prozess in den Speicher oder die Dateien eines anderen eindringt.

Dateien: organisiert, und durch Berechtigung kontrolliert

Das Betriebssystem organisiert Speicher auch in ein Dateisystem: Ordner, Dateien, und Metadaten darüber, wer jede davon lesen oder ändern darf. Diese Zugangskontrolle ist es, die es zwei Personen oder zwei Apps ermöglicht, dieselbe Festplatte zu teilen, ohne automatisch die Daten der jeweils anderen zu sehen.

Benutzer: getrennte Identitäten auf einem Gerät

Schließlich verfolgt das Betriebssystem, wer fragt. Auf einem Mac besitzt jede angemeldete Person ein Konto, und Konten gibt es in verschiedenen Typen. Apples Mac-Benutzerhandbuch erklärt, dass ein Administrator „andere Nutzer hinzufügen und verwalten, Apps installieren und Einstellungen ändern kann“, während ein Standardkonto, „von einem Administrator eingerichtet“, „Apps installieren und eigene Einstellungen ändern kann, aber keine anderen Nutzer hinzufügen oder deren Einstellungen ändern kann.“ Das Konto, das Sie täglich nutzen, entscheidet, was Sie und jede in Ihrem Namen laufende Software anfassen dürfen.