Každá obrazovka, které se dotknete, je ovlivněna neviditelným „šéfem“.
Váš telefon. Přenosný počítač. Herní konzole sbírající prach na polici. Všechny mají jeden neotřesitelný požadavek: operační systém (OS). Bez něj se jednoduše promění v drahé tácky.
Po desetiletí byla hierarchie jednoduchá. Na ploše dominuje Windows od Microsoftu. MacOS společnosti Apple vládne profesionální kreativní práci. Chrome OS od společnosti Google si vytvořil mezeru ve vzdělávání a levném hardwaru. Co když potřebujete úplnou kontrolu? Linux. Toto je software s otevřeným zdrojovým kódem. Lze jej přizpůsobit podle vašich představ. Nechybí ani ChromeOS Flex, který dokáže vdechnout nový život unaveným starým strojům.
Ale tyto systémy jsou víc než jen krásná rozhraní. Jedná se o generální dodavatele počítačů.
Přemýšlejte o tom, co se vlastně stane, když kliknete na soubor. Nepřesouváte jen data. Žádáte OS, aby koordinoval chaos. Zatímco váš textový procesor zpracovává textový vstup a vaše hudební aplikace přehrává skladbu, operační systém překládá tyto požadavky do jazyka, kterému hardware rozumí. Komunikuje s procesorem. Řídí datové toky. Udržuje pořádek.
Většina domácích počítačů jsou multitaskingové stroje pro jednoho uživatele. Vidíš jednu osobu. Jedna obrazovka. Ale co se děje pod kapotou? Je to skutečný chaos činností.
Tady začíná zábava. Váš počítač ve skutečnosti není multitasker. Skutečně.
Když stahujete velký soubor, upravujete tabulku a zároveň posloucháte podcast, zdá se, že se všechno děje najednou. Zdá se, že se všechno děje najednou. Ale to je iluze. Centrální procesorová jednotka (CPU) je jako zmatená sekretářka se složkou úkolů. Mezi úkoly přepíná tak rychle, že váš mozek nestihne zaznamenat pauzy.
Vaše programy si myslí, že mají výhradní přístup k procesoru. OS ví nejlépe. Dá dočasnou kontrolu a pak ji vezme zpět. Rozhoduje, kdo bude jíst první. kdo čeká?
S moderními vícejádrovými CPU se obraz trochu mění. Nyní máme procesory se čtyřmi, šesti nebo dokonce více jádry. Mohou skutečně zpracovávat více úkolů paralelně. Ale OS stále rozhoduje. Určuje priority. Rozhoduje, které jádro převezme hlavní zátěž a které může „spát“.
Proč tedy na něčem z toho záleží?
Protože pokud odstraníte OS, odstraníte logiku.
Hardware neví, co je to “složka”. Neví, co je to “prohlížeč”. Zná pouze elektřinu a logická hradla. Bez operačního systému, který poskytuje strukturu, správu paměti a instrukce, je křemík tichý.
Jak vypadá počítač, když generální dodavatel odchází z práce?
Vypadá to jako hluk. Jako potenciál. Jako stroj čekající na duši.
Jak fungují počítače bez operačního systému
Zdá se nemožné, že počítač může existovat bez operačního systému. Jsme zvyklí na vrstvy softwaru, které spravují naše soubory, obsluhují síťová připojení a umožňují nám přepínat mezi aplikacemi, aniž bychom o tom přemýšleli. Úplně první auta ale takové vybavení neměla. Byla to masivní, specializovaná zařízení. Operátoři nepsali kód v moderním editoru. Fyzicky připojovali a odpojovali vodiče na propojovacím panelu, aby dali stroji pokyny.
Pokud odeberete operační systém, neskončíte s rozbitým počítačem. Budete se velmi obtížně používat.
Bez operačního systému, který používá a vynucuje standardní, systematický přístup k provozu počítače, zůstanete s problémem sami. Musíte napsat kód, který hardwaru přesně řekne, co má dělat. Chcete vytvořit dokument? Musíte napsat kód, díky kterému bude počítač reagovat na každý stisk klávesy. Pak potřebujete samostatný kód pro převod těchto vstupů na pixely na obrazovce. Musíte systému říci, jak nakreslit písmeno “Q”. Museli byste psát kód pro každou možnou situaci ve vašem textovém procesoru přímo na disk.
Role BIOSu v systému bez operačního systému
Váš počítač se stále spustí. Používá malý kousek firmwaru zvaný BIOS (Basic Input/Output System). BIOS dělá naprosté minimum: resetuje hodiny, upravuje napětí a diagnostikuje chyby. Jeho nejpraktičtější funkcí je výběr disku pro spuštění. Neumí zpracovat text. Nemůže procházet web. Nemůže spravovat paměť pro více procesů.
Představte si, že stavíte dům. Potřebujete tekoucí vodu, elektřinu, okna. Počítač potřebuje textový procesor, internetový prohlížeč a správce fotografií. Bez operačního systému si nenajmete jen tesaře, který neví, kam nasadit hřebíky. Je třeba vykovat kladiva. Musíte roztavit nehty.
Operační systém poskytuje jednotnou sadu materiálů. Umožňuje procesoru rychle přepínat mezi úkoly, aniž byste si toho přechodu všimli. Zvládá „šrouby a desky“, takže nemusíte znovu vymýšlet kolo pro každou aplikaci.
Limity provádění s jedním vláknem
Tady je šmrnc. I s operačním systémem se první počítače mohly soustředit pouze na jednu věc. Bez operačního systému může váš počítač spustit pouze jeden program. Tečka.
Můžete vytvořit dokument. Můžete to uložit. Můžete si to vytisknout. Tento dokument však nemůžete zobrazit, když na ploše necháte běžící hodiny. Hardware nemá logiku přepínání kontextu potřebnou pro multitasking. Uvízli jste při plnění jednoho a pouze jednoho úkolu najednou. Každá funkce musí být předem zapsána do firmwaru nebo do jednoho načteného programu. Během psaní neexistuje žádná služba na pozadí, která by zpracovávala váš e-mail.
Historie domácích počítačů a MS-DOS
První životaschopný domácí počítač, MITS Altair, byl uveden na trh v roce 1975. Neměl obrazovku. Nebyla tam žádná klávesnice. Neexistoval žádný operační systém. Bill Gates a Paul Allen viděli mezeru na trhu a založili Microsoft, aby vytvořili software pro platformu. Skutečného úspěchu dosáhli až po adaptaci QDOS (Quick & Dirty Operating System) na IBM PC v roce 1981. Tento systém, přejmenovaný na MS-DOS, položil základ pro Windows.
Jaké jsou hlavní součásti operačního systému?
Hlavními součástmi jsou správa souborů, správa procesů a správa paměti. Tyto tři pilíře umožňují systému sledovat, kde jsou data uložena, jak dlouho běží programy a kolik je dostupné paměti RAM (random access memory).
Proč počítače potřebují operační systém?
Toto je nejdůležitější software na vašem počítači. Poskytuje společný jazyk pro všechny ostatní programy. Zajistí, že váš hardware a software budou efektivně spolupracovat. Bez něj by každá aplikace vyžadovala vlastní přímý ovladač pro každou hardwarovou komponentu.
Potřebuje každý počítač operační systém?
Historicky ne. Úplně první sálové počítače fungovaly bez něj. Data zpracovávali v dávkách jednu po druhé. Moderní počítače se však musí vypořádat s mnoha úkoly současně. Notebook bez operačního systému by byl podle moderních standardů funkčně k ničemu.
Jaké operační systémy jsou běžné?
Historicky, Apple vydal řadu verzí OS X, které definovaly Mac zkušenosti na deset let. Patří mezi ně Lion (10.7), Mountain Lion (10.8), Mavericks (10.9), Yosemite (10.10) a El Capitan (10.11). Každá verze zavedla nové funkce, než byla nakonec nahrazena systémem macOS.
