Um erst einmal ein Gespür dafür zu bekommen, wie Dateien ihre Inhalte speichern und auch wieder abrufen können, muss man sich in erster Linie mit dem Gedanken anfreunden, dass Dateien nichts weiter sind als eine große Anzahl von Blöcken.

Bekanntlich bestehen Festplatten aus Sektoren – diese Sektoren werden zusammengefasst mittels des Clusterfaktors – und anhand dieses Gebildes entstehen die Blöcke. Um das doch noch etwas zu verdeutlichen,  ein kurzes Beispiel.

Sektoren besitzen eine Größe von 512 Byte und ein Block soll die Größe von 4096 Byte besitzen – das bedeutet man benötigt acht Sektoren um einen Block zusammenstellen zu können. Dem entsprechend würde die Rechnung wie folgt aussehen.

Wir bedanken uns für diesen Beitrag bei dem Ersteller, welcher nicht veröffentlicht werden wollte. Laut Angabe ist der Stand dieses Dokumentes 09/2009

In diesem Dokument wird ein Vergleich zwischen Magento Community und xt:Commerce Veyton 4 beschrieben. Dem entsprechend die aktuell vorhandenen Versionen – ein direkter Vergleich zwischen Magento und xt:Commerce 3 ist aufgrund der großen Unterschiede, sprich es hingt in der Entwicklung einige Jahre zurück und stellt für Magento nicht ansatzweise eine Konkurrenz dar, nicht möglich.

Die Aufgabe des Betriebssystems ist dabei aus den vorhandenen Hierarchien ein nützliches Modell zu modellieren bzw. es eine Abstraktion zu schaffen und diese im Endeffekt zu verwalten. Der Teil des Betriebssystems, der diese Aufgaben übernimmt, wird Speicherverwaltung genannt.

Wiederum die Aufgabe der Speicherverwaltung ist den vorhanden Speicher effizient zu verwalten, das heißt auch zu Verfolgen welche Speicherbereiche aktuell genutzt werden. Die Speicherverwaltung teilt beispielsweise den Prozessen wie auch den Threads notwendigen Speicher zu und gibt diesen, sofern er nicht mehr benötigt wird, wieder frei.

In der Speichverwaltung wird auf flüchtige Speichermedien zurückgegriffen. Das bekannteste Speichermedium dieser Art ist der sogenannte Hauptspeicher oder auch Arbeitsspeicher (kurz: Ram).

Bekanntlich ist die Computer-Hardware eng mit dem Betriebssystem verknüpft, welches den Befehlssatz des Computers erweitert und verwaltet. Grundsätzlich benötigt ein Betriebssystem sämtliche Informationen über die Hardware, vor allem in dem Bezug wie die Hardware von Programmen bzw. Software genutzt werden kann.

Dazu muss man sich erst bewusst machen, wie die Hardware bzw. ein Rechner im groben aufgebaut ist. Ein Computer besitzt etwaige Hardwarekomponenten wie Beispielsweise die CPU, den Arbeitsspeicher, die Festplatte, eine Grafikkarte und weitere Schnittstellen zu peripheren Geräten wie Drucker, Tastatur, Bildschirm.

Es ist mit Nachteilen verbunden, Prozesse direkt auf den physikalisch vorhanden Arbeitsspeicher zugreifen zu laden. Denn da jedes Byte innerhalb des Arbeitsspeichers adressiert werden kann, kann im schlechtesten Fall das komplette Betriebssystem ausgehebelt werden und somit kann es passieren, dass im weiteren Verlauf das Betriebssystem still steht und nicht mehr reagiert.

Des Weiteren macht der direkte Zugriff es nicht leichter, Programme zur selben Zeit ausführen zu können. Genau aus diesem Grund wurden Adressräume eingeführt, eine Unterteilung des vorhandenen Speichers, so dass man jeden Prozess einen Bereich zu weisen kann – welcher nicht durch andere Prozesse überschrieben werden kann.

Bekanntlich ist die einfachste Art der Abstraktion, erst gar keine einzusetzen. Dies bezüglich gab es mal drei Formen von Modellen.

Es gibt zwei Arten um den freien Speicher zu verwalten – diese Aufgabe erledigt das Betriebssystem mittels Bitmaps oder verkette Listen

Bitmaps

Eine Bitmap stellt eine Art Abbildung der Pagefile dar. Bei der, der Speicher in Belegungseinheiten unterteilt wird. Jede Einheit entspricht genau einem Bit, also 0 oder 1. Null bedeutet im Endeffekt, dass die Einheit frei ist und somit gefüllt werden kann. Eins bedeutet, dass die Belegungseinheit bereits genutzt wird und dem entsprechend belegt ist. Je kleiner die Einheiten sind, desto größer kann eine Bitmap werden.

Mittels Bitmap lassen sich sehr einfach Wörter in einem Speicher von fester Größe verwalten, weil die Größe der Bitmaps von der Größe des Speichers und Größe der Belegungseinheiten abhängt.

Der Ansatz womit der virtuelle Speicher auf dem Markt gerufen wurde ist der, dass die Größe von Software allgemein schneller wächst, als die vorhandenen Speicherkapazitäten. Dem entsprechend musste ein System erschaffen werden, welches in der Lage ist, auch deutlich größeren Anwendungen die Chance des Betriebs zu geben. Der virtuelle Speicher sorgt eben dafür, dass auch größere Anwendungen unterstützt werden.

Swapping war bzw. ist ein recht langsames Verfahren, da der Durchsatz lediglich bei 100 MegaByte die Sekunde liegt und somit für 1 GB bereits 10 Sekunden verstreichen würde, bis sich der notwendige Inhalt wieder im Arbeitsspeicher befindet.

Die heutigen Computersysteme bzw. Rechner besitzen Register, welche das Betriebssystem alle kennen muss und sollte. Ein Register ist nichts anderes als ein Speicherbereich, welcher sich innerhalb der CPU befindet, somit direkt mit der Recheneinheit verbunden ist und dem entsprechend mit selbigen interagiert. Das heißt Register nehmen Operanden sowie Ergebnisse sämtlicher Berechnungen auf. De-facto werden die meisten Register lediglich als Zwischenspeicher genutzt.

Beispiel über den Einsatz von Register

1. Wenn ein anderer Prozess bzw. eine andere Prozedur oder Anwendung (Ein Prozess ist eine Instanz einer Anwendung) arbeiten soll, muss der laufende Prozess angehalten werden.
2. Wenn das Programm gestoppt wird, müssen alle Register und deren Inhalte gespeichert werden – damit ein Programm später an derselben Stelle die Arbeit wieder aufnehmen kann. Diese Notwendigen Informationen befinden sich in Register.

Es gibt diverse Arten von Register,  im nachfolgenden werden drei Spezial-Register erläutert.

Verzeichnisse dienen in erster Linie der strukturierten Darstellung von Inhalten auf einem Dateisystem. Im Fachjargon nennt man die Verzeichnisse üblicherweise directories oder folder (zu Deutsch: Ordner).

Das einfachste Verzeichnissystem ist das, welches nur aus einer Ebene besteht, also aus einem Verzeichnis, dies Verzeichnis nennt man Wurzelverzeichnis oder auch root directory. In diesem Verzeichnis werden sämtliche Inhalte abgelegt, welche man auf einem Computer benötigt. Der Vorteil liegt dabei auf der Hand, denn der Zugriff ist aufgrund der Einfachheit und Übersichtlichkeit recht schnell – dies ist aber auch nur solange gegeben, wie sich wenige Inhalte in dem einem Verzeichnis befinden. Bei 100 Dateien kann man noch recht schnell, die passende Datei finden – wenn aber die Anzahl der Dateien weit in die Tausende geht, was mittlerweile recht üblich ist, dann wird dies einfache Verzeichnissystem sehr schnell unübersichtlich und ist nicht mehr zu Hand haben.

Aufgrund der vielen Inhalte, welche sich heutzutage auf einem herkömmlichen Personal Computer befinden, reicht ein einfaches Verzeichnissystem nicht mehr aus. Dafür existieren mittlerweile die hierarischen Verzeichnissysteme, welche aufgebaut sind wie ein Verzeichnisbaum. Der Vorteil eines solchen hierarischen Systems ist eindeutig, denn es können beliebig viele Ordner bzw. Verzeichnisse angelegt werden und diese unter anderem auch in mehreren Ebenen untergliedert werden. Zudem besteht für den Benutzer die Möglichkeit sowohl private als auch öffentliche Verzeichnisse anlegen, um den Datenbestand besser verwalten zu können. Dies sorgt dafür, dass auch bei vielen tausend Daten die Übersicht nicht verloren geht.