Operační systémy – základní programové vybavení počítače


 

  • je zaveden přímo do paměti počítače
  • při startu zůstává v činnosti až do jeho vypnutí

Skladba operačních systémů

Jádro se zavádí do operační paměti počítače při startu a zůstává v činnosti po celou dobu běhu operačního systému.

  • zajištění komunikace s okolím
  • řízení a zpracování programu
  • údržba informací na externích pamětech

Historie

[1]První počítače neměly operační systém. Na počátku 60. let 20. století dodávali výrobci počítačů propracované nástroje pro řízení dávkového zpracování spouštěných programů. První operační systémy byly dodávány k sálovým počítačům (mainframe). V roce 1967 byl firmou IBM vydán operační systém MFT, který podporoval v omezené míře multitasking. Od roku 1964 byl vyvíjen Multics, který však Bellovy laboratoře přestaly vyvíjet v roce 1969, kdy byl v těchto laboratořích vytvořen první Unix.[1]

50. léta

Počítače neměly operační systém. Programy byly zadávány v binárním kódu, každý program byl ojedinělý. První náznaky operačního systémy se začaly objevovat na konci 50. let – zaváděl pouze základní systém ochrany paměti. Počítač se přepínal mezi dvěma módy: čtení/zápis z nebo na děrné štítky a provádění programu.

60. – 70. léta

S rozvojem rychlosti počítačů se velmi často stávalo, že počítače čekaly na dokončení IO operací. Zpočátku se proto používalo kromě hlavního (rychlého počítače) i několik pomalejších. Tato skutečnost vyvolala potřebu vytvoření jednoduchých operačních systémů, které umožňovaly běh více programů najednou, takzvané spool-ovací systémy. Nevýhoda – každý výrobce dodával naprosto odlišný systém, což bylo náročné pro operátory.

70. léta

V roce 1969 vzniká koncept prvotní verze systému souborů UNIX. V roce 1970 byl navržen nový operační systém s názvem UNICS, který je později přejmenován na UNIX. Stává se jedním z nejvýznamnějších operačních systémů a dodnes je jedním z nejpoužívanějších. Jedinečný je ve své nezávislosti na HW. Využívá se především na univerzitách, sálových počítačích a na serverech. Jednoduchost systému však přilákala i spoustu běžných uživatelů, což mělo za následek vznik několika variant základního systému. UNIX byl charakteristický svou malou velikostí – vlastní systém měl pouze 16Kb. V roce 1973 byl celý systém přepsán do jazyka C, čímž získal snadnější přenositelnost mezi jednotlivými platformami.

Kromě UNIXU vznikly v 70. letech i operační systémy Multics a VMS. Multics byl velkým konkurentem UNIXU a začátkem 80. let byl hojně používán v sálových počítačích. Přestože byl v roce 1985 ukončen jeho vývoj, využíval se až do října roku 2000. VMS přišel na trh v roce 1978, na svou dobu byl velmi moderní : 32 bitový, multitaskový, multiprocesorový s virtuální pamětí. Aktivně byl vyvíjen do roku 2000, kdy byl upraven na 64 bitový.

80. léta

Znamenala rozmach 8 a 16 bitových počítačů (ZX Spectrum, IBM PC/XT, Apple, Commodore 64). Tyto počítače byly používány nejen na univerzitách a velkých firmách, ale rozšířily se i do běžných domácností. Jedním z nejpoužívanějších operačních systémů byl OS CP/M, což byla velmi zjednodušená verze UNIXu.

Dalším velmi významným operačním systémem byl MacOS, který poprvé integroval do samotného operačního systému grafické rozhraní (GUI) a využíval dnes již zcela nezbytnou součást počítače – myš.

MS-DOS byl prvním operačním systémem vytvořeným v roce 1981 společností Microsoft pro osobní počítače firmy IBM (IBMP PC/XT). Systém měl mnoho omezení. Umožňoval práci pouze jednomu uživateli, který mohl mít spuštěný v danou chvíli pouze jediný program. Operační systém byl 16 bitový, paměť RAM byla omezena nejvýše na 640 kB a pevné disky do kapacity 30 MB. V roce 1985 byl uveden na trh operačním systémem Windows 1.0, jehož první verze byla ohlášena již v roce 1983. Systém umožnil přepínání mezi programy, což znamenalo, že uživatel již nemusel ukončovat a znovu spouštět programy, pokud chtěl s nimi pracovat současně, avšak okna se překrývat nemohla. Proto v roce 1987 vznikla verze Windows 2.0, která tento nedostatek odstranila, a systém 2.0 ve verzi 386 byl používán pro nejnovější čip společnosti Intel.

V 80. letech rovněž vznikly různé implementace UNIXu,  a to především v oblasti sálových počítačů, jako například  IBM– AIX, Sun- Solaris nebo SGI- IRIX. Kromě těchto systémů byl započat vývoj prvních “open source“ systémů. Jedním z nejzajímavějších byl NeXT Step – kompletně objektový, plně grafický. Nevýhoda – byl úzce svázán s dodávaným hardwarem a neměl dostatek aplikací.

90. léta

V roce 1990 vznikl operační systém Windows 3.0, který se rozšířil díky několika významných novinek (grafické rozhraní, virtuální paměť, stromový správce souborů). O rok později byl tento systém rozšířen o OEM verzi (vylepšená práce systému s multimédií). V roce 1993 přichází nový Windows NT. Tento systém je zaměřen především na náročné uživatele a servery, kde dominoval UNIX. Díky tomuto operačnímu systému se Microsoft snažil vstoupit na trh serverů, kde dominoval UNIX. V témže roce společnost Microsoft přivádí na trh Windows 3.11, který obsahuje pozměněné jádro, díky němuž získává vyšší výkon a lepší stabilitu.

Všechny tyto operační systémy od Microsoftu vyžadovaly instalaci MS-DOS. V roce 1995 je na trh uveden Windows 95, který instalaci DOSU nevyžaduje. Tento systém získal řadu vylepšení – 32 bitové jádro, podpora dlouhých názvů souborů, integrovanou TCP/IP a zcela nové grafické rozhraní. V roce 1996 vzniká nová verze – Windows NT 4.0, která využívala shodné grafické rozhraní s Windows 95.

V roce 1998 přichází na trh Windows 98, který využívá stejné jádro pracující pod DOSem. Windows 98 obsahuje webový prohlížeč přímo v jádře. V 90. letech se také velice rozšířil protivník Windowsu open source GNU/Linux.

Příloha č.1 – srovnání parametrů Windows 95, NT, 2000

Operační systém Minimální hardware Podpora zařízení Stabilita Kompatibilita
Windows 95 386/486 s pamětí 8 MB více než
4 000
2,1 dne s většinou aplikací Windows a MS-DOS
Windows NT Workstation 4.0 Pentium s pamětí 16 MB více než
3 000
5,2 dne nižší (z důvodu narušení bezpečnosti)
Windows 2000 Professional Pentium s pamětí 64 MB téměř
12 000
90 dní rozsáhlá

Současnost a budoucnost

V současnosti se společnost Microsoft, jakožto největší softwarová společnost, snaží prosadit Windows do všech aplikací [2] od embedded zařízení (Windows CE), přes osobní počítače (Windows XP), servery (Windows 2000) až po mainframy (Windows Advanced Data Center). Jako největší nevýhodu bych viděl odlišné verze jádra OS, které je navíc úzce spjato s grafickým rozhraním a nemá příliš dobrou pověst z hlediska modularity, stability a rychlosti.

Tradiční výrobci a dodavatelé mainframů dnes postupně opouštějí svoje implementace UNIXu a začínají přecházet pomalu na Linux. Nemohou si dovolit přestat s podporou stávajících systémů, takže tento přechod bude postupný, ale jak se zdá, tak nevyvratitelný – jako poslední velký výrobce, který propagoval jen „svůj“ UNIX byl donedávna Sun a i ten začíná dodávat řešení postavené na Linuxu. Výhodou Linuxu je jeho neskutečná modularita – totéž jádro systému je schopno pracovat na PC 386, palmtopu iPaq, nejnovějším procesoru IA64, RISCovém procesoru Alpha a SPARC a mnoha dalších. Jeho největší nevýhoda – nepříliš dobrá škálovatelnost při větším (>8) počtu procesorů se zdá, že bude v brzké době odstraněna.

Bude opravdu budoucnost černo/bílá (Windows/Linuxová)? Nebo jenom bílá (Linuxová)? Myslím si, že ne – vždy se najdou „rebelové“, jdoucí proti většině a odsuzující to, co většina používá (bez ohledu na skutečné kvality) – jmenujme za všechny třeba jen Hurd. Kromě toho se dnes zkouší různé experimentální přístupy (3D GUI, kvantové a DNA počítače) a nelze říct, který z nich (zda-li vůbec) se prosadí.

Základním programovým vybavením každého moderního počítače je operační systém, který obstarává komunikaci mezi uživatelem a hardwarovým rozhraním počítače. V dřívějších dobách však operační systémy jako takové neexistovaly a programátor musel komunikovat s počítačem jeho řečí – tedy pomocí jedniček a nul. Navíc ještě musel znát konfiguraci počítače a přesné rozložení jednotlivých zařízení. Postupem času s rozvojem výpočetní techniky se však tento postup stal neúnosným a tak začaly vznikat první programovací jazyky. Místo posloupnosti jedniček a nul se tak do počítače údaje zadávaly pomocí osmičkové nebo šestnáctkové soustavy a později i za pomoci písmen a slov.

S dalším rozvojem však bylo třeba programu, který by sám zvládal základní funkce systému a ulehčil tak programátorům práci. Počátkem 60. let tak pomalu začaly vznikat operační systémy. Jeden z prvních vyvinula firma IBM, která měla v té době prakticky monopolní postavení na trhu sálových počítačů. V polovině 60. let s příchodem minipočítačů však vyvstává potřeba takových operačních systémů, jaké známe dnes. Mezi nejznámější a nejrozšířenější platformy patří především operační systémy na bázi UNIXu, vyvinutého původně firmou AT&T, a Windows od firmy Microsoft. [2]

Já osobně si myslím, že je jen otázkou času, kdy téměř monopolní společnost Microsoft bude překonána jinou, dosud neznámou společností z Číny, která v posledních letech vyvíjí v této oblasti značné úsilí. Hlavně nyní, v době krize, dochází k „přetahování“ špičkových vědců a nejednou jsme svědky záhadných mizení kapacit, z oblasti informačních technologií, o kterých se dozvídáme ze zpráv. Vzhledem ke skutečnosti, že v tomto oboru „tečou“ obrovské finanční částky, není těžké uhodnout, kam všechny tyto aktivity vedou. Ať už bude v budoucnosti vládnout trhu kdokoliv – jedno je jisté.  Bude muset odběratelům nabídnout něco, co tu ještě nebylo, něco zcela nového, dokonalého a uživatelsky bezkonkurenčního.

Citace

[1] http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2002/xvanek.html

[2] http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2002/xjanak_tisk.html

Příloha č.1: http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2002/xjanak_tisk.html

 

Použité zdroje

http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2002/xjanak_tisk.html

http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2002/xvanek.html

http://cs.wikipedia.org/wiki

 

, , , , , ,