Ogni schermo che tocchi fa affidamento su un boss nascosto.
Il tuo telefono. Il tuo portatile. Quella console di gioco che prende polvere. Tutti condividono un requisito non negoziabile: un sistema operativo (SO). Senza di esso, sono solo fermacarte costosi.
Per decenni la gerarchia è stata semplice. Windows di Microsoft domina il desktop. Il MacOS di Apple domina il lavoro creativo di fascia alta. Il sistema operativo Chrome di Google si è ritagliato una nicchia nell’istruzione e nell’hardware economico. E se hai bisogno di un controllo totale? Linux. È open source. È personalizzabile fino all’ossessione. C’è persino ChromeOS Flex per dare nuova vita alle vecchie macchine in decomposizione.
Ma questi sistemi sono molto più che semplici interfacce. Sono gli appaltatori generali dell’informatica.
Pensa a cosa succede realmente quando fai clic su un file. Non stai solo spostando dati. Stai chiedendo al sistema operativo di coordinare il caos. Mentre il tuo elaboratore di testi gestisce la digitazione e la tua app musicale riproduce la traccia, il sistema operativo traduce tali richieste in un linguaggio comprensibile all’hardware. Parla al processore. Gestisce il flusso. Mantiene la pace.
La maggior parte dei computer domestici sono macchine monoutente e multitasking. Vedi una persona. Uno schermo. Ma sotto? È un’attività frenetica.
È qui che le cose diventano complicate. Il tuo computer non è in realtà multitasking. Non proprio.
Quando scarichi un file di grandi dimensioni, modifichi un foglio di calcolo e trasmetti in streaming un podcast, sembra che tutto accada contemporaneamente. Sembra che tutto stia accadendo in una volta. Ma questa è un’illusione. L’unità centrale di elaborazione (CPU) è una segretaria tormentata con appunti. Passa da un’attività all’altra così velocemente che il tuo cervello non riesce a percepire il divario.
I tuoi programmi pensano di avere accesso esclusivo al processore. Il sistema operativo lo sa meglio. Concede il controllo temporaneo, poi lo riprende. Decide chi mangia per primo. Decide chi aspetta.
Con le moderne CPU multi-core il quadro è leggermente diverso. Ora disponiamo di processori con quattro, sei o anche più core. Possono davvero gestire più attività in parallelo. Ma è ancora il sistema operativo a dettare legge. Dà la priorità. Decide quale nucleo deve svolgere il lavoro pesante e quale può fare un pisolino.
Quindi, perché tutto questo è importante?
Perché se elimini il sistema operativo, elimini la logica.
L’hardware non sa cosa sia una “cartella”. Non sa cosa sia un “browser”. Conosce solo l’elettricità e le porte logiche. Senza il sistema operativo a fornire struttura, gestione della memoria e istruzioni, il silicio è silenzioso.
Che aspetto ha un computer quando l’appaltatore lascia il lavoro?
Sembra rumore. Sembra potenziale. Sembra una macchina in attesa di un’anima.
Come funzionano i computer senza sistema operativo
Sembra impossibile che un computer possa esistere senza un sistema operativo. Diamo per scontati i livelli di software che gestiscono i nostri file, gestiscono le connessioni di rete e ci consentono di passare da un’app all’altra senza pensare. Ma le prime macchine non avevano questi lussi. Erano enormi motori monouso. Gli operatori non scrivevano codice in un editor moderno. Hanno collegato e scollegato fisicamente i cavi su un pannello per istruire la macchina.
Se rimuovi il sistema operativo, non otterrai un computer rotto. Ne ottieni uno molto difficile.
Senza un sistema operativo che utilizza e applica un approccio standard e sistematico al funzionamento del computer, sei da solo. Devi scrivere un codice che dica all’hardware esattamente cosa fare. Vuoi creare un documento? Devi scrivere il codice che fa sì che il computer risponda a ogni pressione di un tasto. Quindi è necessario un codice separato per tradurre tali input in pixel su uno schermo. Devi dire al sistema come disegnare una “Q”. Dovresti scrivere il codice per ogni singola possibilità nel tuo elaboratore di testi direttamente sull’unità.
Il ruolo del BIOS in una configurazione bare metal
Il tuo PC si avvierà comunque. Utilizza una piccola parte di firmware chiamata BIOS (Basic Input/Output System). Il BIOS gestisce il minimo indispensabile: reimpostare l’orologio, regolare la tensione e diagnosticare gli errori. La sua caratteristica più pratica è selezionare un disco da cui eseguire l’avvio. Non è possibile elaborare il testo. Non può navigare sul web. Non può gestire la memoria per più processi.
Pensatelo come costruire una casa. Vuoi l’impianto idraulico, l’elettricità, le finestre. Un computer ha bisogno di un elaboratore di testi, di un browser Internet, di un gestore di foto. Senza un sistema operativo, non stai semplicemente assumendo un falegname che non sa dove martellare. Devi forgiare i martelli. Devi annusare le unghie.
Un sistema operativo fornisce un insieme uniforme di materiali. Consente alla CPU di passare da un’attività all’altra così velocemente da non notare il passaggio. Gestisce le viti e il legname in modo da non dover reinventare la ruota per ogni app.
Il limite dell’esecuzione di un singolo processo
Ecco il problema. Anche con un sistema operativo, i primi computer potevano concentrarsi solo su una cosa. Senza un sistema operativo, il tuo computer può eseguire un programma. Periodo.
È possibile creare un documento. Puoi salvarlo. Puoi stamparlo. Ma non puoi guardare quel documento mentre tieni l’orologio in funzione sul desktop. All’hardware manca la logica di cambio di contesto necessaria per il multitasking. Sei bloccato a eseguire un processo e un solo processo alla volta. Ogni funzione deve essere pre-scritta nel firmware o in un singolo programma caricato. Non esiste un servizio in background per gestire la tua email mentre scrivi.
La storia dell’home computing e dell’MS-DOS
Il primo computer domestico utilizzabile, il MITS Altair, fu lanciato nel 1975. Non aveva schermo. Nessuna tastiera. Nessun sistema operativo. Bill Gates e Paul Allen videro il divario e fondarono Microsoft per creare software per la piattaforma. Trovarono il vero successo solo dopo aver adattato QDOS (Quick & Dirty Operating System) al PC IBM nel 1981. Quel sistema, rinominato MS-DOS, gettò le basi per Windows.
Quali sono i componenti base di un sistema operativo?
I componenti principali sono la gestione dei file, la gestione dei processi e la gestione della memoria. Questi tre pilastri consentono al sistema di monitorare dove sono archiviati i dati, quanto durano i programmi e quanta RAM è disponibile.
Perché i computer hanno bisogno di un sistema operativo?
È il software più importante sulla tua macchina. Fornisce un linguaggio comune per tutti gli altri programmi. Garantisce che l’hardware e il software funzionino insieme in modo efficiente. Senza di esso, ogni app avrebbe bisogno del proprio driver diretto per ogni componente hardware.
Ogni computer ha bisogno di un sistema operativo?
Non storicamente. I primi mainframe funzionavano senza uno. Hanno elaborato un lotto alla volta. I computer moderni, tuttavia, dovrebbero gestire molte attività contemporaneamente. Un laptop senza sistema operativo sarebbe funzionalmente inutile per gli standard odierni.
Quali sono i sistemi operativi più comuni?
Storicamente, Apple ha rilasciato una serie di versioni OS X che hanno definito l’esperienza Mac per un decennio. Questi includono Lion (10.7), Mountain Lion (10.8), Mavericks (10.9), Yosemite (10.10) ed El Capitan (10.11). Ogni versione introduceva nuove funzionalità prima di essere eventualmente sostituita da macOS.
