Hardware, Treiber und Systemarchitektur

Programme wollen eine Datei speichern oder ein Fenster zeichnen, nicht einzelne Register eines Festplattencontrollers setzen. Das Betriebssystem bietet ihnen dafür einheitliche Schnittstellen und übersetzt die Anfragen in Befehle für die jeweilige Hardware. Dadurch funktioniert ein Programm auch dann, wenn im Rechner ein anderes Gerätemodell steckt.

Ein Treiber ist Software, die ein bestimmtes Gerät kennt und es dem Betriebssystem in einer standardisierten Form zur Verfügung stellt. Fehlt der passende Treiber, bleibt ein Gerät unbenutzbar, obwohl es technisch funktioniert. Weil Treiber eng mit dem System zusammenarbeiten, kann ein fehlerhafter Treiber auch das ganze System instabil machen.

Im PC-Bereich war die Treiberfrage lange ein Alltagsthema, etwa bei Windows 95 und Windows 98, die die automatische Erkennung neuer Geräte deutlich komfortabler machen wollten.

Firmware ist Software, die fest im Rechner oder in einem Gerät hinterlegt ist. Beim Einschalten prüft sie grundlegende Hardware und lädt dann das Betriebssystem. Bei manchen Systemen liegt sogar ein großer Teil des Betriebssystems selbst in einem Festwertspeicher: RISC OS und Atari TOS sind Beispiele für Systeme, deren Kern auf den damaligen Rechnern üblicherweise in einem ROM mitgeliefert wurde.

Jeder Prozessor versteht einen bestimmten Befehlssatz, seine Architektur. Ein Betriebssystem und seine Programme werden für eine Architektur übersetzt. Deshalb läuft ein System nicht automatisch auf beliebiger Hardware: Es braucht passenden Maschinencode, passende Treiber und oft auch eine passende Firmware.

Im Portal stehen dafür verschiedene Welten: RISC OS entstand für ARM-Prozessoren in Acorn-Rechnern, IRIX für Workstations von Silicon Graphics, die hier gezeigten Windows-Versionen vor allem für PCs mit x86-Prozessoren. Mac OS X 10.4 erschien zunächst für Macs mit PowerPC-Prozessoren und wurde später auch für Intel-Macs ausgeliefert - ein Beispiel dafür, dass ein System auf eine andere Architektur übertragen werden kann, was allerdings erheblichen Aufwand bedeutet.

Ein Desktop verrät wenig über die Hardware darunter. Zwei Systeme auf unterschiedlichen Prozessoren können sehr ähnlich aussehen, und dasselbe System kann auf verschiedener Hardware laufen, ohne sich sichtbar zu verändern. Warum die sichtbare Schicht vom technischen Kern getrennt ist, erklärt Kernel und Benutzeroberfläche; wie Prozesse Rechenzeit und Speicher bekommen, beschreibt Prozesse und Arbeitsspeicher.

Die Simulationen des Portals sind Nachbildungen der Oberflächen in normalem Webcode. Sie emulieren keinen Prozessor, laden keine Treiber und fragen keine Hardwaredaten deines Computers ab. Deshalb laufen sie in jedem modernen Browser, unabhängig von der ursprünglichen Architektur.