Technisches zur Hardware der Macs

24 Anatomie Technisches zur Hardware der Macs 24 DieProzessoren 32 DerChipsatz 32 Firmware 35 InterneSchnittstellen 36 Peripherie-Schnittstellen 39 Netzwerk-Schnittstellen

40 Psychologie Technisches zum Betriebssystem Mac OS X 40 DasSchichtenmodell 41 Programmumgebungen 46 Grafik 48 Speicher-undProzessverwaltung 51 Voreinstellungen 52 Massenspeicherverwaltung 52 Partitionsschemata 52 DasDateisystem 56 Bundles 58 Objektattribute 64 GrafischeBenutzeroberfläche 65 DerFinder 66 HumanInterfaceGuidelines

68 Willkommen! Der Systemstart

24 AnatomieTechnisches zur Hardware der Macs

Technik

24 Technik

Die ProzessorenZumBetriebeinesComputerswerdenverschie-deneKomponentengebraucht.DiewichtigstenKomponentendabeisindderProzessorundderChipsatz.DerProzessoristdiezentraleRecheneinheit

einesComputers.ErführtBefehleaus,nimmtBerechnungenvorundverteiltAufgabenandieverschiedenenSubsysteme.DerimPowerPC-MacverwendetePowerPC-

ProzessorwurdeAnfangder90erJahrevonApple,MotorolaundIBMaufBasisdesPOWER,welchenIBMinGroßrechnernverwendete,entwickelt.Deraus11ChipsbestehendePO-WERwurdezueinemChipzusammengefasstundumeinenvonMotorolaentwickeltenBusergänzt.Der»Core«bzw.»Core2«indenMacsmitIntel-Architekturisteinx86,erentstandineinerlangenEvolutionausdem8086(sieheSeite20,Geschichte).DerPowerPCimMacistTeileinergroßenFa-

miliemitunterschiedlichstenEinsatzgebietenundvonverschiedenenHerstellern.PowerPCswerdenunteranderemauchinEmbedded-Computern(wiederMotorsteuerungimAuto),indenaktuellenSpielekonsolenoderauchinSupercomputern(woerdieoberstenPlätzederListederschnellsten500Computerdominiert)undinMainframesverwendet.Derx86dage-genistpraktischeinreinerPersonal-Computer-Prozessor.FürdieanderenEinsatzgebietehatIntelandereProzessorenimProgramm–dieRISC-ProzessorenItaniumundXScale(wurdejedoch2006andieFirmaMarvellabgestoßen).XScalebasiertaufdem»ARM«(AdvancedRISCMachine),demProzessorimiPodundiPhone.

Prozessortechnik – oder – wie funktioniert ein Prozessor?EinProzessorbestehtausverschiedenenfunk-tionalenEinheiten,dieerstdasAbarbeitenvonProgrammenermöglichen.MankannhierzwischendemFrontendunddemBackend unterschieden.DasFrontendistdafürzustän-dig,demProgrammablaufzufolgenunddasBackendmitdenBefehlenundDatenausdemArbeitsspeicherzuversorgen.DasBackendübernimmtdieeigentlicheBerechnungderDa-tenanhandderBefehle.

ProgrammablaufAlleProzessorenarbeitennachdemgleichenAblauf–Fetch,Decode/Dispatch,Execute,Writeback:EinProzessorbefehlwirdvoneinerbestimmtenSpeicheradresseangenommen,abgefertigtundverarbeitet(d.h.aufbestimmteDatenangewendet).DannwirddasErgebniszurückgeschrieben.GleichzeitigwirdderPro-grammzählerumEinserhöht,unddernächsteBefehlimProgrammablaufindernächsthö-herenSpeicheradressewirdangenommen.DieseSequenzdurchläuftderProzessorimmerundimmerwieder,vondemZeitpunkt,andemderComputereingeschaltetwirdbiszumAus-schalten.

RegisterRegistersinddieSpeichereinheiteninnerhalbdesProzessors,dereinzigeSpeicher,aufdenderProzessordirektenZugriffhat.BefehlekönnennuraufDatenangewendetwerden,diesichinRegisternbefinden.JederBefehlunddiezubearbeitendenDatenmüssenzuerst

AnatomieTechnisches zur Hardware der Macs

DasneueLogoderPower.

org,einemZusammen-schlussallerHerstellervonPow-

erPC-Prozes-sorenundKomponen-tenfürdenPowerPC.

3 32Chipsatz

Applever-wendet

diesesLogoanstelledesoffiziellenIntel-Logos.

3 28RISC

Technisches zur Hardware der Macs 25

ineinRegistergeladenwerden.UmDatenausdemArbeitsspeicherindieRegisterzuladen,werdenLade-Befehleverwendet,bzw.Speicher-Befehle,umDatenausRegisternindenArbeitsspeicherzuschreiben(Load/Store-Befehle).DieunterschiedlichenRechen-einheitenfürFestkomma-,Fließkomma-undVektor-BerechnungenbesitzenjeweilseigenenSatzanRegistern.SpeicheradressenwerdenindenFestkomma-Registerngespeichert.Zusätz-lichgibtesBefehlsregister,sowieStatus-undSteuer-Register(z.B.fürdenProgrammzähler).

ProgrammverzweigungenNormalerweisewirdeinBefehleinesPro-grammesnachdemanderenabgearbeitet.InbestimmtenSituationenkommtesjedochzuSprüngenoderSchleifen.DiesewerdenvonderBranch-Unitbearbeitet.EinBranch-BefehlsetztdenProgrammzählerunterbestimmtenUmständenaufeinenanderenWert,sodassdiefolgendenBefehlevoneineranderenSpeicher-adressegeladenwerden.

Aufbau von Prozessor-BefehlenEinBefehlbestehtauseinerReihevonInforma-tionen.DieersteInformationistdieKennung,

der»Opcode«.Dieserbestimmt,welcheBe-rechnungausgeführtwerdensoll(z.B.Addiere,LadevonAdresseetc.).DahinterfindensichRegisteradressenfürdieQuelleunddasZielderBerechnung.EinigeBefehlebeinhaltenaucheinesogenannte»Immediate«,eineZahl,diebeimÜbersetzendesProgrammsschonbe-kanntwar.

Techniken in der Mikroarchitektur1Pipelines:BeidenallererstenProzessorenwurdeeinneuerBefehlerstangenommen,wenndervorherigeBefehlfertigbearbeitetwar.DamitverbringtabereinTeildesProzes-sorseinenGroßteilderZeitmitLeerlauf.Da-heristmanaufdieIdeederBefehlspipelinegekommen.DernächsteBefehlwirdschonangenommen,wenndererstesichnochinBearbeitungbefindet.DamitsindimmeralleFunktionseinheitenausgelastet.DiekleinstePipelinebestehtausvierStufen(dieklas-sischeRISC-Pipeline–fürdievierPhasenderBearbeitungeinesBefehls:Fetch,Decode/Dispatch,Execute,Writeback).DieserAblaufkannwiederuminkleinereEinheitenunter-teiltwerden.(DerersteG4hatteebendiese4Stufen,diespäterauf7erweitertwurden.

SchematischeDarstellungeinessuperscalarenRISC-Prozessors.InvierPipeline-StufenundmitvierparallelenRecheneinheitenwerdendieDaten(blau)mit-hilfederBefehle(rot)verarbeitet.DieLSUberech-netdieAdressen(gelb)fürdenSpeicherzugriff.BR=Befehls-Register

BU=BranchUnitFPU=FloatingPointUnitVPU=VectorProcessingUnit

LSU=Load/StoreUnitALU=ArithmeticLogicalUnit

26 Technik

DerG5-unddieIntel-Core-Prozessorenha-ben12bzw.16Pipeline-Stufen.DielängstePipelinebesitztIntelsPentium4.Dortsindesbiszu31Stufen.)LängerePipelineser-möglicheneinehöhereTaktfrequenz,dadiekleinerenBearbeitungsschrittewenigerZeitbenötigen.Allerdingsfunktioniertdasnurgut,so-

langeeskeineAbhängigkeitenvondenErgebnissenvorherigerBefehleoderVer-zweigungengibt.DannmüssenschoninBearbeitungbefindlicheBefehlewiedergelöschtwerden,esentstehenBlaseninderPipeline,sogenannte»Bubbles«.JelängerdiePipeline,destoöftertretendieseaufundgrößersindsie.

1Sprungvorhersage:BeiSprung-Befehlenistesabermöglich,umVerzögerungendurchBubbleszuvermeiden,bestimmteBefehleschonaufVerdachtauszuführen.Beispiels-weiseistdieWahrscheinlichkeit,dasssicheineSchleifewiederholtungleichhöher,alsdassdieSchleifeverlassenwird(z.B.wirdbeimUmwandelneinesBildesmit1000PixelndieSchleife999malwiederholt,abernureinmalverlassen).ModerneProzessorenhabeneineeigeneRecheneinheit,diedaraufspezialisiertist,zuberechnen,welcherZweigamwahrscheinlichstenalsnächstesgenom-menwird(denBranch-Predictor).

1Superscalare Prozessoren:DieerstenProzes-sorenbesaßennureineRecheneinheitimBa-ckend,mitderjedeArtvonDatenberechnetwurden.Später,alsdieZahlderTransistorenzunahm,wurdenindenProzessorzuerstzweigleicheRecheneinheiteneingebaut,diedieDatenparallelberechnenkonnten.NochspäterwurdendieRecheneinheiteninUnter-EinheitenfürunterschiedlicheArtenvonBerechnungengeteilt(z.B.eineEinheitfürdieeinfachenBerechnungenAddition,SubtraktionundMultiplikation,pluseinefürdiekomplizierteDivision).BeimPowerPC970undIntelCorearbeiten12bzw.13unter-schiedlicheRecheneinheitenparallel.Mo-derneProzessorenarbeiten»superscalar«.DamitkannderProzessorbeieinemTaktnichtnureinenBefehl,sondernmehrereaus-führen.EinsuperscalarerProzessorbrauchtjedocheinezusätzlicheSteuereinheit,dieda-fürsorgt,dassdieErgebnisseinderrichtigenReihenfolgeausgegebenwerden.

1Weitere Techniken:ImLaufederweiterenEntwicklungwurdenweitereTechnikenerfunden,diedieLeistungsfähigkeitdesProzessorssteigernsollten,wiedasUmsor-tierenderBefehle(OutofOrderExecution,OoOE)vordemAusführenoderdasAusfüh-renvonBefehlenaufVerdacht(SpeculativeExecution),unsichtbareRegister,indenen

PowerPC-970-Prozessor(G5)

Abbildungen:Freescale,IBM

PowerPC-74xx-Prozessor(G4)


Datenzwischengespeichertwerden,wenneinRegisterbelegtist(Rename-Register)o.ä.AllerdingskommeneinigemoderneProzessordesigns(wiediePowerPC-basiertenProzessoreninderXBox360undderPlaysta-tion3)vonmanchendieserTechnikenwiederab,daman–wieinden80erJahrenbeiCISC–geradefeststellt,dasssieu.U.mehrKosten,alsNutzenbringen.

SpeicherWieobenbeschriebenhatderProzessornuraufdieRegistereinendirektenZugriff.Zu-griffaufdenArbeitsspeicheristnurüberdenSpeicherbusanhandvonAdressenmöglich.AuchEin-undAusgabegeräte(dieFestplatte,dieTastatur,dieGrafikkarteo.ä.)werdenüberAdressenbehandelt.InProgrammenfindensichjedochkeineabsolutenSpeicheradressen(dieseändernsich,z.B.janachdemwiegroßdereingebauteArbeitsspeicherist).FürdasUmrechnenderindenProgrammengespei-chertenAdresseninabsoluteAdressenbesit-zenheutigeProzessoreneineeigeneFunktions-einheit,dieLoad/Store-Unit.

CacheRegulärerArbeitsspeicheristumeinVielfacheslangsamer,alsderProzessor.EsgibtzwarschnellerenSpeicher,dochderisterheblichteurer(jeschneller,destoteurer).DamitderProzessorsowenig,wiemöglichaufdenlang-samenArbeitsspeicherwartenmuss,wirdschnellerSpeicherinmehrerenStufenalsCachefürdenlangsamenArbeitsspeicherver-wendet(wobeiderArbeitsspeicherwiederumeinCachefürdieFestplatteist).ImCachewer-denKopienderaktuellbenötigtenDatenundProgrammbefehlezwischengespeichert.EsgibtfolgendeCachestufen:Amschnellsten,aberauchamkleinstenistderLevel-1-Cache(L1),eristinProzessorintegriert.ImL1werdenBefehle

undDateningetrenntenBereichengespei-chert.Auchdergrößere,etwaslangsamereL2befindetsichbeiheutigenProzessorenzusam-menmitdemProzessoraufeinemChip.BeimanchenProzessoren(imMacbeibestimmtenVersionendesG4)stehtzusätzlichnocheinLevel-3-CachezuVerfügung.DieVerwaltungdesL1-undL2-(undevtl.L3-)-CacheübernimmtderProzessor,sieistvonProzessorzuProzessorunterschiedlich.MithilfederCache-HierarchiewirdderSpeicherzugriffstarkbeschleunigt.WiestarkwirdnichtnurdurchdieGrößedesCaches,sondernauchdurchseineOrganisationbestimmt.

BefehlssätzeJedeProzessorfamiliearbeitetmiteinemeige-nenSatzvonProzessorbefehlen(InstructionSetArchitecture,ISA).DieISAwurdeerstmalsinden60er-JahrenimIBMSystem/360ein-geführt,umdieProgrammierungvondereigentlichenHardwareunabhängigzuma-chen.DieISAliegtalsAbstraktionslayerüberderMikroarchitekturdesProzessors.VorhermussteeinProgrammimmerfürdieMikroar-chitekturangepasstwerden,selbstbeieinerkleinenÄnderungdesProzessorsmusstendieProgrammeneugeschriebenwerden.MitEin-führungderISAkonntevorhandenenSoftwareauchaufneuerHardwaremitdergleichenISAverwendetwerden.DieBefehlederISAwurdendabeizuerstmithilfederMikrocodeEngineverarbeitet.DieseisteineArtProzessorimProzessor,derausjedemBefehleineReihevonBefehlenerzeugtunddiesedanndemBackendzugeführt.MitderLösungdeseinenProblemswurde

jedocheinneuesgeschaffen:DerMarkterfolgeinesProzessorswurdevondervorhandenenSoftwareabhängig.Sokonntederx86,obwohlseineISAmitmodernenProzessortechnikenab-solutinkompatibelist,sichtrotzdemweiterhin

48 3Software, Speicherver-waltung

28 Technik

amMarkthaltenundsichgegendiemodernenProzessorenimRISC-Designbehaupten.

CISCDieMöglichkeiten,diesichdurchdieISAerga-benwurdeninden70er-JahrenaufdieSpitzegetrieben.Grunddafürwaru.a.Speicherzusparen–SpeicherwarrarundteuerundPro-zessorlogikbilligerzuproduzieren,alsSpeicher.AußerdemsolltedemProgrammierer,derdamalsnochaufProgrammiereninder–sichmehranderMaschine,alsamMenschenorien-tierenden–Sprache»Assembler«angewiesenwar,dieArbeiterleichtertwerden.Daherwur-demehrereBefehlezusammengefasstundBe-fehleeingeführt,mitdenenSpeicheradressendirektmanipuliertwerdenkönnen.DieBefehleeinersolchenCISC-ISA(ComplexInstructionSetComputing)könnenvomProzessornichtdirektverarbeitetwerden.DamitwurdendieProzessorenimmerkom-

plexer.DadieRessourcenbeschränktwaren,istdieZahlderRegisterstarkbeschränkt.HeutzutageistdieEinsparunganSpeicherplatzirrelevant,beieinemMac-OS-X-Programmbeträgtsie,wennüberhaupt,nurwenigePro-zent.AußerdemwirdheutzutagenichtmehrinAssemblerprogrammiert,sonderninHoch-sprachen,wie»C«oder»C++«bzw.»ObjectiveC«fürCocoa.BeimErzeugeneinesProgrammssorgtderCompilerdafür,dieHochspracheindieProzessorspracheumzusetzten.

RISCMitderRISC-Technologie(ReducedInstructionSetComputing)–dieinden80er-Jahrenent-worfenwurde,umdieGrenzen,diedurchCISCgesetztwurden,zuüberwinden–besannmansichaufdieEinfachheitderProzessorenausderZeitvorCISC.DasKonzeptderISAwurdebeibehalten,dieISAabersoangelegt,dassdieBefehledirektvomProzessorverarbeitetwer-denkönnen.DerProzessorkommtohneeineMicrocodeEngineaus,dieverfügbarenTransis-torenkonntenstattdessenfürdieeigentlichenRecheneinheitenverwendetwerden.RISCsollteeinehöhereTaktgeschwindigkeit,aberauchhöhereRechengeschwindigkeitproTaktermöglichen.Techniken,wiePipelinesundsu-perscalareProzessorenwurdenerstdurchRISCmöglich.BeiRISCgibtes,bisaufdiespeziellenLoad-undStore-Befehle,keinenZugriffaufSpeicheradressen.DieZahlderRegisteristun-gleichgrößer,alsbeimCISC.AusdergleichenLängeundStrukturderBefehle(bzw.dersichdarausergebendenfixenLängedesOpcodes)ergibtsichaberaucheinebeschränkteAnzahlvonBefehlen.FürdenAssembler-Programmie-rerbedeutetRISCeinengrößerenProgram-mieraufwand.

Eigenschaften des x86 BefehlssatzesIntelsx86-ArchitekturisteinLehrbuchbeispielfüreinen»komplexenBefehlssatz«CISC.DieBefehlehabeneineextremunterschiedliche

x86-undPowerPC-Code.Imx86-Code(rot)habenBefehleeineunterschiedlicheLänge.BeimPowerPC

(blau)sindalleBefehlegleichlang.SiehabenauchdiegleicheStruktur.DamitderIntel-ProzessordieBefehleeffektivverarbeitenkann,musserdenx86-CodeinterninCodeumwandeln,dersoähnlichaussieht,wiederPowerPC-Code.(DieBilderzeigenechtenMaschinen-code.DiesesCode-SegmentwirdbeimStarteneines

Mac-OS-X-Programmsaufgerufen.)

3 42Cocoa


Länge(zwischeneinemund17Bytes;imDurchschnitt3,5,intatsächlichverwendetemProgramm-CodekannderWerthöheroderniedrigersein).HäufiggebrauchteBefehlesindkurz,umSpeicherzusparen.DadieZahlderkurzenBefehlereinmathematischbeschränktist,gibtes–ummöglichstvieleBefehlezuermöglichen–zusätzlichseltenergebrauchte,längereBefehle.ZumTeilhandeltessichumzweiVersionendesgleichenBefehls:EinkurzerBefehl,derautomatischaufeinbestimmtesRe-gisterangewendetwirdundeinlanger,deraufjedesbeliebigeRegisterangewendetwerdenkann.Derx86-BefehlssatzenthältauchBe-fehle,dieSpeicherinhaltedirektberechnen(derProzessormussdieInhaltenatürlichtrotzdemindieRegisterladen,umsieberechnenzukön-nen).ProFunktionseinheitstehen8Registerim32-bit-ModuszurVerfügungbzw.16im64-bit-Modus.Beimx86mussderProgrammiereralsoimmerdaraufachten,dassdieRegisternichtüberlaufen.Derx86kenntnurBefehlemitzweiOperanden,derInhalteinesRegisters(oderei-nerSpeicheradresse)wirdmitdemInhalteinesanderenverändert(nachdemSchemaA+BpA).Derx86bearbeitetDaten»LittleEndian«.D.h.wenndasWort»UNIX«ein64-bit-Wertwäre,würdeesindenRegisternim32-bit-Mo-dusals»NU«und»XI«bzw.im64-bit-Modusals»XINU«gespeichert.

Heutige x86-ProzessorenBeiheutigenx86-Prozessorenwerdendiex86-CISC-BefehleimProzessorzuMikrobefehlenumgewandeltunddannabgearbeitet.DieseMikrobefehlebesitzenähnlicheEigenschaften,wieRISC-Befehle(dennsieorientierensichwiedieseandenArbeitsabläufeneinesmodernenProzessors).AufdieMikrobefehleistjedochweiterhinkeindirekterZugriffmöglich,siesindauchunterschiedlichjenachx86-Prozessortyp.Dabeigibtesbeiheutigenx86-Prozessoren

mehrereEinheitenzurUmwandlungderCISC-BefehleindieinternenBefehle.EinfacheBefehlewerdenvonmehrerenparallelarbei-tendeneinfachenUmwandlungseinheitenineinoderzweiinterneBefehleumgewandelt,diekomplexerenBefehlewerdenübereinMikroprogrammineineSequenzvon–teilsduzenden–internenBefehlenumgerechnet.Heutigex86-ProzessorennehmendieBefehlePaketweisean.BevordieseweiterverarbeitetwerdenkönnenmussderProzessorimmerzuerstanhanddesInhaltsfeststellen,obessichdabeiumeinenodermehrereBefehlehandelt.DurchexzessiveAnwendungmoderner

Prozessor-TechnikenTechnikennachdemUmwandelnderx86-BefehleinMikro-Befehle,wurdederCISC-Nachteilbeidenheutigenx86ernzumTeilwiederwettgemacht.FürdieseUmwandlungwerdenjedochweiterhinvieleRessourcenverschwendet.EinPentiumPro,ausdemdieaktuellenCore-Prozessorenentwickeltwurden,brauchte40%seinerTransistoren,umdiemitdermodernenProzessortechnikinkom-patiblenx86-Befehlezuübersetzen.Dadiever-fügbarenRessourcensichmitjederProzessor-Generationvervielfachen,dachteman,mankönntediesenOverheadbaldvernachlässigen.HeuteaberwirdmehraufStromsparengeach-

IntelCore-2-Duo-Prozessor

Abbildung:Intel

30 Technik

tetundLeistungssteigerungenbeiProzessorenwerdennichtmehrdurchVergrößerneinesein-zelnenProzessorsundhöhereTaktungerreicht,sonderndurchMehrprozessor-Technik.MitderVervielfachungkompletterProzessorkernesteigtdieMengedervonderx86-Überset-zungshardwareverbrauchtenRessourcennundochwiederan.

Eigenschaften des PowerPCDerPowerPC-ProzessorbenutztimGegensatzzumx86einen»reduziertenBefehlssatz«RISC.ImPowerPC-BefehlssatzsindalleBefehlevierByteslangundgleichstrukturiert.Z.B.istderOpcodeimmer6bitlang.DaherkannderPro-zessordieBefehlewieeinengleichmäßigenDatenstromannehmen.EinPowerPCbesitzt32universelleRegisterproRecheneinheit.BeimPowerPChabendiemeistenBefehledreiOpe-randen(A+BpD),einige,speziellVektor-Be-fehle,auchvierOperanden(A+B+CpD).WiebeiRISCüblichmussimmereinZielregister(D)angegebenwerden(welchesaberauchiden-tischmiteinemderQuellregisterseinkann).

RecheneinheitenEinProzessorbestehtnichtnurauseinerRe-cheneinheit,sondernausverschiedenen,diefürunterschiedlicheRechen-undSteueraufgabenzuständigsind.FrühereProzessorenbesaßenalsRecheneinheitnurdieEinheitfürGanzzahl-Berechnungen(ALU,ArithmeticLogicalUnit).SeitlängerementhaltenProzessorenmitderFPUzusätzlicheineEinheitfürFließkomma-BerechnungenindoppelterGenauigkeit(d.h.für64bit-Fließkomma-Werte).AlleEinheitenkönnenauchmehrfachvorhandensein.

Vektor-EinheitenHeutigeProzessorenenthaltenzusätzlichzudenbekanntenRecheneinheitenfürGanzzahl-undFließkommaberechnungeneineweitere

Recheneinheit,mitdermultipleDatenbzw.VektorengleichzeitigmiteinemBefehlbear-beitetwerdenkönnen(SIMD–SingleInstruc-tion,MultipleData).1AltiVec:DieAltiVec-bzw.VMX-EinheitbeimG4bzw.G5–vonAppleauchVelocityEnginegenannt–ist128bitbreit.Damitkannbei-spielsweiseeinBefehlfür16Datenworteà8bitLängeoderauch4Datenworteà32bitaufeinmalausgeführtwerden.WenndiezuverarbeitendenDateneszulassen,machtAltivecdenG4bzw.denG5zueinemderschnellstenProzessorenüberhaupt.BeiderBerechnungvonrc5-Schlüsselnfür<distri-buted.net>berechneteinG4mehralsdiedoppelteAnzahlanSchlüsselnwieeindop-peltsoschnellgetakteterx86-Prozessor.DaAltivecimG4besserumgesetztist,übertrifftderhiersogardenschnellergetaktetenG5.

1SSEerfülltbeimIntel-ProzessorteilweiseähnlicheAufgabenwieAltiVecbeimG4.ZusätzlichführtSSEauchnormale32-und64-bit-Fließkomma-Befehleaus,ähnlichwiedieFließkomma-Einheit,dieinjedemPow-erPCvorhandenist.MitSSEkönnenjedochvieleRechenoperationenbeiWeitemnichtsostarkbeschleunigtwerden,wiemitAltiVecbeimPowerPC.

MulticoreDieProzessorenimletztenG5-PowerMacundindenIntel-MacssindDualcore-Prozessoren.BeieinemDualcore-ProzessorsindzweiPro-zessorkerneaufeinengemeinsamenChipzusammengefasst.WiebeieinemComputermitmehrereneinzelnenProzessorenkannda-durchdieRechenleistunggesteigertwerden.Sieverdoppeltsichjedochnicht,dazusätz-licherVerwaltungsaufwandentsteht.MehrereProzessorkerneaufeinenChipzubringenhatgegenübereinzelnenProzessorendenVorteil,dassdieProzessorendirekt,ohnedenUmweg

7 21 Geschichte,

x86, Erweite-rungen

7 21 Geschichte,

x87


überdieNorthbridge,kommunizierenundaufeinengemeinsamenCache-Speicherzugreifenkönnen.DerersteDualcore-Prozessorwurdeschon

imJahre2001eingeführt.EswarderPOWER4vonIBM,ausdemspäterderPowerPC970(G5)–paradoxerweisezuerstalsSinglecore-Prozes-sor–entwickeltwurde.

32 bit – 64 bitMitdemPowerMacG5wurdemitdemPow-erPC970der64-bit-PowerPC-ProzessoramMaceingeführt.AlleälterenPowerMacsver-wenden32-bit-Prozessoren.(DieBezeichnung64-bit-ProzessorbeziehtsichnuraufdieBreitederRegisterfürdieALU.)Ein64-bit-ProzessorbringtinersterLiniedenVorteil,dassmehrals4GBanArbeitsspeicheradressiertwerdenkönnen,essindtheoretisch16Exabytemöglich.DerPowerPCwarschonvonvornehereinals64-bit-Prozessorgeplantworden,die32-bit-VersionistnureineUntermenge.Dererste64-bit-PowerPC-Prozessorwurdeschon1995inderIBMAS/400verbaut.AusdiesemGrundegibtesbeimG5keine

ProblememitderKompatibilität.Allealten32-bit-ProgrammewerdeninvollerGeschwindig-keitausgeführt.Auchmussbeieinemneuen

64-bit-ProgrammnichtjederProgrammteilaus64-bit-Codebestehen.Im64-bit-Programm-Moduskönnenalle32-bit-Befehleausgeführtwerden.Eskönnensogarin32-bit-Programmeeinzelne64-bit-Befehleeingefügtwerden.DieindenerstenMacsmitIntel-Architektur

verbautenCore-Duo-Prozessorensind32-bit-Prozessoren.DieModellemitCore-2-Prozes-sorenenthalteneineursprünglichAnfang2003vonAMDeingeführte64-bit-Erweiterung–beiIntelEMT64genannt.ÜberverschiedeneIni-tialisierungsschrittewirdder32-bit-Prozessorzueinem64-bit-Prozessor.Im64-bit-ModuserscheintderProzessoralseinandererProzes-sor,alsim32-bit-Modus,u.a.mitderdoppeltenAnzahlanRegistern.32-bit-ProgrammelaufendannineinemKompatibilitätsmodus.LautIntel-Dokumentationkanndie64-bit-

Erweiterungnurvoneinem64-bit-Kernelmit64-bit-Erweiterungenbetriebenwerden,32-bit-Erweiterungenfunktionierendannnichtmehr.UnterMacOSXjedochwirdderProzessormiteinem32-bit-Kernelunddenvorhandenen32-bit-Erweiterungenbetrieben.Trotzdemlaufen64-bit-Programme.ApplehateinpaarHacksindenx86-Kerneleingebaut,umdiesesProblemzuumgehen(beimPowerPCistkeinHacknö-tig,dortistdieseMöglichkeitsovorgesehen).

BlickinsInneredesPowerPC-970MP

Dualcore-Prozessors.HierkannmandiebeidenCoresunddieunterschied-lichenRechenein-heitenerkennen.DergroßeBereich

ganzobenistderL2-Cache-Speicher.

50 3Software, 32-bit – 64-bit

32 3Northbridge

32 Technik

Der ChipsatzAufdemMainboarddesMacsbefindensichnebendemProzessorweitereKomponenten,diezumBetriebeinesvollwertigenComputersgebrauchtwerden.BeidiesenKomponentensprichtmanvom»Chipsatz«.EinChipsatzbestehtmeistauszweiHaupt-

komponenten.DieNorthbridgekontrolliertdenSpeicherundverbindetdenProzessormitdemlokalenBus.AußerdemistdieGrafikhardwareüberdieNorthbridgeangebunden.DieSouth-bridgeistfürdieVerwaltungderI/O-Schnitt-stellen,wieFestplatten,USB-,FireWire-unddieNetzwerk-Schnittstellenzuständig.North-undSouthbridgesindüberdenPCI-Busbzw.übereinenspeziellenBusverbunden.BeimPowerPC-MacwurdendieHaupt-Chips

fürdenChipsatzvonAppleselbst,aufdenjeweiligenMaczugeschnitten,entworfen–sietragenNamen,nichteinfachnurNummern.IndenG4-basiertenMacssinddieFireWire-

unddieGigabit-Ethernet-SchnittstelledirektindieNorthbridgeintegriert.BeieinigenModellensinddieNorth-undSouthbridgezueineneinzigenChip–demSystem-Controller–zusammengefasst.IndererstenGenerationUni-NorthundKeylargozuPangea,ineinerspäterenU2undKeylargozuIntrepid.DieMacsmitIntel-Prozessordagegenver-

wenden–wiediemeistenPCs–aucheinenChipsatzvonIntel.IndenmeistenIntel-Macsfindetder945-ChipsatzVerwendung.DerChipsatzisteigentlichfür32-bit-Prozessorengedachtundkanndaher–selbst,wennmehreingebautist–nurbis3GBSpeicherverwalten.(BeimdrittenModelldesMacBookProbzw.iMacwurdeaufden965-Chipsatzgewechselt.DieserkannmehrSpeicherverwalten.)InderVariante945GM,welchebeimMacminiundbeimMacBookVerwendungfindet,enthältderChipsatzeinenindieNorthbridgeintegrierten

Grafikprozessor(GMA950).DieserGrafikpro-zessorbesitztimGegensatzzunormalenGra-fikprozessorenkeineeigeneSpeicherschnitt-stelle,ergreiftaufeinenreserviertenTeildesHauptspeicherszu.AußerdemfehlenRechen-einheitenfürbestimmteGrafikberechnungen,sodassderGMAdieseBerechnungenandenHauptprozessorzurückgebenmuss.IndieSouthbridgesICH7undICH8sindledig-

lichFestplatten-undUSB-Schnittstelleninte-griert.DieControllerfürdieNetzwerk-Schnitt-stellensindüberPCIeangebunden,FireWiresogarnurüberdenlangsamenPCI-Bus.ImMacPro,indemXeon-Server-Prozessoren

verbautwurden,wirdderChipsatz5000Xverwendet.DieseristdereinzigeChipsatzvonIntel,derdenBetriebmehrererProzessorenerlaubt.ErstelltdenPCIe-SteckplätzendeutlichwenigerPCIe-LaneszurVerfügung,alsderimPowerMacG5eingesetzteChipsatzvonApple.

FirmwareDamiteinComputerstartenkann,brauchtdasMainboardeineigeneskleinesBetriebssystem,dasdasaufderFestplattebefindlicheSystemstartenkann.DiePowerPC-Macsverwendenhierfürdie»OpenFirmware«,dieIntel-Macsverwenden»EFI«.

Open FirmwareDieOpenFirmwareisteinvonderFirmaSUNentwickelterIndustriestandard,deresermög-licht,aufeinemComputerohneProblemeun-terschiedlicheBetriebssystemeverwendenzukönnen(z.B.MacOSX,BSD-UNIX,Linuxetc).DieOpenFirmwarebildetanhandderan-

gemeldetenKomponenteneinenDevice-Tree–eineBaumstruktur,inderalleKomponentenverzeichnetwerden.AnhanddiesesDevice-TreeslädtderMac-OS-X-Kerneldiefürdie

3 68Systemstart

3 35ffSchnittstellen

3 35PCIe-Lanes


DasDesigndesMainboardsimIntel-iMacentsprichtdemdesMacBookProbzw.ohnedenGrafikprozessorund-speicherdemdesMacminiundMac-Books–unddemDe-signdermeistenPC-NotebooksmitIntel-Pro-zessor.

DiewichtigstenKomponentenundihreVer-bindungenaufdemBoardeinesiMacG5(iSight).

34 Technik

3 255Praxis, Shell

KomponentenaufdemBoardunddieSteckkar-tennotwendigenTreiber.DieOpenFirmwareistvonAppleaufden

jeweiligenMacangepasst.SiewirdineinemspeziellenFlash-Speicherchipgespeichert,mit-telsUpdateskannApplesoeventuelleFehlerbehebenoderErweiterungenhinzufügen.DieOpenFirmwarebieteteineeigeneShell,

eineKommandozeilen-Oberfläche,mitdersieprogrammiertwerdenkann.SiekannmitderTastenkombinationacOFbeimRechnerstartaufgerufenwerden.

EFIIndenMacsmitIntel-ProzessorübernimmtEFI(ExtensibleFirmwareInterface)diegleichenAufgaben,wiedieOpenFirmware.Beimx86-PCistdafürnormalerweisedasBIOSzuständig,dasmittlerweileschon25Jahrealtist.EswurdezwarimLaufederZeiterweitert,setztaberim-mernochden»Realmode«desx86-Prozessorsvoraus(derProzessorverhältsichwieein8086,mitentsprechendgeringenMöglichkeitenbe-züglichdesadressierbarenSpeichersundderProgrammiersprache).EFIwurdevonIntelursprünglichalsFirm-

warefürden64-bit-Server-ProzessorItanuimentwickelt.Beimx86isteseineAbstraktions-schichtundeinInterface-AufsatzfürdasBIOS,dasimGegenzugaufdasgeringstmöglicheMaßreduziertwerdenkann.EFIbietetfürdenSystemstartähnlicheMöglichkeiten,wiedieOpenFirmware–esermöglichtdasAuffindenderStartdateiaufderFestplatteundeskönnenFirmware-Programme(hier»EFI-Module«ge-nannt)ausgeführtwerden.DenZugriffaufdieKommandozeillen-OberflächeistjedochbeiIn-tel-Macsnichtohneweiteresmöglich,daAppledieseMöglichkeitgesperrthat.AußerdemerstelltEFIkeinendynamischenDevice-Tree,derdieaktuelleHardwarewiderspiegelt.Der

Mac-OS-X-Kernelerstelltstattdesseneinen»fakePPCDeviceTree«.EinesderModule,diebeimStartausgeführt

werdenkönnen,liefertdasBIOS-Interface.DiesesistzumStartvonWindowsnotwendig.(BeidenmeistenPCsandererHerstellermitEFIistdiesesCompatibilitySupportModule(CSM)daseinzigeEFI-Programm,dasausgeführtwird.EsliefertdortauchdieimPC-Bereichbe-kannteBIOS-Bedienoberfläche.)EFIistfürdenBetriebvonMacOSXnicht

notwendig,MacOSXläuftmitwenigenÄnde-rungenaufjedembeliebigenPCmitIntel-oderAMD-Prozessor.AllerdingsversuchtAppledieszuverhindern.

Firmware-ProgrammeOpenFirmwarebzw.EFIkönnenaberauchalseigenständigeskleinesBetriebssystemfungie-ren.ImFirewire-Targed-Modus,wenndieAus-wahlfürdasBoot-Systemaufgerufenwurde(beimStartenmitgedrückterb-Taste)oderbeimHardware-TestmitderHardware-Test-CDstellenOpenFirmwarebzw.EFIdiebenötigtenHardware-TreiberunddiegrafischeBenutzero-berfläche.FürdenlaufendenBetriebkönnteEFIdem

BetriebssystemsogareinekompletteTreibe-rumgebungliefern,sodassdasBetriebssystemkeineeigenenHardware-Treibermehrbesitzenmuss.MacOSXnutztEFIabernurfürdenRechnerstartundbenutztimBetriebdieeige-nenTreiber.

NVRAMDieEinstellungenderOpenFirmwarebzw.desEFIwerdenimNVRAMgespeichert,einemnicht-flüchtigen(engl.non-volatile)Flash-SpeicherbausteinaufdemMainboard.Siekön-nenauchimTerminalvonMacOSXmitdemBefehl»nvram-p«betrachtetwerden.

3 80 Praxis,

Firewire-Tar-ged-Modus

7 20 Geschichte,

x86, BIOS

3 86 Praxis,

BootCamp

3 286Praxis,

NVRAM-Reset

3 261Praxis,

Flash-Speicher


PCI-Express-x1-Karte(1Lane)mitzweieSATASchnittstellen

PMU, SMU bzw. SMC MacshabenaufdemMainboardeinenspezi-ellenBaustein,derunteranderemdieBatterieunddieLüfterüberwacht.BeidenPowerBooksundiBooksistdasdiePMU(PowerManage-mentUnit).BeidenG5-iMacsund-PowerMacsistdiesdieSMU(SystemManagementUnit).

Interne Schnittstellen

PCIAlsinterneErweiterungssteckplätzestehenbeieinigenMacsPCI-SteckplätzezurVerfügung.Eskönnen32-und64-bit-PCI-Kartenverwendetwerden.DieKartenmüssendabeieineMac-kompatibleFirmwarebesitzenundesmusseinTreiber(Kernel-Extension)vorhandensein,damitsieamMacbetriebenwerdenkönnen.EinigeKarten-Typen(z.B.Netzwerk-Karten)

könnenjedochauchindernormalenx86-PC-Versionundohnezusätz-lichenTreiberbetriebenwerden.

ImIntel-MachatApplenachIntel-VorgabedenSMC(SystemManagementController)verbaut,einkomplettvomBetriebssystemunabhän-gigesSystemauseinemkleinenRISC-ProzessormitintegriertemArbeits-undFlash-Speicher,indemeineigeneskleinesBetriebssystemge-speichertist.

PCI-XDerPowerMacG5dererstenGenerationenbe-sitzteineverbesserteVariantedesPCI-Busses,PCI-X.DiesebietetdeutlichhöhereGeschwin-digkeiten,istaberauchzu3,3V-PCI-Kartenkompatibel.Ältere5V-PCI-KartenpassennichtindenSteckplatz,kombinierte3,3V-und-5V-Kartenwerdenmit3,3Vbetrieben.

AGPDieGrafikkartesitztimAGP-Steckplatz,einerbesonderenPCI-Variante,dieeinenhöherenDatendurchsatzzulässtundderGrafikkartediezusätzlicheMöglichkeitgibt,direktaufdenHauptspeicherzuzugreifen.

PCIeDiedritteGenerationdesPowerMacG5undderMacProverwendenalsinterneSchnitt-stellenPCIe–auchPCIExpressgenannt.PCIearbeitetmitPunkt-zu-Punkt-Verbindungen,sogenanntenLanes.Kartenbzw.Steckplätzekön-nen1,2,4,8oder16Lanesbesitzen.PCI-,PCI-X-undAGP-KartensindnichtkompatibelzuPCIe.

286 3Praxis, PMU-, SMU- bzw. SMC-Reset

57 3Kernel- Extension

36 Technik

Peripherie- Schnittstellen

JederMacbesitzteineReihevonSchnittstellen,überdieermitderAußenweltkommuniziert.EinigedieserSchnittstellensindbeijedemMacvorhanden,anderenurbeibestimmtenModellen.HierwerdenalleSchnittstellentypenundihreSteckerbeschrieben.

USBAmUniversalSerialBus(USB)werdendieEingabegeräte–Tastatur,Maus–sowieandere»langsame«Gerätewie

Modem,Drucker,Scannerusw.angeschlossen.USBisteinseriellerBus,andemdieGerätedurchHubsverbundenangeschlossenwerden.ImlaufendenBetriebkönnenbiszu127Geräteangeschlossenwerden.USB-Gerätekönnennichtdirekthintereinan-

derangeschlossenwerden.SiemüssenimmeraneinemHub(deninternenimComputerodereinenexternen)angeschlossenwerden.DieGerätekönnennichtdirektmiteinanderkom-munizieren.DieKommunikationläuftimmerüberdenComputer,selbst,wenndieGeräteandengleichenHubabgeschlossensind.

USB 2USB2isteinestarkbeschleunigteVariantevonUSB.HierkönnenauchschnelleGeräte,wieFestplattenetc.

angeschlossenwerden.HierfürsolltenSieaberFireWiredenVorzuggeben.(USB2wurdevonIntelentwickeltumFireWirezuverdrängen.USB2bleibtabertrotzdemnureineaufge-bohrteTastaturschnittstelle,ohneeinefüreineHochgeschwindigkeitsschnittstellegeeigneteBus-Topologie.Wegender–umwenigeCent–billigerenHardwarewerdenhäufigGerätestattmiteinerFireWire-miteinerUSB-2-Schnittstelleausgestattet.)

IDEDieinternenFestplatten,CD-Laufwerkeetc.werdenandieIDE-Schnittstelleangeschlossen.DiezweiinternenBussesindunterschiedlichschnell,einlangsamer(ATA33)fürdasCD-Lauf-werk(unddasZIP-Laufwerk)undeinschneller(ATA66oderATA100)fürdieFestplatten.EskönnenzweiIDE-GeräteproBusangeschlossenwerden.Einesmussals»Master«,dasandereals»Slave«konfiguriertwerden.HängenzweiunterschiedlichschnelleGeräteaneinemBus,wirddieGeschwindigkeitvondemlang-samerenGerätbestimmt.

Serial ATADieMacsmitG5-undIntel-Architekturverwen-denSerialATAalsFestplatten-Schnittstelle.HierwerdendieDatenseriellübertragen.AneinenAnschlusskannnureineFestplattean-geschlossenwerden,siebrauchtnichtkonfigu-riertzuwerden.Serial-ATA-Festplattenkönnenauchextern

inspezielleneSATA-Gehäusenangeschlossenwerden.DaApplejedochkeineexternenAn-schlüsseeinbaut,müsstedafüreineeSATA-Schnittstellenachgerüstetwerden.DasistnurbeimPowerMacoderMacPromittelseinerPCI-bzw.PCIe-Kartemöglich.

3 264 Praxis,

Festplatte installieren

3 262Praxis,

Bustypen

USB-Anschlussstecker:A-(fürAnschlussbuchseamMac)undB-Form(beieinigenPeripheriegerätenverwendet)


FireWireIndenmeistenneuerenMacsistmitFireWire(IEEE1394)eineHoch-geschwindigkeitsschnittstellezu

finden.FireWireisteinseriellerBus,andenimlaufendenBetriebbiszu63Geräteange-schlossenwerdenkönnen.FireWirekannbei-spielsweisezumAnschlussvonexternenFest-plattenunddigitalenCamcordernverwendetwerden.AmMacwerdendie6-PoligenSteckerverwendet,dieauchdieStromversorgungent-halten.FireWire-GerätesindmeistmitzweiSchnitt-

stellen–undeinemsogenanntenRepeater,derdieSignaleweiterleitet–ausgestattet,sodassmehrereGerätehintereinanderineinerKettebetriebenwerdenkönnen.ImGegensatzzuUSB2könnendieGerätedabeiauchdirektmit-einanderkommunizieren,derComputermussdieKommunikationlediglichanstoßen.

FireWire 800MitFireWire800wurdedieGe-schwindigkeitderFireWire-Schnitt-stellenocheinmalverdoppelt.Dabei

werdenaberauchandere(9-Polige)Steckerverwendet.FireWire-400-GerätekönnenjedochmiteinemAdapterangeschlossenwer-den.

PC-CardPowerBookssindmiteinerPC-Card-Schnittstelleausgestattet.IndiesepasseneinbiszweiPC-Cards

vomTyp2odereinePC-CardvomTyp3.DiePC-Card-SchnittstellebedientzweiNormen:PCMCIAundCard bus.Dasältere,langsamerePCMCIAentsprichteinerIDE-Schnittstelle,dasneueren,schnellereCardbusentsprichteinerPCI-Schnittstelle.

ExpressCard/34DasMacBookProbesitztstattderPC-Card-SchnittstelleeineExpress-Card-Schnittstelle.ExpressCard

kombinierteinePCIe-SchnittstellemiteinerUSB-2-SchnittstelleineinemSteckplatz.SieistnichtkompatibelzuPC-Card.ImMacBookProkönnenlediglichdieschmalerenExpress-Card/34-Kartenverwendetwerden,nichtdiebreiterenExpressCard/54-Karten.

FireWire-Anschlussstecker:FireWire400(4-Polig),FireWire400(6-Polig)undFireWire800

38 Technik

MonitorMonitorewerdenbeineuerenMacsüberdieDVI-Schnittstelleange-schlossen.HierbeiwirddieKonfigu-

rationDVD-Iverwendet,dienebendenPinsfürdasdigitaleMonitorsignalauchPinsfüranalogesSVGA-Monitorsignalenthält.FürdenAnschlusseinesanalogenMonitorsliegtmeisteinAdapterbei.EinigeModellebesitzeneineMini-DVI-

Schnittstelle,andieDVI-oderVGA-MonitoremiteinemAdapterangeschlossenwerdenkönnen.DerAppleDisplayConnector(ADC),welcher

imPowerMacG4verwendetwird,vereintdasdigitaleMonitorsignalmitderSpannungsver-sorgungundeinemUSB-AnschlussineinemStecker.FürdenAnschlusseineszweitenMonitors

stehtbeieinigenModelleneinezusätzlicheDVI-Schnittstellebzw.einzusätzlicherMoni-toranschlussnachderSVGA-Industrienorm–beiwenigenModellenalsMini-VGA-zurVerfügung.MonitoremeldensichüberDDCamMacan;

soerkenntMacOSXautomatischdenMoni-tortyp.

Video EinigeMacshabenalsZusatzaus-stattungeinenVideoein-bzw.-ausgang.FürComposit-Videowird

einChinch-Steckerverwendet,fürS-VideoeinMiniDIN8-Stecker.BeieinigenModellenkanndieDVI-,Mini-

DVI-oderMini-VGA-SchnittstellemittelsAdap-teralsVideoausgangverwendetwerden.

BluetoothBluetoothisteinKurzstreckenfunk,dereigentlichfürdieKommunikationzwischeneinemMobiltelefonund

Komponentenkonzipiertist.HierkönnenaberauchanderePeripheriegeräteangeschlossenwerden.DieneuestenMacshabenBluetootheingebaut,älterekönnenmiteinemAdapternachgerüstetwerden,derandieUSB-Schnitt-stellegestecktwird.BluetoothbieteteineÜbertragungsgeschwindigkeitvonmaximal723kbit,mitderneuerenVersion2.0wurdedieGeschwindigkeitverdreifacht.

IrDAÜberdenInfrarotanschlusskönnenandereComputeroderDruckerdrahtlosmitdemMacverbunden

werden.DieserAnschlussistbeieinigenPower-Booksvorhanden.DieindenIntel-Macsver-bauteIR-Schnittstellefürdie»AppleRemote«FernbedienungistnichtmitIrDAkompatibel.

Monitor-Anschlussstecker:VGAundDVI-I(Singlelink)

3 204 Praxis, Daten-

austausch mit dem

Handy über Bluetooth

3 348Referenz,

Kontrollfeld Monitore


Netzwerk-Schnittstellen

EthernetSchonseitvielenJahrenwerdenMacsmiteinerEthernet-Schnittstelleausgerüstet.FürdenAnschlussan

das10BaseT-,100BaseT-bzw.1000BaseT-NetzstehteineBuchsefürRJ45-SteckerzurVerfü-gung.

AirPortMacshabenmitder(jenachModelloptionalenoderserienmäßigen)Air-Port-KartedieMöglichkeit,Netzwerk-

verbindungenüberFunkherzustellen.AirPortbenutztdasEthernet-Protokoll.

FireWireBeiBedarfkannauchdieFireWire-SchnittstellezurÜbertragungvonEthernet-Paketenverwendetwerden.

ModemDiemeistenPowerPC-Macssindmiteinem56k-Modemausgestattet.Dieseskannmiteinemhandelsüb-

lichenModemkabelmitRJ11-SteckerandasanalogeTelefonnetzangeschlossenwerden.

158ff 3Praxis, Netzwerk

350ff 3Referenz, Kontrollfeld Netzwerk

iSightDeriMacG5derzweitenGenerationunddieIntel-iMacsund-NotebookssindmiteinerintegriertenKamera

ausgestattet,diebeiAppleiSightgenanntwird.DieseistinternüberUSBangeschlossen.ÄltereGerätekönnenmiteinerexterneniSightüberFireWireausgestattetwerden.AlternativkönnenauchUSB-KamerasandererHerstel-lerverwendetwerden.FürdieiSightstelltMacOSXverschiedeneSoftware-FunktionenzurVerfügung.

TonSchonderersteMachatteeineinte-grierte»Soundkarte«.AlleneuerenMacskönnenmitihrerSoundaus-stattungCD-Qualitätproduzieren.AlleMacshabeneinenLine-Ausgang–mancheModelleauchzusätzlich

einenKopfhörerausgangundeinenLine-Ein-gang–mit3,5-mm-Miniklinken-Steckern.(DerLine-EingangisteinHigh-Level-Eingang,keinMikrofoneingang.DiemeistenMikrofonebrau-chenhiereinenVorverstärker.)DerPowerMacG5verfügtaußerdemjeweils

übereinenoptischendigitalenAudioeingangundeinenAudioausgangmitToslink-Anschlüs-sen.

Apple Remote (Infrarot-Schnittstelle)DeriMacG5derletztenGenerationunddieIntel-Macs(außerMacPro)sindmiteinerInfrarot-Schnittstelle

fürdieFernbedienung»AppleRemote«ausge-stattet.DieseistnichtmitIrDAkompatibel.AlsBatteriefürdieFernbedienungwirdeine

CR2032-Knopfzelleverwendet.

372f 3Referenz, Kontrollfeld Ton

321 3Referenz, Audio-MIDI-Konfi gura-tion

Ethernet-Stecker

40 Technik

PsychologieTechnisches zum Betriebssystem Mac OS X

enthältlediglichdieKomponentenfürSpeicherundProzessverwaltung.TreiberwerdeninFormvon Kernel-Extensions (KEXT)demKernelhinzugefügt.Diesekönnendynamischgeladenundentladenwerden.DerKernelunddieExtensions–zusammenauchXNUoder Ker-nel-Environment genannt–verhaltensichzu-sammenwieeinsogenanntermonolithischerKernel.SieliegenbeispielsweiseineinemgemeinsamenSpeicherbereich,wasVorteileinderGeschwindigkeitbringt.NurdasKernel-

Aqua

Kernel-Environment

Core-Services

Application-Services

QuickTime

Carbon Cocoa

Java(JDK)

BSD

Pro gram mum ge bun genMach-Kernel(Ein-/Ausgabe,Treiber)

Dateisystem

Netzwerk

Das Schichtenmodell

MacOSXistausverschiedenstenWurzelnzusammengewachsen.EinTeilistklassischesUNIX,einTeilkommtvonNeXTStep,wiedereinandererTeilausdemMacOS.MacOSXistinSchichtenaufgebaut,diever-

schiedeneAufgabenbeiderVerarbeitungderDatenübernehmen.DabeiliegendieSchichtenjedochnichtwirklichaufeinander,eineSchichtkannmitjederanderenkommunizieren.DieuntersteSchichtistder Mach-Kernel,

einsogenannterMicro-Kernel.DerKernselbst

Technisches zum Betriebssystem Mac OS X 41

EnvironmentdarfdirektmitderHardwarekommunizieren.AlleanderenProzesselaufenabgeschirmt.Hierwerdenbeispielsweiseverschiedene

DateisystemedirektoderüberdasNetzwerkangeschlossenerDatenträgerineingemein-samesvirtuellesDateisystemübersetzt,mitdemdieProgrammedannarbeitenkönnen,ohnesichumdietatsächlicheStrukturküm-mernzumüssen.AufdemKernel-Environmentliegendie

Core-Services,diedenProgrammumgebungennicht-grafischeDiensteanbieten.(DasKernel-EnvironmentzeigtsichzusammenmiteinemTeilderCore-ServicesalsVariantevonBSDundistvonAppleunterdemNamen»Darwin«alsQuellcodefreigegebenworden.BSD–BerkeleySoftwareDistribution–isteinimQuellcodefreiverfügbaresUNIX-artigesBetriebssystem.)ÜberdenCore-ServicesliegendieApplication-Services.DiesestellendenProgrammendiegrafischeUmgebungzurVerfügung.DieProgrammeselbstbenutzendieverschie-

denen,wiederumineinerübergeordnetenSchichtliegendenProgrammumgebungen.JedeProgrammumgebungisteineSammlungsogenannter»APIs«(ApplicationProgramming

Interfaces,SchnittstellenfürProgramme),aufdiedieProgrammezugreifenkönnen.WenneinProgrammeinebestimmteFunk-

tionbenötigt,dieschonTeildesSystemsist,kannesdieseaufrufen.DankdieserTechnikmüssenvielewichtigeRoutinennichtfürjedesProgrammneuprogrammiertwerden.DasProgrammmusslediglicheineAnfrageandenzuständigenTeilseinerProgrammumgebungrichten.SobrauchteinProgrammbeispiels-weisekeineeigenenRoutinen,dieFensteroderSchaltflächenerzeugen.EsmussnurdieFunk-tionenerzeugen,diemitderSchaltflächeimFensteraufgerufenwerden.

ProgrammumgebungenDaMacOSXeinausunterschiedlichenWur-zelnzusammengewachsenesSystemist,existierenhierverschiedeneProgrammumge-bungennebeneinander.WelcheUmgebungeinProgrammbenutzthängtdavonab,welcheProgrammiertechnikderProgrammiererbe-vorzugt.FürdenAnwendermachtespraktischkeinenUnterschied,inwelcherProgrammum-gebungeinProgrammläuft.ErkanneinfachzwischendenProgrammenwechselnoder

AnihremAussehenlassensichdieProgrammumgebungennichtun-terscheiden.VonLinksnachRechts:SafariistCocoa,iTunesistCarbon.

DerFinderinLeopardisteinMixvonbeidenUmgebungen.

Hexley,einSchnabeltier,istdasMas-kottchenvonDarwin.

42 Technik

Datenzwischenihnenaustauschen.DerFunk-tionsumfangvonCarbonundCocoaistaußer-demimmerinetwaaufdemgleichenStand.SeitMacOSX10.2könnenCocoa-ProgrammeauchCarbon-Interface-Elementeenthaltenbzw.Carbon-ProgrammeCocoa-Elemente.

Cocoa CocoaistdieausNeXTStepentstandenePro-grammumgebung.SieverwendetdieeigensmitNeXTStepzusammenentwickeltePro-grammierspracheObjective-C.Dieseisteine

DieProgrammumgebungenCocoaundCarbonbietendenProgrammenannä-hernddiegleichenMöglichkeiten.Siesindjedochunterschiedlichorganisiert.DieseAbbildungenstammenausdem»InterfaceBuilder«,einemProgramm,mitdemdieBenutzeroberflächenvonCarbon-undCocoa-Programmenzusammen-gestelltwerdenkönnen.EsistTeilderkostenlosenEntwicklersoftwareaufderDeveloper-Tools-CD.

verhältnismäßigeinfachzuprogrammierendeundsehrleistungsfähigeobjektorientierteProgrammiersprache,diejedochnichtsehrver-breitetist.AlternativkannaberauchJava,dasdanninXCodeinObjective-Cumgesetztwird,unddasneueObjectiveC++alsProgrammier-spracheverwendetwerden.

Carbon CarbonisteinefürdasMacOSXangepassteVersionderMac-OS-Programmumgebung.EingroßerTeilderAPIsentsprichtdenendes

3 206fPraxis, Daten

zwischen Programmen austauschen


klassischenMacOS.InMacOSXwerdendieseAPIsweiterentwickeltundeskommenvieleneuehinzu.FürdenProgrammiererbrachteCarbondenVorteil,dasserseinProjektaufvor-handenemCodeaufbauenkonnte.AußerdemkonnteerseineausdemMacOSvertrautenProgrammierwerkzeugebenutzen.UmCarbon-ProgrammefürIntelzuerzeugen,müssendieProjektejedochindieXCode-Entwicklungsum-gebungimportiertunddortweitergeführtwer-den.CarbonistdiegeeignetereUmgebungfürdiePortierungvonWindows-Programmen.Carbon-Programmekönnenaufunterschied-

licheWeiseprogrammiertwerden.ReineMac-OS-X-Carbon-ProgrammewerdendirektgegendenMach-Kernelverlinkt(Carbon-Mach-O).NurdieseProgrammekönnendieMöglich-keitenvonCarbonunterMacOSXvollnutzen.Carbon-Programme,diesowohlaufMac

OSXalsauchmitderSystemerweiterung»CarbonLib«aufMacOS8und9laufenkön-nensollen,werdengegeneineweitereZwi-

schenschicht,den»CodeFragmentManager«,verlinkt(Carbon-CFM).DerCodeFragmentMa-nageristeinessentiellerBestandteildesklas-sischenMac-OS-SystemsundistinMacOSXimPowerPC-TeildesCarbon-FrameworksfürdieKompatibilitätenthalten.DieseProgrammekönnennichtfürdenIntel-Prozessorangepasstwerden,dadasDesigndesCodeFragmentManagersstarkandieMöglichkeitendesPowerPC-Prozessorsangelehntwar.SiesinddeshalbnichtalsUniversal-Binaryerhältlich.SielaufenaufeinemMacmitIntel-ProzessornurunterRosetta.

JavaAlsweitereProgrammumgebungstehteineJava-VM(VirtuelleMaschine)zurVerfügung.JavawurdevonderFirmaSUNmitdemZielentwickelt,dassProgrammiererProgrammeschreibenkönnen,dieaufjederbeliebigenPlattformausgeführtwerdenkönnen.Solchein»100%pureJava«programmiertenProgramme

ApplesXCodeistseitdemWechselzurIntel-ArchitekturdieeinzigeEntwicklungsumge-bungzumErzeugenvonMac-OS-X-Pro-grammen.

44 3Rosetta

44 Technik

laufenalsoohnejedeÄnderungauchunterWindowsoderLinux.SiewerdenimQuelltextgeliefertunderstbeiderProgrammausführungfürdenentsprechendenProzessorübersetzt.

QuickTimeFürMultimedia-InhaltebietetAppleseinbekanntesQuickTime.QuickTimekannmitunterschiedlichstenArtenvonMultimedia-Datenumgehen.DiesewerdendannineinemContainerandieProgrammeweitergegeben.DasProgrammselbstmussdafürnichtmitdenMultimedia-Formatenumgehen.DerQuick-Time-ContainerkannbeispielsweisemehrereparalleleVideo-undAudiospurenenthalten,dieinverschiedenenFormatenmitunter-schiedlichenCodecsdigitalisiertwurden.ImProgrammwirdlediglicheinVideoabgespielt.SokönnenProgramme,diedieDienstevon

QuickTimeinAnspruchnehmen,miteinerneuenVersionvonQuickTimeauchDateifor-mateverarbeiten,mitdenensievorhernichtumgehenkonnten.QuickTimegibtesaußerfürMacOSXauch

fürWindowsund–ineinerälterenVersion–fürdasklassischeMacOS.

BSD-KommandosDasBSD-SubsystemgreiftdirektaufdasKer-nel-Environmentzu.EsumgehtdamitdieCore-ServicesunddieGrafik-Layer.DieUNIX-ShellkannüberdasTerminal-Programmbedientwerden.AuchdieDaemons–unsichtbareHinter-

grundprozesse,dieDienstebereitstellen–laufeninderBSD-Umgebung.(DieNamendieserProzesseendenidR.miteinem»d«,z.B.ist»diskarbitrationd«einDaemon,derfürdasautomatischeAnmeldenvonexternenFest-plattensorgt.DasWort»Daemon«leitetsichnichtvommittelalterlichchristlichenDämonenabsondernvomAltgriechischenbzw.vondersokratischeninnerernStimme»Daimonion«.)

RosettaDadieIntel-ProzessorenmitanderenBefehlenarbeitenalsdiePowerPC-Prozessoren,könnendieseeigentlichkeinenProgrammcodeausfüh-ren,derfürPowerPCerstelltwurde.UmdiesesProblemzulösen,wurdeinMacOSXfürIntel-ProzessorenRosettaeingeführt.Rosettaüber-setztdafürdenPowerPC-CodedesProgrammsinx86-Befehle.DieserProzesspassiertunsicht-

3 255ffPraxis, Shell

DerausführbareCodedesProgramms»QTAmateur«istalsUniversalBinarygerade

mal112kBgroß.TrotzdemkanndasProgrammmitdenunter-schiedlichstenVideoformaten

umgehen.

7 27Befehlssätze


barimHintergrund,sodasssichProgramme,diemittelsRosettaausgeführtwerden,nichtandersverhaltenalsandereProgramme.DerBenutzermerktkeinenUnterschied.AllerdingswerdenProgrammeunterRo-

settaaufgrundderÜbersetzungmiteinergeringerenGeschwindigkeitausgeführtalsProgramme,diefürdenIntel-Prozessorerstelltwurden.BeimWechselvom68k-ProzessorzumPow-

erPCwaresdurchdieMöglichkeitendesPow-erPC-Prozessorsmöglich,nurTeileeinesPro-grammesaufdenneuenProzessoranzupassen.Dasistmitdemx86-Prozessornichtmöglich.HiermussderCodeeinesProzessesimmerimGanzenfüreineArchitekturvorliegen.DaherkönnenKernel-ExtensionsundProgramme,dieaufeineKernel-Extensionangewiesensind,Plug-InsundErweiterungenfürdieSystemein-stellungen(PreferencePanes),sowiebestimmteJava-AppletsnichtunterRosettaausgeführtwerden.AuchgibteseinpaarEinschränkungenda-

bei,welcheArtvonCodeüberRosettaausge-führtwerdenkann.G3-undG4-Programmcode

wirdausgeführt,nichtjedochProgrammcode,deraufdenG5-Prozessorangewiesenist.RosettaübersetztdenProgrammcodenach

BedarfinHäppchen.BeimStartdesProgrammswirdderdabeiverwendeteCodeübersetzt,optimiertundineinenCachegeschrieben.WennimLaufedesProgrammbetriebseinandererTeildesCodesgebrauchtwird,wirddieserzusätzlichübersetztundindenCachegeschrieben.

X11OptionalkanninMacOSXmitX11eineweitereProgrammumgebunginstalliertwerden.X11istdieStandard-GrafikumgebungfürUNIX-Pro-gramme.ApplesX11-ProgrammbildetdabeidieX11-GrafikeninAqua-Fensternab.

ClassicDieClassic-Programmumgebung,inderaufPowerPC-MacsProgrammefürdasklassischeMacOSunterMacOSXausgeführtwerdenkönnen,wirdvonMacOSXLeopardnichtmehrunterstützt.

DerEmulationsmoduszumAusfüh-renvonMac-OS-X-ProgrammenfürPowerPCaufIntel-ArchitekturwurdenachdemSteinvonRosettabenannt.AufdiesemSteinausdemJahre196vorChristusfindetsichderselbeTextingriechisch,demotischundägyp-tischeingemeißelt.DerSteinvonRo-settabrachtedenDurchbruchbeiderEntschlüsselungderägyptischenHi-eroglyphen.

259 3Praxis, X11

46 Technik

Grafi kMacOSXverwendetfürdieDarstellungderObjekteaufdemBildschirmverschiedeneTech-nologien.JenachArtdesObjektsundvomPro-grammiererbevorzugterTechnologiekommensieparallelzumEinsatz.

Quartz QuartzbasiertaufdemvonAdobeent-wickeltenPostScript-Format»PDF«(PortableDocumentFormat),indemLayoutsunab-hängigvonderverwendetenComputer-plattform(oderdemDrucker)immergleichdargestelltwerden.InPDFwerdenObjekteanhandvonVektorenundmathematischen

Formelnbeschrieben.DadurchkönnenalleObjektebeliebigskaliertwerden.SiewerdeninjederGrößegleichscharfdargestellt.

QuickDrawZurDarstellungvonzweidimensionalenOb-jekteninälterenCarbon-ProgrammenbietetMacOSXeineerweiterteVersionvon Quick-Draw,demGrafiksystemdesklassischenMacOS.Dieseswirdaberseit10.4nichtmehrwei-terentwickelt.

Open GLZurDarstellungvondreidimensionalenOb-jektenverwendetMacOSX Open GL.OpenGL

UnterQuartzExtremewerdenalleObjektederBenutze-roberflächezuOpenGL-3D-Objekten.Diesewerdenvon

derGrafikkartemiteinanderarrangiert.


wurdevonSiliconGraphicsalsplattformunab-hängigeBibliothekzurDarstellungvon3D-ObjektenentwickeltundistmittlerweilederIndustrie-Standardfür3D-Darstellung.Moder-neGrafikkartenkönnenOpen-GL-ObjekteohneHilfedesHauptprozessorsberechnen.VieleSpieleund3D-ProgrammefürWindows

oderUNIXverwendenOpenGL.DieselassensichrelativeinfachaufMacOSXportieren,dadieRoutinenfürdieDarstellungder3D-Objektenichtverändertwerdenmüssen.ImUnterschiedzuWindowsundLinuxistOpenGLinMacOSXdirektindasSystemintegriertundwirdnichteinzigundalleinevondemSpielbzw.3D-Programmbenutzt(siehenächstenAbsatzzuQuartzExtreme).Daherkannesvorkommen,dass–obwohlMacOSXdiemo-dernsteOpenGL-Implementationüberhauptbesitzt–dieseSpieleaufdemMacwenigerschnelllaufenalsaufeinemvergleichbarenPC.

Quartz ExtremeAbMacOSX10.2dieGrafikmitQuartzEx-tremeaus.QuartzExtremeverwendetOpenGLzurGrafikausgabe.DieObjekte(z.B.Fenster)

werdenals3D-Objekte,dieInhaltederObjektealsTexturen(Oberflächen)derGrafikkartezu-geführt.SobaldjetzteinObjektbewegtwird,kanndieGrafikkartemitihremeigenenProzes-sordieObjekteneuanordnen,derHauptpro-zessorwirdvondieserRechenarbeitentlastet.QuartzExtremebenötigtATI-Radeon-oder

NVidia-Geforce-Grafikkartenmitmindestens16MBGrafikspeicher.EswirdbeiälterenGra-fikkarten–wiederATIRage128,dieinvielenPowerMacsverbautwurde–nichtaktiviert.ÄlterenGrafikkartenfehlenwichtigeFunk-tionenimGrafikprozessor,wiebestimmteTransparenzeffekteetc.EineinfachesBeispielsindunterschiedlichgroßeTexturen:DajedesFensterunterschiedlichgroßist,istauchderFensterinhaltunddamitdieTexturfürdasFensterunterschiedlichgroß.DieältereGra-fikkartekannjedochnichtmitunterschiedlichgroßenTexturenumgehen,alsobleibtQuartzExtremeabgeschaltetunddasnormaleQuartzwirdbenutzt.AuchderimIntel-Mac-miniundimMacBook

eingesetzteIntel-GrafikprozessorGMA950beherrschtnichtalleFunktionenmoderner

DiekleineBeispielapplikation»CoreImageFunHouse«indenDeveloperToolszeigtdieMög-lichkeitenvonCoreImage.

48 Technik

Grafikhardware.ErsuggeriertjedochdemSy-stem,dasserdieFunktionenbeherrscheundgibteinenTeilderBerechnungendannwiederandenHauptprozessorab.InMacOSX10.5werden–wenneinegeeig-

neteGrafikkartemit64MBSpeicherodermehrvorhandenist–zusätzlichauchdieFensterin-halteaufderGrafikkarteberechnet(Quartz2DExtreme).

QuickTimeZurDarstellungvonMultimedia-InhaltenwieVideosetc.dientQuickTime.QuickTimearbeitetjedochnichteigenständig,sondernbrauchtinjedemFallzumDarstellenderMulti-media-InhalteeineHost-ApplicationinFormeinesAnwendungsprogrammsbzw.einesBrowsers.

CoreImage, CoreAudio, CoreVideo und CoreAnimationMitCoreImage,CoreAudioundCoreVideohatAppleFunktionenfürBildbearbeitungs-,Audio-undVideo-BearbeitungsprogrammeindasBetriebssystemintegriert.CoreAnimationermöglichtAnimationseffekteindergrafischenOberfläche.EntsprechendprogrammierteProgrammekönnen,statteigeneFilterzube-nutzen,dieindasBetriebssystemintegriertenUnitsverwenden.DasbesondereandenUnitsvonCoreImage,CoreVideoundCoreAnimati-onist,dassdieFilterfunktionendirektinderGrafikkarteausgeführtwerden.(Dasistjedochnurmöglich,wenndieGrafikkarteeinendafürgeeignetenGrafikprozessorbesitzt.)DamitwerdenAnwendungenvonFiltern,derBerech-nungselbstaufeinenG5einigeZeitbenötigt,inEchtzeitmöglich.GleichzeitigbleibtderPro-zessorfürandereAufgabenverfügbar.

Speicher- und ProzessverwaltungDerArbeitsspeichersowiesämtlicheinternenChipsundexternenGerätewerdenseitensderComputerhardwareüberSpeicheradressenangesprochen.DieZugriffeaufdieseSpeicher-adressenjedochmüssenvomBetriebssystemverwaltetwerden.DasBetriebssystemistaberauchfürdieVer-

waltungderverschiedenenlaufendenProzessezuständig.

SpeicherverwaltungDerMach-KernvonMacOSXbesitzteinedereffektivstenSpeicherverwaltungeninderge-samtenComputerwelt.ErteiltjedemProzesseinenvirtuellenSpeicherbereichzu,derjeweilsbiszu4GBgroßseinkann–beieinem64-bit-ProzessaufdemPowerPCG5sogarbiszu16Exabytesbzw.beimIntelCore2256Terabytes(beimx86istwegenderprozessorinternenSpeicherverwaltungderzeitnureinvirtueller48bit-Adressraum,ein65536stel,verfügbar).DervirtuelleSpeicherbereichwirdinkleineTeile(Pages)à4KBeingeteilt.DerMach-KernelverstehtdenArbeitsspeicherunddieAuslage-rungsdateienaufderFestplattealsCachefürdenvirtuellenSpeicher:NurdietatsächlichbenutztenPageswerdenindenphysikalischenArbeitsspeicherdesMacgeladen.SolltedieAnzahlderverwendetenPagesdieGrößedesphysikalischenArbeitsspeichersübersteigen,werdendieamseltenstenbenötigtenPagesaufdieFestplatteausgelagert–inMacOSXineine(odermehrere)Auslagerungsdatei,diesichineinemunsichtbarenOrdnerbefindet(/var/vm/swapfileX).UnterallengeladenenPageswerdenregelmäßigdiejenigenaussortiert,dienichtmehrbenötigtwerden(Garbage-Coll-ection).WennzweiidentischeObjekteimAr-beitsspeicherliegen(z.B.zweiInstanzeneinesProgrammsoderwenneinObjektkopiertwird)

3 316Praxis,

QuickTime Player

7 27Hardware,

Speicher


istessogarmöglich,dassdasnureinesderbei-denObjektekomplettimSpeicherliegtunddasandereObjektnuralsVerweis.DasProgrammarbeitetimmernurmitsei-

nemvirtuellenSpeicherbereich.EserhältkeineInformationendarüber,anwelcherStellesichseineObjektetatsächlichimSpeicherbefinden.DurchdiesesSystemwirdderArbeitsspeicherimmereffektivgenutzt.Programme,diebeson-dersvielArbeitsspeicherbenötigen,stellenkeinwirklichesProblemdar.

SpeicherschutzDadievirtuellenSpeicherbereichederverschie-denenProgrammestriktvoneinandergetrenntsind,kannkeinProgrammversehentlichindenBereicheinesanderenschreiben.Einab-stürzendesProgrammkannalsokeinanderesProgrammodergardasSystemmitindenAb-grundziehen.

MultitaskingDerMach-KerndesMacOSXverwaltetau-ßerdemauchdieProzessorzeit.Erteilthoch-herrschaftlichjedemProzesseinebestimmteZeitzu.IstdieseZeitabgelaufen,gehtdieProzessorzeitaneinenanderenProzessüber.

DieseFormderVerwaltungderProzessorzeitwirdalspräemptivesMultitaskingbezeichnet.(ImGegensatzdazustehtdaskooperativeMul-titasking–wieesbeispielsweiseimklassischenMacOSverwendetwurde–beidemderaktiveProzessvonsichausdenProzessorfreigebenmuss.)DurchdiesesMultitaskinglässtsichbeispiels-

weiseineinemProgrammweiterarbeiten,währendeinanderesgestartetwird.GenausogutkanneinabstürzendesProgrammbeendetwerden,obwohlesnichtmehrreagiert.

MultiprocessingAußerdemkönnenvomMach-KernelProzesseaufmehrereProzessorenverteiltwerden,ohnedassdasProgrammdafürspeziellprogram-miertwerdenmüsste.

Kommunikation zwischen ProgrammenDasdemMacOSXzugrundeliegendeSystemausMachundBSDbasiertaufMessaging.EslaufenvieleunterschiedlicheProzesse,dieallemitdemKernel,aberauchuntereinanderkom-munizieren.DieseEigenschaftkannvonAn-wendereinfachmitdenFunktionenderShellundmitShell-Scripts,aberauchaufwendiger

MitdemProgramm»BombApp«ausdenDeveloperToolsdererstenMac-OS-X-Ver-sionenkanndieEffektivitätdesSpeicher-

schutzesleichtüberprüftwerden.

50 Technik

mitdenUNIX-Skriptsprachen–PHP,TCLundPerlsindschoninstalliert–genutztwerden.EinezusätzlicheMöglichkeitunterMacOSX

(unddemklassischenMacOS)stellendie»Apple Events«dar.MöchteeinMac-Pro-grammeineFunktioneinesanderenPro-grammsinAnspruchnehmen,verschicktesalsAnfrageeinAppleEvent.SobalddaszweiteProgrammdieseFunktionausgeführthat,ver-schickteseinAppleEventalsAntwort.SokannbeispielsweiseautomatischeinePPP-Verbin-dunggeöffnetwerden,wenneineAdresseineinemInternetbrowsereingegebenwird.Auch»AppleScript«steuertProgrammfunktionenüberAppleEvents.DasTerminalschafftmitdemAppleScript-

Befehl»doscript«eineVerbindungzwischenAppleEventsunddemUNIX-Messaging.

32-bit – 64-bitNachderEinführungdesG5-Prozessorsvoll-ziehtAppleeinenschrittweisenÜbergangvon32-bitnach64-bit.InPanther(MacOSX10.3)konntedasSystemmitden64-bit-Hardware-AdressendesPowerMacG5umge-hen.SeitTigerkönnenUNIX-ProzesseinderBSD-Umgebungim64-bit-Modusarbeiten.Ein64-bit-ProgrammmitBenutzeroberflächemussteaberauszweiTeilenbestehen–einem64-bit-Hintergrundprozessundeinem32-bit-ProgrammfürdiegrafischeOberfläche.UnterLeopardstehenauchdieFrameworksfürdie

grafischeProgrammumgebungCocoain64bitzurVerfügung,sodassauchgrafischeMac-OS-X-Programmeineiner64-bit-Versionerstelltwerdenkönnen.TrotzdemistauchLeopardkein64-bit-

System"vonGrundauf"(wieSteveJobsbe-hauptet).DerKernelistweiterhin32bit.DasistinsofernkeinProblem,daderKernel-ProzessrechtwenigSpeicherverbrauchtundinab-sehbarerZeitnichtmehrals4GBvirtuellenSpeicherzugeteiltbekommenmuss.BeimPo-werPCistdasauchvomDesignhersovorgese-hen–der32-bit-Kernelkannim64-bit-ModusdesProzessorsausgeführtwerden.Beimx86jedochistder32-bit-KompatibilitätsmodusausdrücklichnurfürBenutzerprozessegedacht,nichtfürKernel-Prozesse.ApplesetztsichhierüberVorgabenIntels(bzw.AMDs)hinweg.

Universal BinarysMacOSXbietetdieMöglichkeit,ProgrammefürPowerPCundfürx86zueinemeinzigenProgrammzusammenzufassen.BeieinemGroßteilderDateienimProgramm-BundlehandeltessichumDateienfürdiegrafischeBenutzeroberflächedesProgramms,wieFens-ter,Menüs,Symboleetc.DatendieserArtsindvonsichausplattformunabhängig.NurdieBinärdateiinContents/MacOSenthältplatt-formabhängigenCode.MitdenUniversal-Binaryskannaberauchdi-

eseDateiplattformunabhängiggestaltetwer-den.InderDateiistdannsowohlderCodefürdenIntel-ProzessoralsauchderfürdenPower-PC-Prozessorenthalten,bei64-bit-fähigenProgrammenjeweilsin32-und64-bit-Version.BeimKompilierendesProgrammswirdderCodehintereinanderindieDateigeschrieben.ImDatei-HeaderfindensichInformationen,fürwelcheArchitekturenCodevorhandenistundwoinderDateisichderjeweiligeCodefindet.

3 248ffPraxis,

AppleScript

7 31Prozessoren,

32-bit– 64-bit

3 57Programm-

Bundles

EinPro-grammin

derfalschenArchitektur


VoreinstellungenVoreinstellungenvonProgrammenwerdeninMacOSXfürjedenBenutzerseparatineinzelnenDateienimOrdner»Privat/Library/Preferences«angelegt.(DieVoreinstellungenderProgramme,dievorderAnmeldungderBe-nutzergestartetwerden,befindensichimOrd-ner»/Library/Preferences«.)BeimStartendesProgrammswerdendieVoreinstellungsdateiengelesenunddieentsprechendenVoreinstel-lungenvorgenommen.JedesProgrammkanneineodermehrereVoreinstellungsdateienan-legen.DiesekönnenSieinderRegelamNamenihremErzeugerzuordnen.Voreinstellungsdateienkönnendabei–wie

jedesandereObjekt–ausdemOrdnerheraus-bewegtoderindenPapierkorbgelegtundge-löschtwerden.DasentsprechendeProgrammkanndanndieVoreinstellungennichtlesenundlegteineneueVoreinstellungsdateimitdenimProgrammgespeichertenStandard-Vor-einstellungenan.

InderprivatenallgemeinenVoreinstel-lungsdatei».globalpreferences.plist«werdenu.a.dieSpracheinstellungengespeichert.Der»PropertyListEditor«ausdenDeveloperToolsstelltden

Inhaltübersichtlichdar.ImunterenTeilsehenSiedenoriginalenXML-Text.

VoreinstellungenvonMac-OS-X-Program-menwerdenalsTextdateieninXMLverfasst.SieerhaltendenNamendesProgrammpakets(z.B.»com.applecalculator.plist«fürden»Rech-ner«).Siekönnenz.B.im»PropertyListEditor«ausdenDeveloperToolsbearbeitetwerden.MitdemBefehl»plutil-lint«könnensieinderShellaufSyntaxfehlerhinüberprüftwerden.AbMacOSXTigerwerdendieDateienbeimZugriffdurchdasSystemkomprimiert.VoreinstellungenkönnenauchdurchKo-

pierenderVoreinstellungsdateiindenPrefe-rences-OrdnereinesanderenBenutzersodergareinesanderenMacübertragenwerden.(Carbon-Programme,dieauchunterdemklas-sischenMacOSlaufen,verwendendasselbeFormatwieimklassischenMacOS.SokönnenSieauchVoreinstellungenvonProgrammen,diesieschonunterdemklassischenMacOSverwendethaben,inMacOSXübernehmen.)VoreinstellungenvonUNIX-Programmen

werdeninConfig-Dateien,reinenASCII-Text-dateien,gespeichert.

284 3Praxis, Vor ein stel -lungs da tei defekt

256 3Praxis, Konfi gdateien

52 Technik

Massenspeicherverwaltung

BeiFestplatten,CDsundDVD,USB-Sticksetc.sprichtmanvonMassenspeichern.Diesewer-denzumeinenvomBenutzerverwaltet,derDateienanlegtunddieseinOrdnerlegt.ZumanderenabermussauchdasBetriebssystemdieMassenspeicherverwalten,umaufdieDatenzugreifenzukönnen,wennsieaufdenBildschirmgebrachtodervomProzessorverar-beitetwerdensollen.

PartitionsschemataAmAnfangeinesjedenDatenmediumsfindetsicheinEintragüberdieaufdemMediumvorhandenenVolumes–diesogenannteParti-tionstabelle.Dabeiverwendendieunterschied-lichenRechnerarchitekturenunterschiedlicheFormate.DerMacmitPowerPCverwendetdieApple-Partitionstabelle(ApplePartitionMap,APM),dernormalePCmitBIOSdieMBR-Parti-tionstabelle(MasterBootRecord)undderMacmitIntel-ArchitekturdieGUID-Partitionstabelle(GPT),dieinIntelsEFI-Standardvorgegebenist.MBRundGPTkönnenzusammenaufeinemMediumexistieren.AlleMacsmitMacOSXseit10.4.4könnenmitdemApple-,demGUID-unddemMBR-Partitionsschemaumgehen.MacsmitälterenSystemenaberevtl.nurmitdemApple-unddemMBR-Partitionsschema.DasApple-PartitionsschemaistinkompatibelmitDOS-formatiertenVolumes.DOS-forma-tierteVolumessindnuraufFestplattenmitdemMBR-oderdemGUID-Partitionsschemamöglich.DamitjedocheinVolumeaufdemMediumindemjeweiligenMacstartfähigseinkann–zudemZeitpunkt,andembeimSystem-startdasersteMalaufdieFestplattezugegrif-fenwerdenmuss,läuftMacOSXnochnicht–mussfürdenPowerPC-MacdasApple-Parti-

tionsschemaundfürdenMacmitIntel-Archi-tekturdasGUID-Partitionsschemaverwendetwerden.EntgegenApplesoffiziellerAussagestarteteinMacmitIntel-ArchitekturaberauchvonmitdemApple-Partitionsschemapartitio-niertenMedien,wiederMacOSXDVD–odereinerFirewire-Festplatte,aufdiemiteinemPowerPC-MacMacOSXinstalliertwurde.

Das DateisystemZumVerwaltenderDatenaufderFestplatteundandererSpeichermedienbenötigtjedesBetriebssystemeinDateisystem.DiesesDat-eisystemistnichtzuverwechselnmitdemDateisystem,welchesderBenutzerz.B.überdenFinderzusehenbekommt.EsbietetjedochmitseinerStrukturdieGrundlagefürdieHier-archiendesFinders.WiejedesBetriebssystembenutztMacOSX

eineigenes,anseineBedürfnisseundFähig-keitenangepasstesDateisystem.DasDateisys-temvonMacOSXträgtdenNamen»HFS+«(HierarchicalFileSystem).HFS+organisiertdieDatenaufderFestplatteübersogenannteB*-Bäume(balancierterBaum),diebesondersschnellesAuffindenderEinträgeermöglichen.JedesObjekt,egalobOrdneroderDatei,besitzteineID-Nummer(CatalogNodeID,CNID).WiebeieinerSeriennummererhältjedesneueOb-jekteineneueID.IDsvongelöschtenObjektenwerdennichtmehrvergeben(esseidenn,diegrößtemöglicheZahlfürdieID-Nummerwur-deüberschritten),eineneueNummerierungwirderstbegonnen,wenndasVolumeinitiali-siertwird.ZugriffeaufDateienundOrdnerer-folgenanhandderID-Nummer–nichtanhanddesDateinamens.ImKnoten(dieEinträgeimB-Baum)istzujedemObjektalszusätzliche

3 265Praxis, Parti-tionsschema

3 264Praxis, Spei-chermedien formatieren

3 263Praxis,

Dateisysteme


InformationdieIDdesOrdnersgespeichert,indemessichbefindet.SokannderFinderdiegesamteHierarchiezurückverfolgen,indersicheinObjektbefindet.FürdenZugriffaufdieindenDateiengespeichertenDaten,istimBlatt-knotendiePositionderDatenaufdemDaten-mediumgespeichert.AuchUNIX-DateisystemeverwendenDatei-

nummern(hieriNode-Nummern)fürdieVer-waltungderDateien,benutzendabeijedocheinfache,überdieFestplatteverteilteTabellen.NurdasMS-DOS-Dateisystem FATverwaltetdieDateienanhandihrerNamenundPfade,ineinereinzigengroßenTabelle.

Blöcke und ZuteilungsblöckeFestplattenwerdenmittelsmagnetischerLini-eninBlöckeeingeteilt,diejeweils512BytesDa-tenenthaltenkönnen.DaaberzuvieleBlöckedieArbeitdesDateisystemsverlangsamenundaucheinerFragmentierungvorgebeugtwerdenmuss,fasstdasDateisystemalsKompromisszwischenPlatzundGeschwindigkeitmehrereBlöckeaufderFestplattezuZuteilungsblöckenzusammen(auchClustergenannt).BeiFest-platten,welcheinHFS+formatiertsind,z.B.ist

dieBlockgröße4kB,beieinerunterMacOSXgebranntenDaten-CD2kB.ImungünstigstenFallebelegtdamiteine1BytegroßeDatei4kBaufderFestplatte.HFS+benutztfürdieAdres-sierungderZuteilungsblöckeeine32bitlangeZahl.Eskannalsobiszu4.294.967.296Blöckeadressieren.BeimMS-DOS-DateisystemFAT32sind4KBdiekleinsteClustergröße,fürVolu-meskleiner,als8GB.BeigrößerenVolumessinddieCluster8,16oderbiszu32kBgroß.

HFS+DasHFS+-DateisystembestehtausmehrerenB*-Baum-Dateien.Imgrößten,demKatalog(CatalogFile),wirdderAufenthaltsortjedereinzelnenDateiaufderFestplatteeingetra-gen.IneinerweiterenDatei(ExtentsOverflowFile,ineinerälterenVersiondesFestplatten-Dienstprogrammsaufdeutsch»ZusatzdateifürDateiaufbau«genannt)wirdfürfragmentierteDateien–Dateien,dienichtalseinzusam-menhängendesStückaufderFestplatteliegen–verzeichnet,anwelcherStellesichweitereTeiledieserDateibefinden.HinzukommtnocheineB-Baum-Datei,indererweiterteAttribute,verzeichnetwerdenkönnen.

EineFestplatteistdurchmagnetischeLinieninkleineBlöcke

aufgeteilt.

54 Technik

AmAnfangdesVolumesstehtderHeader–dieVolume-Informationen.IndiesemBereichwirddasVolumealsMac-Volumeidentifiziert,sindderNamedesVolumesundverschiedeneandereInformationenabgelegt,z.B.dieGrößeundPositionderDateisystems-Dateien,dieNummer,diedasnächsteObjektbekommt,unddieObjektnummerdesaktivenSystem-ordners(des»blessedFolders«).

HFSXMitPantherneuhinzugekommenistHFSX,dasgegenüberHFS+weitereMöglichkeitenbietet.ImplementiertistzurzeitabernurdieMöglich-keit,dasDateisystemCase-sensitiveanzulegen,d.h.eingleicherkleinerundgroßerBuchstabewerdenunterschiedlichbehandelt.

JournalSeitMacOSX10.2.2kannfürHFS+-VolumesaucheinJournalaktiviertwerden.WenndasJournalaktiviertist,werdendieletztenÄnde-rungenamDateisystemnocheinmalzusätzlichineineDatei(dasJournal)geschrieben.BeieinemeventuellenAbsturzkannderzuletzt

geänderteTeildesDateisystemsanhandderDatenimJournalüberprüftundrepariertwer-den.EinDurchlaufvonfsck,derdasgesamteDateisystemüberprüft,istsonichtnötig.

Adaptive Hot Files ClusteringMitPantherwurdefürHFS+-VolumeseinSystemeingeführt,dasdieZugriffszeitenaufDateienaufderFestplatteoptimiert.AufFest-plattenbefindensichtausendeDateien,kleineundgroße.Abernuraufwenige,meistkleineDateienwirdganzbesondershäufigzugegrif-fen.AußerdemwirdsehrhäufigaufdasDatei-systemzugegriffen.WennalsodieDateien,aufdiebesonders

häufigzugegriffenwird,naheamDateisystemliegen,erspartdasdemSchreib-LesekopfvieleWege.DamitwerdendieZugriffebeschleunigt.MacOSXführtdaherineinereigenenDaten-bank(/.hotfiles.btree)BuchüberdieZugriffeundverschiebtDateien,aufdieganzbesondershäufigzugegriffenwird(die»heißesten«Da-teien),ineinenBereichdirekthinterdemDatei-system.UmgekehrtwerdenaberauchDateien,aufdienichtmehrsohäufigzugegriffenwird,

SchematischeDarstellungeinerFestplattemiteinemeinzelnenHFS+-Volume.

PartitionstabelleVolumeInformationVolumeBitmapOverflowB-BaumKatalogB-BaumAttributeB-BaumJournalHotFilesDatenbereich

MetadataZone

HFS+-Volume

3 274Praxis,

Journal Aktivieren

3 55Case-

sensitivity


wiederindennormalenBereichderFestplatteverschoben.DieseFunktionnenntsich»adap-tivehotfilesclustering«.

Metadata ZoneBeimInitialisiereneinesVolumesreserviertMacOSXamAnfangdesVolumesdenPlatz,derfürdasDateisystem,dasJournalunddieHot-Filesbenötigtwird.DieserBereichwird»MetadataZone«genannt.

Datei-FragmentierungHFS+verhindertdieFragmentierungvonDa-teienschonvonvorneherein.DasVolumeBit-map–einAbbilddesVolumes,indembelegteundunbelegteBlöckeanhandder»Farbe«(schwarzbzw.weiß)erkanntwerdenkönnen–ermöglichtesdemDateisystem,einenBereichaufderFestplattezufinden,dergroßgenugfüreinezuschreibendeDateiist.AußerdemverwendetHFS+sogenannteExtents.FüreinespätereErweiterungwirdbeimSchreibenei-nerDateieingrößererBereichreserviert,alseigentlichnötig.SolltendieseMaßnahmennichtreichen,greiftdieOn-the-fly-Defragmen-tierung.BeimZugriffaufDateienbiszueinerbestimmtenGrößeüberprüftMacOSX,zuwelchemGraddiesefragmentiertist.Wirdda-beieinbestimmterWertübertroffen,wirddieDateiautomatischdefragmentiert,indemsiekomplettaneinenfreienPlatzaufderFestplat-teverschobenwird.

Andere DateisystemeNebenHFS+kannMacOSXmiteinigenwei-terenDateisystemenwiedemälterenMac-Dat-eisystemHFS,demUNIX-DateisystemUFS,denWindows-DateisystemenFATundNTFS(NTFSnurlesend),sowieUDF(UniversalDiskFormat)fürDVDs,ISO9660/JolietaufWindows-CD-ROMsusw.umgehen.

SieallebesitzenunterschiedlicheEigen-schaftenbesitzen.DamitwederdieProgrammenochdieAnwenderdieBesonderheitenderun-terschiedlichenDateisystemeberücksichtigenmüssen,legtMacOSXüberalleverwendetenDateisystemeeinvirtuellesDateisystemundkonvertiertdieDateinamenundDatenstruk-turenfürdastatsächlichverwendeteDateisy-stemimHintergrund.IndasvirtuelleDateisy-stemwerdenauchdieNetzwerk-Dateisystemeeingebunden,dievondenNetzwerkprotokollenderFile-Servererzeugtwerden.BeiAudio-CDsgeneriertMacOSXsogarein

Dateisystem,obwohlaufderAudio-CDgarkei-nesvorhandenist(eineAudio-CDenthältnureinendurchgehendenDatenstrom).Dafürbe-nutztesdieTrack-InformationenimTOC(TableofContents).

Case-sensitivityHFS+ist»CaseinsensitivebutCaserespec-ting«.DasDateisystemspeichertzwardiegroßenundkleinenBuchstaben,verwendetbeimSuchenabereinenAlgorithmus,dersiebehandelt,alswärensiegleich.UNIX-Dateisystemejedochsind»Casesensi-

tive«,sieunterscheidenzwischengroßenundkleinenBuchstaben.Bei»Text.txt«und»text.txt«handeltessichdortalsoumzweiverschie-deneDateien.MitHFSXgibtesdieMöglichkeiteinCasesensitivesMac-Dateisystemanzule-gen.

Daten und Ressourcen, benannte ZweigeEineklassischeMac-DateiistinderRegelinzwei»Zweige«(Forks)unterteilt:indenDaten-zweigunddenRessourcenzweig.SeitLeopardverwendetMacOSXauchdie»NamedForks«(benannteZweige),welchebereitsbeimEnt-wurfvonHFS+vorgesehenwaren.

275 3Praxis, Defragmen-tierung

56 Technik

DerDatenzweigenthältreineTextinforma-tionenoderBinärdaten,wiedieDateienvonanderenBetriebssystemenauch.DerRessourcenzweigisteineBesonderheit

desMacOSunddesMac-DateisystemsHFS.RessourcenenthaltenbeispielsweiseDatei-informationen,SymboleoderVorschaubilder.DieRessourcenwerdenineinerArtDatenbankverwaltet,sieentsprecheneinervorgegebenenStruktur.SiekönnendaherauchvonanderenProgrammengelesenwerden.BeiklassischenMac-Programmenkamen

nochMenüeinträge,DialogfensterundderenInhaltusw.hinzu.AucheinigeProgramme,dieunterMacOSundunterMacOSXlaufen(Car-bonCFM)machenweiterhinGebrauchvomRessourcenzweig.ReineMac-OS-X-ProgrammejedochverwendendenRessourcenzweignicht.InNamedForkswerdenerweiterteDatei-

eigenschaftengespeichert.SiesindnachdemumgekehrtenDNS-Schemabenannt.(z.B.com.apple.TextEncodingfürdieText-KodierungineinerTextdatei,sieheBildSeite60).Auchdie

ResourcenundklassischenMac-Attributewer-deninLeopardinbenannteZweigeumgesetzt.

BundlesEinBundleisteigentlichnureinOrdner,derjedochimFinderalsDateierscheint.EinOrdnerwirddadurchzueinemBundle,dassseinemNameneinSuffix(z.B.».app«beieinemPro-gramm)hinzugefügtwird.InnerhalbdesOrd-nerswerdendieDatennacheinerbestimmtenStrukturabgelegt.DieseStrukturwirdinanderenBetriebssystemen(Windows,Linux,MacOS8)sichtbar,unterMacOSXsiehtderAnwenderjedochnureinProgramm,daserperDoppelklickstartenkann.MitdemKontext-menü-Befehl»Paketinhaltanzeigen«könnenSiesichdenPaketinhaltalsOrdneranzeigenlassen.NebendenProgramm-Bundlesgibtesin

MacOSXnochweitereTypenvonBundles:Kernel-ExtensionsundFrameworks,sowiever-schiedensteandereBundle-Typen.Sopacktbei-spielsweiseTextEditRTF-DateienmitBildern

VorschaubilderundSymbolewerdeninRessourcengespeichert.Mitdemkos-tenlosenRessourcen-Editor»Rezilla«könnenRessourcengeöffnetwerden.

3 58Objekt-

attribute


inein.rtfd-Bundle,undauchdieDateienderApple-Textverarbeitung»Pages«sindBundles.SolcheBundleswerdenerstalsBundleerkannt,wenndasentsprechendeProgrammaufdemMacvorhandenist.Sonstwerdensiealsnor-maleOrdnerangezeigt.

ProgrammbundlesBeiMac-OS-X-ProgrammenwerdendieDatenundRessourcendesProgrammsineinzelnenDateienindenUnterordner»Contents«des.app-Bundlesgepackt.ImOrdner»MacOS«befindetsichderDatenteil,imOrdner»Resour-ces«sindineinzelnenDateiendieverschie-denenRessourcen.DasProgramm-SymbolunddieDatei-Symbolebeispielsweisewerdenin.icns-Dateiengespeichert.SprachspezifischeRessourcenderunterschiedlichenSprachver-sionenwerdeninden.lproj-Ordnerderjewei-ligenSprachegepackt.HinzukommennochDateienmitInformationenzumInhaltdesBundlesundzudenDokumententypen(Info.plist),derType-undCreator-Kennung(PkgInfo)

undderVersionsinformation(Version.plist).AlleDateiendesBundlesbefindensichimDa-tenzweig.Carbon-undCocoa-Programmeunterschei-

densichkaum.Carbon-ProgrammeverwendenzumTeildiein.rsrc-DateiengespeicherteRessourcen-StrukturdesMacOS.DievomIn-terface-BuildererzeugtenRessourcen(Menüs,Fensteretc.)derCocoa-ProgrammeaberauchneuerCarbon-Programmesindin.nib-Dateiengespeichert.Bilderu.Ä.werdenalseinzelneDateiengespeichert.

ErweiterungenInMacOSXwerdenTreiberfürKomponentendesMainboardsundfürPCI-Kartenoderbe-stimmteProtokolleinFormvonErweiterungen(Kernel-Extensions,KEXT)demSystemkernhinzugefügt.DieErweiterungenbefindensichimOrdner»/System/Library/Extensions«.EineErweiterungbestehtausmehrerenDateienineinem.kext-Bundle–demTreiber,derInfodateiunddenRessourcen.

DieProgramm-BundlesdesCocoa-ProgrammsTextEditunddesCarbon-ProgrammsiTunes.

DasSymboleinerKernel-Extension

Dasall-gemeineProgramm-symbol

58 Technik

3 60Type/Creator

FrameworksRoutinen,dievonmehrerenProgrammenbenutztwerdenkönnen,werdennichtindenProgrammcodeintegriert,sonderninFormvonBibliothekenalseigeneDateigespeichertunddynamischmitdemProgrammcodeverlinkt.(ImklassischenMacOSheißensieLibrariesoderSharedLibraries,unterWindowssindesdieDLLs.)ImMacOSXwerdenBibliothekenalsFra-

meworksorganisiert.WieinanderenBundlesbefindensichauchhierdieDatenunddieRessourceningetrenntenDateienineinemgemeinsamenOrdner(.framework).IneinemFramework-BundlekönnensichmehrereVersioneneinerBibliothekbefinden,sodassProblememitderKompatibilitätverschiedenerProgrammeundunterschiedlicherVersionen(wiesiez.B.unterWindowsnichtunüblichsind)ausgeschlossenwerden.DieaktuelleVersionwirddabeibesondersmarkiert.Frame-workswerdenimOrdner»/System/Library/Frameworks«gespeichert.

ObjektattributeDerMacgibtjedemObjekteinenInfostringmiteinerReihevonInformationenmit.Diebe-kanntestensindnatürlichderObjektname,dasErstellungsdatum,dasÄnderungsdatumunddieGröße.BeiUNIX-SystemenkommendazudieDateirechte.ImMac-DateisystemHFS+enthaltenObjektezusätzlichzudiesenInfor-mationennochdie»FinderFlags«,einigeBits,dieweitereInformationenwiez.B.SichtbarkeitoderEtikettkodieren.AuchdieBenutzerrechtesindalsObjektattributeimDateisystemange-legt.AlledieseInformationenwerdenimMac-DateisystemHFS+indenKnotendesDateisys-temsgespeichert.AuchderDateitypkannbeimMacalsInfor-

mationimDateisystemgespeichertwerden.ErwirdmitderType-undderCreator-Kennungkodiert.

ObjektnamenJedesObjektimMacOSXträgteinenNamen.DiedafürverwendetenObjektnamendürfenbiszu255Zeichenlangsein.JedesZeichendarfverwendetwerden–miteinerAusnahme:dem

FrameworkskönneninverschiedenenVersionenzusammengefasstwerden.DieAliaseaufderoberstenEbenever-weisenaufdieentsprechendenOrd-nerderaktuellenVersion,derAlias»Current«verweistaufdenOrdner

»A«,denndiesistdieaktuelleVersion.

3 154fPraxis,

Etiketten


Doppelpunkt.ErwirdzurTrennungderPfad-namenbenutzt.DerFindererzeugttrotzdembeidemVer-

such,einenDoppelpunkteinzugeben,keineFehlermeldung–erersetztihneinfachdurcheinenStrich.DerDoppelpunktwirdsogardannautomatischdurcheinenStrichersetzt,wenneinName,dereinenDoppelpunktenthält,durch»KopierenundEinsetzen«vergebenwird.AuchindenSichern-DialogenlässtsichderDoppelpunktnichteintippen.Dateiendürfenbeliebigbenanntwerden.

Dateityp-Suffixe,wieWindowssiebenutzt,brauchtderMacnichtunbedingt.DieseFunk-tionenkönneninMacOSXdieType-undCrea-tor-Kennungenübernehmen.TrotzdemsolltenSieSuffixeanhängen,damitbeispielsweisebeiderÜbertragungüberdasInternetnochzuer-kennenist,welcherArtdieDateiist.

OrdnerlokalisierungenImFinderundindenÖffnen-undSichern-DialogenderProgrammewerdendievomSystemangelegtenOrdnerlokalisiertange-zeigt.DasgeschiehtmithilfederVorgabeninderDatei»SystemFolderLocalizations.strings«fürdieausgewählteSprache(aufdeutschin

»/System/Library/CoreServices/SystemFolder-Localizations/de.lproj«).MiteinerunsichtbarenHinweis-Datei».localized«,dieindemzulokalisierendenOrdnerliegt,wirddasSystemangewiesen,denNamendiesesOrdnerslokali-siertanzuzeigen.ProgrammewerdenanhanddesNamensinderDatei»Infoplist.strings«desSprachpaketslokalisiert.

Volumenamen BeimMactragennebenDateienauchalleVo-lumeseinenNamen.LogischeLaufwerkewie»C:«beiWindowsgibtesnicht.Volumes,diekeinenNamenhaben,erhaltendenNamen»OhneTitel«.DerNameeinesHFS-Volumesdarfhöchstens63Zeichenlangsein.Theore-tischkönnenalleVolumesdenselbenNamenhaben,wasaberausGründenderÜbersicht-lichkeitnichtempfehlenswertist.

DateirechteAuchdieDateirechtesindObjektattributedesDateisystems.DieUNIX-DateirechtewerdenimKataloggespeichert.MitdiesenkönnendemEi-gentümer,einerGruppeundjedermannRechtefürDateienundOrdnerzugeteiltwerden.DanebenisteineverfeinerteZugriffsteuerung

DerAufbaueinerKernel-Extension

212ff 3Praxis, Da ten -aus tausch mit dem Windows-PC

129 3Praxis, Dateirechte bestimmen

60 Technik

überACLs(AccessControlLists–Zugangskon-trolllisten)möglich.HierkönneninFormeinerListeRechtefürweitereBenutzerundGruppendefiniertwerden.DieDateisystemeFATundHFSkennenkeine

Dateirechte.

Type und CreatorAufeinemComputerwerdenverschiedensteDateitypenverwendet.ZwarbestehenalleDateienausFolgenvonEinsenundNullen;Systemdateien,ProgrammeoderDokumenteverhaltensichjedochganzunterschiedlich.EswirdalsoeineMethodebenötigt,mitder

sichdieeinzelnenDateitypenaufAnhiebun-terscheidenlassen.DereinfachsteWegist,ei-nenTeildesDateinamenszuverwenden.DieseMethodewirdbeispielsweiseunterWindowsinFormeinesdreiZeichenlangenSuffixesverwendet(Dateiname.xxx).Windows-DateienbrauchenunbedingtdiesesSuffix,damitdasSystemsieeinemProgrammzuordnenkann.DieseLösungistunflexibel,dasievoraus-

setzt,dassimmernureinProgrammeinenDa-teityperzeugenkann.AußerdemkannderAn-wenderdenDateitypversehentlichverändernundsodieDateiunbrauchbarmachen.DerMacgehthiereinenanderenWeg.

ImDateisystemsindimInfostringderDateizweivoneinanderunabhängigeKennungenverzeichnet.(ImMac-OS-X-Programm-BundlebefindensichdieKennungeninderDatei

»PkgInfo«)DieType-KennungkodiertdenDateityp,dieCreator-KennungdasProgramm,dasdieseDateierzeugthat.DadurchkönnenDokumentegleichenTypseindeutigeinemEr-zeugerprogrammzugeordnetwerden.EinPhotoshop-EPSundeinFreeHand-EPS

könnenbeispielsweisebeidegleichzeitigperDoppelklickmitdemjeweiligenProgrammge-öffnetwerden.DieType-unddieCreator-Kennungbestehen

jeweilsausvierBuchstaben.AlleZeichenkönnenverwendetwerdenk,großeundkleineBuchstabenwerdenunterschiedlichbehandelt.HiereinigeBeispielefürType-undCreator-Ken-nungen:1 Type-Kennungen:EineTextdateibekommtdieKennung»TEXT«,einPict-Bild»PICT«odereinProgramm»APPL«(fürApplicationProgram).

1 Creator-Kennungen:»ttxt«stehtfürdasErzeugerprogramm»TextEdit«(»ttxt«stehteigentlichfür»TeachText«,späterbekanntals»SimpleText«),»GKON«fürden»Graphic-Converter«oder»8BIM«für»Photoshop«.

AnhanddieserbeidenAngabenkannderFin-derBeziehungenzwischenProgrammenundDokumentenherstellenundinderListendar-stellungoderinderInfoboxeineAngabeüberdieObjektartmachen.SoisteineDateimitType»PICT«undCreator»ttxt«einSimpleText-Bild,abermitCreator»GKON«einGraphicCon-verter-PICT-Bild.

InderShellwerdendie»NamedForks«unddie»Ac-cessControllLists«von»ls«mitdenOptionen»@«bzw.

»e«angezeigt.(HiersehenSiedieAusgabe

desBefehls»ls-l@e«.)


AlleProgrammebekommendieType-Ken-nung»APPL«undihreCreator-Kennung.InMacOSXwirddieseKennungjedochnichtmehrkonsequenteingesetzt,einigePro-grammevergebenkeineType-Creator-Ken-nungenmehr.AußerdembesitzenDateien,dievonanderenPlattformenkommen,dieseCodesnicht.MacOSXbesitztdeshalbdieFähigkeit,DateitypenanhandihresSuffixesoderihresTy-peszuzuordnen,aberauchanhandeinerKom-binationvonTypebzw.SuffixmitdemCreator.

LaunchServicesMacOSXführtüberdieVerbindungenzwi-schenDokumentenundProgrammenBuch.Dafürbautesüberdie»LaunchServices«eineDatenbankauf,indersichInformationendar-überbefinden,welchesProgrammwelchenDateitypöffnenkannundwelcheSymboledieProgrammeundihreDokumentebekommen.JedesMac-OS-X-Programmenthältinsei-

nemBundleeineDatei–»Info.plist«(Infor-mationsPropertyList)–inderverzeichnetist,welcheArtvonDokumentenesöffnenkann.BewegtderAnwenderjetzteinDokumentmiteinergeeignetenType-KennungoderDateina-menserweiterungaufeinProgrammsymbol,aktiviertderFinderdasProgrammsymbol.SobaldderAnwendernundasDokumen-tensymbolüberdemProgrammsymbollos-lässt,öffnetdasProgrammdasDokument.IstderTypdesDokumentsnichtverzeichnet,wirddasProgrammsymbolauchnichtaktiviert.InderDatei»Info.plist«kannderFinder

außerdemerkennen,welcheSymboledenDateienzugewiesenwerdensollen,dievondie-semProgrammerzeugtwurden,undwiedieserDateitypbenanntwerdensoll.DerMac-OS-X-FinderspeichertdieseInformationenfürjedenBenutzereinzeln.DafürliesterzuerstnurdieStandard-OrdnerfürProgrammeaus.Weitere

InformationenwerdenindenverschiedenenOrdnernerstausgelesen,wennderAnwenderineinenneuenOrdnernavigiert.

Uniform Type IdentifiersSeitMacOSX10.4werdenvondenLaunch-servicesverschiedeneSuffixeundTypes–aberauchdieMIME-Typen,dieimInternetverwen-detwerden–diegleicheDateitypenkodieren,nacheinemausgeklügeltenSystemgegeneinen»UniformTypeIdentifier«(UTI)aufgelöst(z.B.dieSuffixe».txt«und».text«zu»public.plain-text«oderdasSuffix».pdf«undderType»PDF«zum»com.adobe.pdf«).

Ressourcen und Objektattribute in flachen DateisystemenDasHFS+-DateisystembietetdemMacmitdemRessourcenzweigunddenObjektattribu-tenbzw.denbenanntenZweigenBesonder-heiten,dieandereDateisystemenichtkennen.DahermussMacOSXzueinemTrickgreifen,umdieDaten,diedortgespeichertsindauchaufanderenDateisystemenzuerhalten:DasAppleDouble-Format.WirddieDateiaufeinflachesDateisystem

ohneZweigekopiert,wirdunterMacOSXzu-sätzlichzurDatei,diedenDatenzweigenthält,einezweiteDateimitgleichemNamen,abermitdemPräfix»._«angelegt.Indiese._-DateiwerdendieRessourcenundAttribute,dieimDateisystemHFS+indenZweigengespeichertsind,transferiert.

Ressourcen und Objektattribute und andere BetriebssystemeWirddasKopierenoderdieÜbertragungeinerMac-DateimitverschiedenenZweigennichtvonMacOSXausinitiiert,ergibtsicheinProblem:AndereBetriebssysteme(Windows,UNIX)undnormaleÜbertragungsprotokolle

212ff 3Praxis, Daten-austausch mit dem Windows-PC

62 Technik

3 140ffPraxis,

Spotlight, Dateien

fi nden

erkennendieVerbindungzwischendemDa-tenzweigunddenanderenZweigeneinerMac-Dateinicht.InderRegelwirdnurderDatenteilkopiert,derRessourcenteilunddieAttributeabergehenganzverloren.WennDateienüberdasInternetverschickt

werdensollen–dasjanurzueinemkleinenTeilausMacsbestehtundzumgrößtenTeilaus»normalen«UNIX-Rechnern–,musseineVerbindungzwischendenZweigengeschaffenwerden.DafürwerdenMac-DateienvordemVerschickenkodiert.SiewerdensozureinenText-bzw.Binärdaten,diespäterwiederzuMac-Dateiendekodiertwerdenkönnen.

SpotlightNebendenObjektattributenimHFS+-Datei-systemgibtesinnerhalbvielerDateienweitereMetadaten.DiesestellenInformationenübereigentlichenDateninderDateibereit–z.B.dieEXIF-DateninBilddateien,ID3-TagsinMP3-MusikdateienaberauchCopyright-Infor-mationen.DieseDatenwerdenvonSpotlight

zusammenmitdenObjektattributenineinerDatenbankgesammelt.IneinerweiterenDateiwirdeinIndexderTextinhaltevonTextdateienangelegt.DieseDatenstehendamitallenSpotlight-fähigenProgrammenzurVerfügung.SelbstinderKommandozeilekannüberdieBe-fehle»mdls«und»mdfind«aufSpotlightzuge-griffenwerden.MitdenBefehlen»mdimport«und»mdutil«kannSpotlightzumerneutenIndizierenveranlasstwerden–komplettodernurmiteinembestimmtenImportfilter–sowieein-undausgeschaltetwerdenetc.

Alias, Symbolic Links und Hardlinks SeitSystem7bietetdasMacOSdemAnwenderdieMöglichkeit,Alias-Dateienanzulegen.DieseDateiensindVerweiseaufeineOriginaldateiodereinenOrdner.AliasekönnenvonjedembeliebigenObjekt

angelegtwerden,auchvonObjekten,diesichaufeinemanderenVolumeoderirgendwoimNetzwerkbefinden.AliasebesitzendieselbenEigenschaftenwieihrOriginal.Deshalbkönnen

3 203Praxis,

FileSharing, Daten

kodieren

SpotlightsammeltdieMeta-informationenausDateien.IndiesemInfofensterwerdendie

EXIF-InformationeneinerBilddateiaufgelistet.


siebeispielsweisegenausowiedasOriginalzumÖffnenperDrag&Dropbenutztwerden.AliasesindzuerkennenaneinemkleinenPfeilanderunterenlinkenEckedesSymbols.DieVerbindungzumOriginalwirdinder

»alis«-RessourcederAlias-DateialsPfadab-gespeichert.ImInfofensterwirddieserPfadangezeigt.ErgänzendwirdhieraberauchdieID-NummerdesOrdners,indemsichdieOri-ginaldateibefindet,gespeichert.SowirddasOriginalauchdannwiedergefunden,wennesverschobenundumbenanntwurde.Dasfunktioniertsogar,wennsichdasOriginalaufeinemanderenVolumebefindet,daswährenddesVerschiebensundUmbenennensnichtgemountetwar.(EinzigeAusnahme:WenneinObjektmitdengleichenEigenschaftenundgleichemNamenamselbenOrterstelltunddasOriginalgelöschtwurde.)MitdemBefehl»Originalfinden«(aR)könnenSiesichdasOriginalzumAliasanzeigenlassen.Damitbei

53 7 i-Node

AliasenohneType-undCreator-KennungendasSymbolnichtverlorengeht,schreibtMacOSXzusätzlicheine»icns«-RessourcemitdemSymboldesOriginalsindieAlias-Datei.InUNIX-Dateisystemenverweisen»Symbolic

Links«aufandereDateien.DieseerfüllendiegleichAufgabewieAliaseimHFS,siebesitzenjedochandereEigenschaften.SymbolicLinkskönneninMacOSXebenfallsaufgelöstwer-den.DerMac-OS-X-FinderkannjedochkeineSymbolicLinkserzeugen;ererzeugtstattdesseneinAlias.SymbolicLinkskönnenimPro-gramm»Terminal«inderShellmitdemBefehl»ln-s«erzeugtwerden.ZusätzlichwirdinUNIX-Dateisystemen

mitHardlinksgearbeitet.MitHardlinksistesmöglich,dasseineDateisozusagenmehrereNamenhat.HardlinkswerdenimMac-Dateisy-steminI-Node-Dateienverwaltet,diesichimunsichtbarenOrdner»HFS+PrivateData«aufderoberstenEbenederFestplattebefinden.

InderRes-sourceneinesAliasistderPfadzumOriginal(rot)unddieIDdesOrdners,indemessichbefindet(blau)ge-speichtert,sowiedaspassendeSymbol.

98 3 Praxis, Alias

64 Technik

Grafi sche Be nut zer ober fl ä che

DerGesichtssinnistderausgeprägtestedermenschlichenSinne.DieGrenzenderSpracheerfahrenSierechtschnell,beispielsweisebeidemVersuch,jemandemeinenGegenstandgenauzubeschreiben,denSienichtsehen.Soistesz.B.einfacher,durchZeigenaufeineBesonderheithinzuweisen,alssiemitWortenzuerklären.ÄhnlichistesbeiderArbeitamComputer.SeinevisuelleOrientierungmachtesfüreinenMenscheneinfach,einenOrdnerzuaktivieren,indemerperMausklickdaraufzeigt.Erkannsichdannumsehen,obsichdasgesuchteObjekt–vielleichteineDateiodereinandererOrdner–indiesemOrdnerbefindet.(DasPrinzipwirdinApples»HumanInterfaceGuidelines«treffend»SeeandPoint«genannt.)MitWorten,diederComputerauchnochver-stehenmuss,denWegzueinemObjektzube-schreiben,istdadochbedeutendkomplizierter.EineersteIdeezueinergrafischenBenutze-

roberflächepräsentierteDougEngelbartschonimJahre1968amStanfordResearchInstitute.ImXerox-EntwicklungszentrumPARCwurde1973derAlto,einPrototypeinesRechnersmit

grafischerBenutzeroberfläche,gezeigt.AppleergänztedieseIdeenumwesentlicheElementewiez.B.Pull-Down-MenüsundDrag&Drop.DamitwarderStandardgesetzt,seitdemgabeskeineumgreifendenÄnderungenmehr.AußerdemwurdedieMausweiterentwickelt.DieursprünglichverwendeteDreitastenmauswurdeaufgrundderErfahrungenbeiXeroxzurEintastenmaus,nochheuteeinherausragendesMerkmaldesMacs.DiesegrafischeBenutzerschnittstellewar

dasimwahrstenSinnedesWortesaugenfäl-ligsteMerkmaldesMac.VordemMacgabeskeinenerschwinglichenPersonalcomputermitdieserEigenschaft.IndendarauffolgendenJahrenhatsichdiegrafischeBenutzerschnitt-stelleaufallenComputerplattformendurch-gesetzt.DieBesonderheitdesMac-Systemswar,dass

dieseOberflächeeinintegralerBestandteildesSystemsist.InMacOSXdagegengibteseineTrennungdeseigentlichenSystemsvondergrafischenOberfläche.ProgrammekönnenüberdieBefehlszeiledesTerminal-Programms

3 255ffPraxis, Shell

Der»X-YPositionIndicatorforaDisplaySystem«,

dessenPatentierungmitdieserPatentschrift1967vonDougEngelbartbean-tragtwurde,istheuteals

»Maus«StandardanjedemPersonalComputer.

DieBenutzeroberflächedesXeroxAltovon1974lässtnurerahnen,wohindie

Entwicklunggehenwürde.DasGUIwurdeüberdreiMaustastenbedient.


angesteuertwerden,BSD-ProgrammelaufensogarkomplettohnegrafischeOberfläche.EchteMac-OS-X-Programme(CarbonoderCocoa)sindjedochtrotzdemohnegrafischeBe-nutzeroberflächenichtvorstellbar.InMacOSXistdieIntegrationdergrafischenOberflächesokonsequentdurchgezogenworden,dassselbstgrundlegendeÄnderungendesSystemsüberdieseOberflächevorgenommenwerdenkön-nen–durchBewegenvonObjektenoderAnkli-ckenvonSchaltflächen.DernormaleAnwenderkommteigentlichniemitdemMacOSXzugrundeliegendenUNIXunddessenShellinKontakt.

Der FinderDerfürdenAnwenderwichtigsteProgramminMacOSXistderFinder.DerFinderliefertdemAnwenderdenSchreibtischunddieVolumesmitdenOrdnerfensternunddenDokumen-tensymbolen.ErbietetdemAnwenderdieMöglichkeit,indenHierarchienderFestplattenzunavigierenunddiesezumanipulieren.DerFinderbildetalsodieSchnittstellezwischendemDateisystemunddemAnwender.DerFindergibtdemAnwenderdieMöglich-

keit,seineDateienübersichtlichzuordnen.Wieinden»HumanInterfaceGuidelines«auchfürandereProgrammeempfohlen,verwendetderFinderdafüreineMetapherausdemnor-malenLeben:Den(Büro-)Schreibtisch.AlleDokumentelagerninAktenschränken(denVolumes)inOrdnern.UmEinblickineinenOrd-nerzubekommen,wirddieserausdemAkten-schrankherausgenommenundmanblättertinseinemInhalt.UmeinbestimmtesDokumentzubetrachten,wirdesausdemOrdnerheraus-genommenundaufdenTischgelegt.EinDo-kument,dasnichtmehrgebrauchtwird,landetimPapierkorb.

ZwarbefindetsichderPapierkorbnormaler-weisenichtüberdemSchreibtischundwirwer-fenauchnichteinenganzenAktenschrankindenPapierkorb.AberkleineAbweichungenvonderRealitätdienenderKonsistenz,wennsiedasSystemeinfachermachen.GleicheHand-lungenerzeugendenselbenEffekt.

Fenster-Darstellungs-Informationen DamitderFinderdieFensterdereinzelnenOrdnerindervomBenutzergewünschtenFormöffnenkann,musserdieInformationenzudenDarstellungeninnerhalbderFenster–z.B.PositionundGrößederIcons,GrößedesFensters,Darstellungsartetc.–merken.DieInformationenwerdeninnerhalbdesje-weiligenOrdnersinderunsichtbarenDatei».DS_Store«gespeichert.Dadie».DS_Store«-DateisichindemzuöffnendenOrdnerbe-findetundsomitauchmitkopiertwird,kannauchbeispielsweisefüreinDiskimageodereinServervolumeeinebestimmteDarstellungvor-gegebenenwerden.DieDarstellungendesSchreibtischsundim

Fenster»Computer«werdeninderVoreinstel-lungsdateidesFindersgespeichert.

88 3 Praxis, Finder

DerXeroxStar,dererstekommerzi-elleCom-putermitgrafischerBenutzer-berflächeerschien1981,zweiJahreJahrevorderLisa(jedochnacheinemBesuchvonApple-Mit-arbeiternbeiXerox).

66 Technik

Hu man Interface Gui de li nes

SchonvonAnfanganhatAppledetaillierteRichtlinienherausgegeben,wieeinProgrammaufdemMacauszusehenhat.DafürwurdenintensiveergonomischeStudiendurchgeführt.AusdemErgebnisdieserStudienentstandeneinigegrundlegendePrinzipien.1 Direct Manipulation:DerAnwendermanipu-liertimmerdasObjektselbstundsiehtdirektdieAuswirkungen.Beispiel:BeimVerschiebeneinesObjekts

bleibtdiesesObjektsichtbar.DasObjekt,aufdasesgezogenwird,wirdaktiviert.

1 See-and-Point:DerAnwenderbekommtim-meralleMöglichkeitenpräsentiertundkanndannzwischendiesenauswählen.Beispiel:MenüspräsentierenBefehle,un-

terdenendannausgewähltwird.1 Consistency:WennzweiObjektedasgleichetun,sehensieauchgleichaus.Reagierensieunterschiedlich,sehensieauchunter-schiedlichaus.SokannderAnwenderschon

ausdemAusseheneinesObjektsschließen,wieessichverhaltenwird.Beispiel:ProgrammeundErweiterungs-

bundlesunterscheidensichdadurch,dassProgrammevomAnwendergestartetwer-den,ErweiterungenjedochvomSystem.DeshalbhabensieauchunterschiedlicheSymbole.

1 User Control:DerAnwender,nichtderCom-puter,kontrolliertdenVerlaufeinerAktion.Beispiel:DieHilfeerklärtdemAnwender

lediglich,wieeineEinstellungamObjektvorgenommenwird.DasnächsteMalkannderAnwenderdieseodereineähnlicheEin-stellung(Consistency)ohneHilfeausführen.EristnichtaufGedeihundVerderbeinemAssistentenausgeliefert.

1 Forgiveness:DerAnwendermusseinenSchritt,denerausgeführthat,wiederrück-gängigmachenkönnen.


NebendenhieraufgeführtenPrinzipiengibtesnochvieleweitere.Inden»HumanInterfaceGuidelines«wer-

denaberauchganzkonkreteAngabenzuAus-sehenundFunktionvielerObjektegemacht.Diefür»Aqua«überarbeiteten»HumanIn-

terfaceGuidelines«werdenmitdenDeveloperToolsalsPDF-undalsHTML-DokumentaufIhrerFestplatteinstalliert(»/Developer/Docu-mentation/UserExperience/Conceptual/Aqua-HIGuidelines«).

Beispiele aus den Interface Guidelines1 Menüs:DiebeidenerstenMenüs»Ablage«und»Bearbeiten«sindalsStandardvorge-geben,ebensowiedieReihenfolgederStan-dardbefehleinnerhalbdieserMenüs.AuchdieTastaturkürzelfürdieGrundfunktionensindstandardisiert.DieseVorgabenwurdenunverändertvomklassischenMacOSinMacOSXübernommen.

1 Abfragen:AuchfürdieSicherheitsabfragezueinemgeändertenDokumentgibtesVorgaben.DadasAugedesBetrachtersvonobenlinksnachuntenrechtswandert,siehteszuerstdasSymbolundliestdanndenText.ImTextmusszuerkennensein,umwelchesDokumentessichhandelt.Schaltflä-chen,mitdenendiegetaneArbeitvernichtetwird(»Nichtsichern«),werdenvondenSchaltflächengetrennt,diediegetaneArbeitnichtzerstören(»Abbrechen«und»Sichern«)–»Sichern«istuntenrechtsundaktiviert.DieBeschriftungderSchaltflächenbeschreibtnocheinmaldieAktion–»Sichern«und»Nichtsichern»,statt»Ja«und»Nein«.Unverständlicherweisefindensichimmer

wiederProgrammhersteller,diesichnichtandieseergonomischenVorgabenhalten.

68 Technik

Willkommen!Der Systemstart

Open Firmware…WennSiedieEinschalttastedesPowerPC-Macsdrücken,wirdzuerstder»Power-OnSelfTest«(POST)aktiviert.DieserüberprüftdieSchnitt-stellen,Erweiterungssteckplätze,LaufwerkeunddenSpeicher.WennallesinOrdnungist,erklingtderStartgong.AnschließendwirddieOpenFirmwareaktiviert.DiesebautdenDevice-Treeauf–einVerzeichnisallerinstalliertenHardware-Komponenten.

3 368Referenz,

Kontrollfeld, Startvolume

…bzw. BIOS und EFIBeimMacmitIntel-ArchitekturwirdzuerstdasBIOSaktiviert,daseinenPOSTdurchführt.DanninitialisiertdasBIOSdiegrundlegendeHardwareundderProzessorwirdinden32-bit-ModusversetztumdasEFIladenzukönnen.IstdasEFIgeladen,initialisiertesweitereHard-wareundlässtdenStartgongerklingen.

BootX bzw. boot.efiDieOpenFirmwarebzw.EFIaktiviertdieimNVRAMverzeichneteBoot-Datei.WennMacOSXausgewähltwurde,istdiesbeimPow-erPC-MacdieDatei»BootX«bzw.beimMacmitIntel-Architektur»boot.efi«imOrdner»/System/Library/CoreServices«.DergraueApfelerscheintaufdemBildschirm.

Kernel-EnvironmentBootXbzw.boot.efilädtnundasKernel-Environment.Dafürwerden–beimPowerPCmithilfedesDeviceTrees–Treibergeladen,bisdieSystemfestplatteaktiviertwerdenkann.DannwirdinverschiedenenStufenderMach-Kernelinitialisiert.BeimMacmitIntel-Architekturbautdieseraußerdemden»fakePP-CDevicetree«aufundaktiviert,wennderIntel-Prozessoreine64-bit-Erweiterungbesitzt,inmehrerenSchrittenden64-bit-Modus.(AbhieristderAblaufbeiPowerPCundIntelgleich.)AnschließendwirddasBSD-Systeminitialisiert.UnterdemApfelwirdeinKreiselangezeigt.

7 34 NVRAM

7 68Kernel-Envi-

ronment

7 32Firmware

Der Systemstart 69

LaunchdAnschließendwirdderDaemon(einunsicht-barerSystemdienst)»launchd«geladen.DerBildschirmwechseltdieFarbeundwirdblau.LaunchdstartetverschiedeneandereSystem-diensteundistauchfürdenStartallerwei-terenProgrammezuständig.UnterdenDiensten,diehiergestartetund

anhandderVorgabenin»/System/Library/LaunchDaemons«konfiguriertwerden,befin-densichunteranderemAppleShare,SambaundderApache-Webserver.AbhieristalsoeinZugriffausdemNetzwerkmöglich.

LoginwindowDasletzteObjekt,dasgeladenwird,istdasPro-gramm»Loginwindow«.DiesesmeldetdenBe-nutzerbeimSysteman.DasProgrammbleibtimmeraktiv,esistauchfürdasFenster»Sofortbeenden«oderdieAbmeldungzuständig.

Benutzer-ProgrammeLoginwindowstartetdasDockunddenFindermitdemSchreibtisch.AußerdemwerdendieimKontrollfeld»Benutzer«unter»Startob-jekte«bestimmtenObjektegestartet.JetztistMacOSXfürdieArbeitbereit.

292 3Referenz, Sofort be-enden

332 3Referenz, Kontrollfeld »Benutzer«, »Anmeldeop-tionen«

188 3Praxis, File-Sharing

Technisches zur Hardware der Macs

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Transcript of Technisches zur Hardware der Macs