Istoria sistemelor de operare
Un sistem de operare reprezintă un produs soft care este parte componentă a unui sistem computaţional care se ocupă de gestionarea şi coordonarea activităţilor a unui computer. Sistemul de operare joacă rolul de gazdă pentru aplicaţiile care rulează pe o staţie de lucru. Primul sistem de operare apărut a fost o versiune de UNIX elaborata in 1969 de Ken Thompson si Denis Ritchie in grupa de cercetare de la Bell Laboratories, fiind scrisa pentru a rula pe un calculator PDP-7. A doua versiune a fost scrisa pentru calculatorul PDP 11/20. A treia versiune, inca necomerciala, este scrisa complet in limbajul C, pentru calculatoare PDP 11/45, a apărut in 1973. Apar pentru prima data facilitatile legate de multiprogramare. Prima versiune comerciala este V6 si a apărut in 1976. Versiunea V7, apăruta in 1978, putea lucra pe calculatoare PDP 11/70, Interdata 8/2 si pe minicalculatoarele VAX 32V. Versiunea a fost distribuita gratuit in universităţile din SUA, la nivel de cod sursa, fapt care a stimulat cercetarea in domeniul sistemelor de operare si a adus popularitatea sistemului UNIX. In aceasta perioada apar primele actiuni organizate de a standardiza sistemul Unix, care devine nu numai obiect de cercetare dar si produs. Firma AT&T creează grupul USG (Unix Support Group), care isi asuma controlul si responsabilitatea de a distribui Unix-ul. Prima versiune distribuita de acest grup este Unix System III, care a apărut in 1982. O puternica influenta asupra dezvoltării sistemului Unix a avut-o, pe linga Bell si AT&T, Universitatea California din Berkely, care a dezvoltat versiunile BSD-3 si BSD-4. Aceste versiuni conţin facilitaţi pentru gestiunea memoriei virtuale cu paginare si facilitaţi de lucru in reţele. A fost creata interfaţa utilizator C-Shell, s-au introdus noi editoare de texte (VI si EX) si compilatoare pentru Pascal si Lisp. Distribuirea libera a surselor sistemului Unix a dus si la apariţia unui mare număr de versiuni si chiar la "dispute" intre grupurile puternice pentru standardizarea sa intr-o forma sau alta. Pe linga Versiunea 8, System V si BSD putem aminti alte versiuni (dintre care unele nu realizează decât o funcţionalitate tip UNIX) ca: ULTRIX, XENIX, AIX, VENIX, ZEUS, HPXX, SOLARIS. Primul sistem de operare cu succes comercial şi bazat pe o interfaţă grafică cu utilizatorul (Graphic User Interface , GUI ) a fost Mac OS lansat în 1984 împreună cu primele calculatoare de tip Macintosh. Mac OS (Mac Operating System ) este un sistem de operare (SO) produs de firma Apple Inc. (Apple ( Apple)) pentru computerele sale . Mac OS, sau Macintosh Operating System, reprezintă o serie de sisteme de operare cu interfaţă grafică, proiectată de firma Apple (nume anterior: Apple Computer) pentru gama sa de computere de tip Macintosh. A fost introdus pentru prima dată la modelul Macintosh 128K în anul 1984. 1984. Prin introducerea sistemului de operare Mac OS, computerele Apple au devenit mai prietenoase pentru utilizatori decât cele cu sisteme de operare MS-DOS. Termenul “Mac OS” nu a existat cu adevărat până când a început să fie oficial utilizat la mijlocul anilor 1990.
De atunci, acest termen a fost folosit pentru a distinge toate aplicaţiile sistemul Mac de celelalte sisteme de operare. Primele versiuni erau compatibile doar cu Macintosh-urile bazate pe microprocesorul Motorola 68000, iar versiunile mai noi erau compatibile şi cu arhitectura PowerPC. PowerPC. Recent, Mac OS X a devenit compatibil şi cu arhitectura Intel x86, care stă la baza tuturor PC-urilor. Primele SO Machintosh constau din două elemente software numite “System” şi “Finder”, fiecare având versiunea sa. System 7.5.1 a fost primul care includea logoul Mac OS (o variaţie a iconiţei de startup a lui Finder - “Happy Mac” smiley face), iar Mac OS 7.6 a fost primul numit “Mac OS”. Până la apariţia sistemelor bazate pe microprocesorul PowerPC G3, părţi importante ale sistemului de operare erau păstrate în memoria fizică ROM pe placa de bază, scopul fiind evitarea utilizării cu limitări a spaţiului oferit de floppy disk, luând în considerare că primele Mac-uri nu aveau hard disk. Mac OS poate fi divizat în două categorii de sisteme de operare: 1. Mac OS Classic - sistemul care era livrat împreună cu primul Macintosh în 1984, 1984, inclusiv urmaşii săi, culminând cu Mac OS 9. 2. Noul Mac OS X (“X” este un 10 roman). Mac OS X include elemente de OpenStep şi Mac OS 9. Pentru Mac OS Classic este caracteristică lipsa liniei de comandă; el este un SO în întregime bazat pe interfaţa grafică. Cu toate că era uşor de utilizat, era criticat pentru single tasking (la primele versiuni) şi pentru multitasking cooperativ (în versiunile mai noi, pentru administrarea limitată a memoriei, lipsa memoriei protejate). Iniţial Mac OS utiliza sistemul de fişiere Machintosh, un sistem plat - cu un singur nivel de mape. Acesta a fost înlocuit cu un sistem de fişiere ierarhic, care avea un adevărat arbore de mape. Mac OS X este o familie de sisteme de operare cu interfaţă grafică, proiectate, promovate şi vândute de firma Apple, ultima versiune fiind instalată la toate computerele Macintosh livrate în prezent (2007). Spre deosebire de versiunile anterioare, Mac OS X este un sistem de operare multi-user, multitasking, de tip Unix. DOS (Disk O perating System) este un sistem de
operare single-tasking(o singură aplicaţie rulată simultan), single-user (un singur utilizator posibili) bazat pe linia de comandă. Versiunea iniţială a fost creată de Microsoft în 1981 pentru IBM şi s-a numit PC-DOS. Microsoft a portat şi vândut apoi sistemul pe calculatoare compatibile IBM-PC fabricate de alţii decât IBM sub numele de MS-DOS (Microsoft Disk Operating System). Această versiune a fost cea mai populară Pe lângă versiunile originând din cod Microsoft/IBM există şi alte variante de DOS, mai mult sau mai puţin compatibile cu MS-DOS/PC-DOS precum DR-DOS şi FreeDOS. Acest lucru a fost posibil datorită simplităţii sistemului dar şi datorită originii intr-un alt sistem de operare, numit CP/M. CP/M. Până la apariţia Windows 95 a fost cel mai popular sistem de operare pe arhitectura x86. x86. Sistemele DOS au fost concepute având în vedere performanţele micro-calculatoarelor la începutul anilor '80. Din perspectiva utilizatorilor actuali, este extrem de limitat, dar pentru standardele vremii, era un sistem comparabil cu concurenţa : folosea un set de comenzi relativ
uşoare (de exemplu copy comparat cu PIP in CP/M), putea adresa un maxim de 640 KB de RAM (într-o epocă în care microcalculatoarele de-abia aveau 32 KB de RAM), asigura interfaţa utilizatorului cu discuri într-un mod interactiv şi, cel mai important, consuma o cantitate redusă de resurse. Aceste facilităţi au dus la încheierea contractului cu IBM - un factor important în istoria viitoare a sistemului. Acest lucru, combinat cu arhitectura deschisă a IBM şi cu strategia de marketing nouă a Microsoft (software vândut fie alături de hardware fie separat, spre deosebire de strategia anterioară - software parte a hardware-ului) au asigurat o pondere ridicată pe piaţă a MS-DOS. Sistemul original (1.0) nu suporta directoare, directoare, dischete de 3.5 inch (sau dischete de 5.25 inch cu densitate ridicată), şi se baza pe încărcare de pe casetă audio în sistemul original. Cu toată evoluţia ulterioară (adăugarea suportului pentru directoare, spre exemplu), MS-DOS a devenit, la sfârşitul anilor '80, un sistem depăşit. Calculatoarele aveau mai mult de 1 MB de RAM, necesitând un driver special de memorie (XMS şi EMS), şi programare foarte atentă pentru a putea accesa memoria, utilizatorii doreau multi-tasking (să ruleze mai multe aplicaţii deodată) - lucru realizat în manieră ingenioasă de programatori, prin folosirea abuzivă a mecanismului mecanismului de încărcare driveri, în programe "Terminate and stay resident" care asigurau o formă foarte rudimentară de multi-tasking coordonativ, iar sistemele aveau tot mai multe componente şi periferice, necesitând driveri greu de instalat şi folosit. Apariţia GUI (interfeţe grafice bazate pe imagini) şi a programelor WYSIWYG programelor WYSIWYG (ce vezi pe ecran este şi după tipărire), pentru care DOS nu era pregătit, în calculatoare precum Apple Macintosh (pentru care Microsoft a fost unul din cei mai importanţi furnizori de software în anii '80) sau Amiga a fost însă principalul motiv al înlocuirii DOS. Încercările iniţiale ale Microsoft au fost eşecuri - Windows 1.0 şi 2.0, interfeţe grafice care rulau "deasupra" DOS nu au impresionat utilizatorii. OS/2, OS/2, un alt sistem de operare, conceput de IBM şi Microsoft Mi crosoft la sfârşitul anilor '80, a ratat şi el, în parte din cauza condiţiilor stricte de licenţiere spre terţi, în parte datorită cerinţelor mari de sistem (inclusiv un grad foarte ridicat de compatibilitate cu IBM care ducea la eliminarea "clonelor" şi "compatibilelor" - spre exemplu OS/2 nu rulează nici astăzi în maşini virtuale moderne), dar şi din cauza lipsei de interes din partea Microsoft. De-abia Windows 3.0 (un hibrid pe 16 biţi cu memorie protejată, rulând parţial deasupra DOS - adică se comporta pentru DOS ca orice program obişnuit - dar având propriile system calluri, proprii driveri şi un fel de kernel propriu) a fost un pas înainte pentru utilizatorii sistemelor x86. Popularitatea seriei Windows 3.0 (continuată de 3.1 şi 3.11, tot hibrizi bazaţi pe 3.0) a dus la dezvoltarea liniei Windows 9x şi NT - Windows 9x, un sistem pe 32 de biţi complet multitasking, dar în continuare parţial hibrid şi Windows NT, un sistem complet nou. Astfel, MSDOS nu a dispărut complet decât după eliminarea Windows ME, la apariţia Windows XP (bazat pe Windows 2000 şi NT). În Windows 95, 98 si Me, MS-DOS este folosit ca boot loader , şi pentru utilizarea driverilor şi system callurilor in mod 16 biţi (real, (r eal, pentru modul protejat se foloseau system calluri Windows). DOS era folosit şi ca interpretor standard de comenzi (Command Prompt), şi ca mediu iniţial de instalare. Ultima versiune de DOS, integrată in Windows Me a fost MS-DOS 8.00 în 2000. Ultima versiune disponibilă separat (fără Windows) a fost MS-DOS 6.22, în 1994. DOS este folosit astăzi într-o nişă redusă de aplicaţii - ca sistem embedded (încorporat în aplicaţii industriale) şi în sisteme existente care încă nu au fost înlocuite (sisteme legacy). În aplicaţii industriale însă, continuă să piardă teren în faţa sistemelor moderne precum Linux sau QNX, QNX, care oferă mai multe avantaje (multi-tasking, POSIX) POSIX) cu un impact minim, iar în sistemele legacy este înlocuit odată cu uzura fizică sau morală a sistemelor (un exemplu de
sistem legacy inlocuit recent sunt aplicaţiile oferite de Ministerul Finanţelor contribuabililor Finanţelor contribuabililor pentru calculul diverselor taxe şi impozite, care au fost portate recent de pe MS-DOS pe Windows sau pe web). web). În versiunile de Windows contemporane derivate din Windows NT (2000, XP, 2003 şi Vista), DOS nu mai există, dar interfaţa cu linia de comandă are comenzi cu sintaxă similară (deşi este completată cu un număr de funcţii suplimentare). Programele de DOS rulează cu un grad limitat de compatibilitate pe Windows 2000 şi XP pe 32 de biţi. Compatibilitatea cu acestea pe sistemele pe 64 de biţi a fost scoasă. Pentru rularea aplicaţiilor MS-DOS (jocuri vechi, programe vechi încă utile, sisteme-muzeu etc.) se pot folosi emulatoare - DosBox oferă un sistem MS-DOS complet într-o fereastră de Windows, Linux sau MacOS, special pentru aceste nevoi (inclusiv încetinirea procesorului pentru jocuri vechi). Dacă se doreşte un sistem MS-DOS perfect fidel, se poate instala o copie într-un emulator precum VmWare, VmWare, QEMU sau Bochs, Bochs, fără probleme. Instalarea pe un sistem modern (fără emulare) este aproape imposibilă ultima versiune de MS-DOS nu suporta procesoare cu frecvenţă variabilă, ACPI, ACPI, USB, USB, CDROM-uri ROM-uri (e necesar un driver special pentru acestea, pentru celelalte medii optice accesul este imposibil), plăci de sunet, partiţii mai mari de 2 GB, o mare parte din plăcile de reţea etc. Linux este unul dintre cele
Open Source.
mai cunoscute exemple de software liber şi liber şi dezvoltare de software
Termenul Linux se refera la nucleul Linux dar este folosit în mod curent pentru a descrie întregul sistem de operare, care conţine nucleul Linux, bibliotecile software şi diverse unelte. O distribuţie Linux adaugă acestor componente componente de bază o mare cantitate de software organizată în "pachete". Folosirea termenului "Linux" pentru întreg sistemul, deşi foarte răspândită, este contestată de către Free Software Foundation (autorii Proiectului GNU, GNU, pe care se bazează o mare parte din distribuţiile Linux). Aceştia propun utilizarea termenului GNU/Linux (se citeşte "GNU şi Linux" sau "Gnu plus Linux"). Nucleul a fost dezvoltat la început pentru microprocesorul Intel 386 dar acum suporta o mare gamă de microprocesoare şi arhitecturi. Este folosit atât pe calculatoare PC şi supercomputere supercomputere cât şi pe sisteme încapsulate ca telefoanele mobile sau video recordere. Iniţial dezvoltat şi utilizat de către programatori voluntari, Linux a câştigat suportul industriei IT şi al marilor companii ca IBM şi Hewlett-Packard şi a depăşit ca folosire cele mai multe versiuni proprietare de Unix. Unix. Analiştii atribuie succesul sistemului faptului că este independent independent de furnizor, implementarea are un cost scăzut, securitatea şi fiabilitatea f iabilitatea sistemului sunt foarte bune. Dezvoltarea sistemului a fost începută de către Linus Torvalds care dorea să obţină un sistem similar cu Minix, Minix, dar fără limitările acestuia. Linux a fost f ost dezvoltat sub licenţa GNU General Public License astfel încât codul sursă este disponibil oricui, şi va rămâne disponibil pe viitor tuturor celor interesaţi. Nucleul (kernelul) Linux este un nucleu monolitic cu capacităţi de încărcare de module. Cu toate acestea, spre deosebire de multe nuclee monolitice, monolitice, driverii se pot încărca sub forma de module la utilizare, şi se pot descărca după aceea, fără a necesita resetarea sistemului sau recompilarea nucleului. Nucleul include multitasking real şi complet, suport pentru memoria virtuală, distribuţia executabilelor la scriere, management avansat al memoriei, suport avansat pentru TCP/IP (inclusiv routare şi filtrare), până la 1 miliard de procese rulând simultan,
sistem de sunet modularizat (OSS sau ALSA). ALSA). Nucleul este scris integral în C, şi poate fi compilat folosind compilatorul GCC. GCC. Sistemele Linux includ nucleul, bibliotecile de sistem, bibliotecile de dezvoltare, dar şi un număr (de obicei destul de ridicat) de programe utilitare şi aplicaţii, servere grafice (X), sisteme de ferestre si managere de desktop-uri (KDE ( KDE,, Gnome, Gnome, Blackbox, Blackbox, Fluxbox, Fluxbox, Xfce etc.), browsere web (Firefox, ( Firefox, Lynx, Lynx, Konqueror ), ), aplicaţii "de birou" (OpenOffice.org (OpenOffice.org)) software de design grafic (Gimp (Gimp), ), software de configurare, servere de web etc. În general, modularizarea se păstrează, astfel că, spre exemplu, instalarea programelor noi se face fie prin compilare directă fie, prin intermediul pachetelor, arhive care verifică existenţa şi disponibilitatea altor programe pe sistem înainte de a instala noul program. Managerele de pachete moderne asigură descărcarea pachetelor pachetelor lipsă şi instalarea lor "dintr-un click". Sistemele moderne linux au atât capacităţi multimedia avansate (3D ( 3D accelerat hardware, sunet surround, suport pentru bluetooth etc.), cât şi suport pentru hardware mai vechi, fiind astfel adaptabile şi scalabile în funcţie de necesităţi. Sistemul de operare Linux se găseşte în mai multe variante ( distribuţii sau mai rar arome), în funcţie de producătorul lor şi de software-ul inclus în distribuţie. Unele pot fi orientate spre utilizatorul casnic, altele către servere sau către utilizatorii cu calculatoare mai vechi. Cele mai folosite distribuţii de Linux sunt: •
•
•
•
•
•
•
•
Fedora Core - născut din proiectul RedHat, dar conţinând exclusiv software liber, şi disponibil gratuit de pe Internet. SuSE Linux - o distribuţie orientată atât spre servere cât şi spre staţii de lucru şi desktopuri, faimoasă pentru uşurinţa în utilizare şi configurare. Produsă de compania germană Suse, parte a grupului Novell. TFM/GNU Linux - distribuţie de Linux Server şi Workstation 100% românească, românească , stabilă, uşor de instalat şi nu necesită cunoştinţe avansate de linux. Produsă de compania TFM Group Mandriva Linux, fost Mandrake Linux, Linux , o altă distribuţie uşor de utilizat, orientată spre piaţa desktop, creată de compania franceză Mandriva. Debian GNU/Linux, GNU/Linux , una din distribuţiile cele mai vaste de pe Internet, conţinând un număr uriaş de pachete. Inventatorii managerului de pachete apt şi al pachetelor deb. Gentoo Linux, Linux, o distribuţie orientată spre performanţe şi optimizări maxime. Notorie pentru timpul foarte lung necesar instalării (majoritatea pachetelor se compilează şi optimizează pentru sistemul pe care se face instalarea - de aici viteza mare a sistemelor Gentoo instalate, nu se copiază ca în cazul celorlalte distribuţii) şi pentru instalarea dificilă dar şi pentru managerul de pachete şi de sistem foarte avansat (portage). Slackware Linux, Linux, o distribuţie axată pe servere, una din cele cu istoria cea mai lungă, notorie pentru moto-ul "Păstrează-l simplu", ducând la lipsa multor unelte de configurare simplificată, dar şi la o viteză mare de lucru, posibilitate de a-l instala pe hardware mai vechi, şi la o simplitate în organizarea sistemului. NimbleX, NimbleX, o distribuţie versatilă, fabricată in România şi bazată pe Slackware care rulează direct de pe CD CD,, USB sau chiar şi LAN LAN.. Partea cea mai atractivă a sa este faptul că, deşi este mic, NimbleX-ul are o interfaţă grafică puternică şi frumoasă şi o mulţime de programe incorporate pentru navigarea pe Internet, editarea de documente, ascultarea muzicii, rularea filmelor şi multe altele.
•
•
•
•
•
Knoppix, Knoppix, o distribuţie completă care rulează direct de pe CD CD,, nu instalează absolut nimic pe hard disk , putând fi folosit atât pentru călătorii sau demonstraţii cât şi pentru diagnosticări de sistem, reparări, recuperări de date etc. Slax, o altă distribuţie care rulează direct de pe CD, dar de data asta capabilă să încapă pe un flash drive de 256 MB. Ubuntu, Ubuntu , o distribuţie orientată spre utilizatorul obişnuit, foarte populară prin faptul că este foarte aerisită, uşor de utilizat şi configurat, dar în acelaşi timp puternică şi stabilă. În prezent formează o întreagă familie de distribuţii strâns înrudite: Kubuntu (foloseşte KDE), Xubuntu (foloseşte Xfce), Edubuntu (orientat spre educaţie). RedHat Linux - una din cele mai cunoscute distribuţii, acum orientată exclusiv spre piaţa serverelor şi spre mediul de afaceri. A dat naştere proiectului Fedora Core PCLinuxOS - un distro ce uimeşte prin usurinţa instalării - ideal pentru începători.
Cele mai multe din distribuţiile de mai sus pot fi descărcate legal şi gratuit de pe siturile respective. Anumite distribuţii vând manuale, sau seturi complete CD + manuale + suport tehnic + documentaţie aferentă, iar altele trimit în mod gratuit CD-uri prin poştă doritorilor. Deşi există numeroase distribuţii, numeroşi utilizatori preferă să îşi construiască un sistem Linux de la zero, folosind Linux From Scratch. Scratch . Ultima versiune a nucleului sistemului de operare Linux poate fi descărcată de pe situl oficial http://kernel.org