Shell (Betriebssystem)

Begriff und Aufgabe

Eine Shell ist eine Systemsoftware, die die Fähigkeiten eines Betriebssystems für Menschen und andere Programme zugänglich macht. Während der Kernel den Kern des Betriebssystems bildet, ist die Shell dessen äußerste Schicht und dient als Benutzerschnittstelle (englisch user interface, UI). Über sie können Benutzer mit dem Betriebssystem interagieren.

Am Ende des Hochfahrens startet ein Betriebssystem üblicherweise eine primäre Shell-Instanz mit einer eigenen Sitzung. Diese bleibt im Normalbetrieb bis zum Ausschalten, Herunterfahren oder Abmelden aktiv und setzt typischerweise eine Anmeldung voraus. Zur Laufzeit erzeugt sie eine Arbeitsumgebung, in der Programme gestartet und ausgeführt werden können. Innerhalb dieser Umgebung lassen sich zusätzliche, sekundäre Shells beziehungsweise Subshells öffnen. Dabei kann es sich um weitere Instanzen derselben Shell oder um andere Shell-Programme handeln.

Je nach Zweck und Leistungsfähigkeit des Computers und seines Betriebssystems kommen unterschiedliche Shell-Typen zum Einsatz. Die beiden grundlegenden Formen sind die Textshell mit Befehlszeilenschnittstelle und die grafische Shell mit grafischer Benutzerschnittstelle.

Textshell und Befehlszeile

Eine Textshell besitzt eine Befehlszeilenschnittstelle (englisch command-line interface, CLI). Sie arbeitet zeilenweise und zeichenorientiert im Textmodus. Der Benutzer gibt Befehle oder Kommandos in eine Befehlszeile (englisch command line) ein. Ein Interpreter – ein Programm zur Auswertung von Anweisungen – setzt die Eingaben um und führt sie aus. Ergebnisse erscheinen normalerweise als Text.

Abgesehen von sehr frühen Shells verfügen Textshells über eine eigene, für die jeweilige Shell typische oder teilweise normierte Skriptsprache. Mit ihr lassen sich mehrere Befehle und Abläufe in Shellskripten festhalten und automatisieren. Da dafür die vorhandenen Befehle und ihre Syntax bekannt sein müssen, werden solche Skriptsprachen vor allem von erfahrenen Benutzern eingesetzt.

Textshells sind ein elementarer Bestandteil von Unix und ähnlichen Systemen. Bekannte Unix-Shells sind Bash, die TENEX-C-Shell und die Z shell. Auch Disk-Operating-Systeme, kurz DOS, verwenden Shells als Kommandozeileninterpreter.

Textshells in grafischen Systemen

Auch grafische Betriebssysteme wie Windows und macOS enthalten Textshells. Sie laufen meist in einer Terminalemulation, also einem Fenster innerhalb der grafischen Benutzeroberfläche, das textbasierte Ein- und Ausgaben ermöglicht. Durch die Einbindung in die grafische Oberfläche können dabei zusätzlich Funktionen wie Cut & Paste oder Drag & Drop zur Verfügung stehen.

Windows besitzt neben der klassischen Eingabeaufforderung, die aus dem MS-DOS-Erbe stammt, die neuere und funktionsreichere PowerShell. Benutzer können weitere Shells wie Bash installieren. In macOS sind wegen seines BSD-Unix-Kerns, Darwin, ebenfalls Unix-Shells enthalten.

Grafische Shell

Eine grafische Shell besitzt eine grafische Benutzerschnittstelle (englisch graphical user interface, GUI) und arbeitet pixelorientiert im Grafikmodus. Auf ihrer zweidimensionalen Oberfläche befinden sich Bedienungs- und Steuerelemente, die durch Symbole oder Textbeschriftungen gekennzeichnet sind. Visuelle Effekte vermitteln häufig den Eindruck räumlicher Tiefe: Fenster scheinen etwa übereinanderzuliegen, und eine Schaltfläche kann erhaben wirken und beim Auslösen optisch eingedrückt werden.

Funktionen, Routinen oder Unterprogramme lassen sich durch einen Mausklick oder einen Fingertipp auf solche Elemente aufrufen. Dadurch wird das Betriebssystem einfacher zugänglich, weil die Benutzer seine Funktionen nicht ausschließlich über schriftliche Befehle ansprechen müssen.

Desktop-Umgebungen auf Personalcomputern sowie die Bedienumgebungen von Smartphones und modernen Fernsehern sind Beispiele für grafische Shells. Häufig enthalten sie eine Terminalemulation, über die wiederum eine Textshell wie Bash oder PowerShell verwendet werden kann. Im allgemeinen Sprachgebrauch ist die Bezeichnung „grafische Shell“ allerdings noch wenig verbreitet; stattdessen wird oft ungenau von einer „GUI“ oder einer „Desktop-Umgebung“ gesprochen.