Elk scherm dat je aanraakt, is afhankelijk van een verborgen baas.
Je telefoon. Je laptop. Die gameconsole die stof aan het verzamelen is. Ze delen allemaal één niet-onderhandelbare vereiste: een besturingssysteem (OS). Zonder dit zijn het slechts dure presse-papiers.
Decennia lang was de hiërarchie eenvoudig. Microsoft’s Windows domineert de desktop. Apple’s MacOS heeft de overhand op hoogwaardig creatief werk. Chrome OS van Google heeft een niche veroverd in onderwijs- en budgethardware. En als u totale controle nodig heeft? Linux. Het is open source. Het is aanpasbaar tot op het punt van obsessie. Er is zelfs ChromeOS Flex om rottende oude machines nieuw leven in te blazen.
Maar deze systemen zijn meer dan alleen mooie interfaces. Zij zijn de algemene aannemers van computers.
Bedenk wat er feitelijk gebeurt als u op een bestand klikt. Je verplaatst niet alleen gegevens. U vraagt het besturingssysteem om de chaos te coördineren. Terwijl uw tekstverwerker het typen afhandelt en uw muziekapp het nummer afspeelt, vertaalt het besturingssysteem deze eisen in een taal die de hardware begrijpt. Het spreekt tot de processor. Het beheert de stroom. Het bewaart de vrede.
De meeste thuiscomputers zijn multitasking-machines voor één gebruiker. Je ziet één persoon. Eén scherm. Maar eronder? Het is een drukte van activiteit.
Hier wordt het lastig. Uw computer is niet echt aan het multitasken. Niet echt.
Wanneer u een groot bestand downloadt, een spreadsheet bewerkt en een podcast streamt, lijkt het alsof alles tegelijk gebeurt. Het voelt alsof alles tegelijk gebeurt. Maar dat is een illusie. De centrale verwerkingseenheid (CPU) is een gekwelde secretaresse met een klembord. Het schakelt zo snel tussen taken dat je hersenen de kloof niet kunnen waarnemen.
Jouw programma’s denken dat ze exclusieve toegang hebben tot de processor. Het besturingssysteem weet beter. Het verleent tijdelijke controle en neemt het vervolgens terug. Het bepaalt wie het eerst eet. Zij bepaalt wie wacht.
Bij moderne multi-core CPU’s is het beeld iets anders. We hebben nu processors met vier, zes of zelfs meer cores. Ze kunnen echt meerdere taken tegelijkertijd uitvoeren. Maar het besturingssysteem bepaalt nog steeds de baas. Het geeft prioriteit. Het beslist welke kern het zware werk krijgt en welke kan dutten.
Waarom doet dit er dan toe?
Want als je het besturingssysteem weghaalt, verwijder je ook de logica.
De hardware weet niet wat een “map” is. Het weet niet wat een “browser” is. Het kent alleen elektriciteit en logische poorten. Zonder het besturingssysteem dat structuur, geheugenbeheer en instructie biedt, is het silicium stil.
Hoe ziet een computer eruit als de aannemer het werk verlaat?
Het lijkt op lawaai. Het lijkt op potentieel. Het lijkt op een machine die op een ziel wacht.
Hoe computers functioneren zonder besturingssysteem
Het lijkt onmogelijk dat een computer zou kunnen bestaan zonder besturingssysteem. We beschouwen de softwarelagen die onze bestanden beheren, netwerkverbindingen afhandelen en ons in staat stellen zonder nadenken tussen apps te schakelen, als vanzelfsprekend. Maar de eerste machines hadden deze luxe niet. Het waren enorme motoren voor één doel. Operators schreven geen code in een moderne editor. Ze hebben de draden op een stekkerbord fysiek aangesloten en losgekoppeld om de machine te instrueren.
Als u het besturingssysteem verwijdert, krijgt u geen kapotte computer. Je krijgt een heel moeilijke.
Zonder een besturingssysteem dat een standaard, systematische aanpak voor het besturen van de computer gebruikt en afdwingt, staat u er alleen voor. Je moet code schrijven die de hardware precies vertelt wat ze moeten doen. Wilt u een document maken? U moet de code schrijven die ervoor zorgt dat de computer op elke toetsaanslag reageert. Dan heb je aparte code nodig om die invoer te vertalen naar pixels op een scherm. U moet het systeem vertellen hoe een ‘Q’ moet worden getekend. U zou voor elke mogelijkheid in uw tekstverwerker code rechtstreeks op de schijf moeten schrijven.
De rol van BIOS in een bare-metal opstelling
Uw pc zal nog steeds opstarten. Het maakt gebruik van een klein stukje firmware genaamd BIOS (Basic Input/Output System). Het BIOS verzorgt het absolute minimum: het opnieuw instellen van de klok, het regelen van de spanning en het diagnosticeren van fouten. De meest praktische functie is het selecteren van een schijf waarvan moet worden opgestart. Het kan geen tekst verwerken. Het kan niet op internet surfen. Het kan geen geheugen voor meerdere processen beheren.
Zie het als het bouwen van een huis. Je wilt loodgieterswerk, elektriciteit, ramen. Een computer heeft een tekstverwerker, een internetbrowser en een fotomanager nodig. Zonder besturingssysteem huur je niet zomaar een timmerman in die niet weet waar hij moet hameren. Je moet de hamers smeden. Je moet de nagels ruiken.
Een besturingssysteem biedt een uniforme set materialen. Het laat de CPU zo snel tussen taken springen dat u de schakelaar niet merkt. Het beheert de schroeven en het hout, zodat u niet voor elke app het wiel opnieuw hoeft uit te vinden.
De limiet voor de uitvoering van één proces
Hier is de vangst. Zelfs met een besturingssysteem konden vroege computers zich maar op één ding concentreren. Zonder besturingssysteem kan uw computer één programma uitvoeren. Periode.
U kunt een document maken. Je kunt het opslaan. Je kunt het afdrukken. Maar u kunt dat document niet bekijken terwijl de klok op het bureaublad loopt. De hardware mist de context-switching-logica die nodig is om te multitasken. Je zit vast met één – en slechts één – proces tegelijk. Elke functie moet vooraf in de firmware of in een enkel geladen programma worden geschreven. Er is geen achtergrondservice die uw e-mail afhandelt terwijl u schrijft.
De geschiedenis van thuiscomputers en MS-DOS
De eerste levensvatbare homecomputer, de MITS Altair, werd in 1975 gelanceerd. Hij had geen scherm. Geen toetsenbord. Geen besturingssysteem. Bill Gates en Paul Allen zagen het gat en richtten Microsoft op om software voor het platform te bouwen. Echt succes vonden ze pas nadat ze in 1981 QDOS (Quick & Dirty Operating System) hadden aangepast aan de IBM-pc. Dat systeem, omgedoopt tot MS-DOS, legde de basis voor Windows.
Wat zijn de basiscomponenten van een besturingssysteem?
De kerncomponenten zijn bestandsbeheer, procesbeheer en geheugenbeheer. Dankzij deze drie pijlers kan het systeem bijhouden waar gegevens zijn opgeslagen, hoe lang programma’s draaien en hoeveel RAM beschikbaar is.
Waarom hebben computers een besturingssysteem nodig?
Het is de belangrijkste software op uw machine. Het biedt een gemeenschappelijke taal voor alle andere programma’s. Het zorgt ervoor dat uw hardware en software efficiënt samenwerken. Zonder dit zou elke app zijn eigen directe driver voor elk stuk hardware nodig hebben.
Heeft elke computer een besturingssysteem nodig?
Historisch gezien niet. De eerste mainframes werkten zonder. Ze verwerkten batch voor batch. Van moderne computers wordt echter verwacht dat ze veel taken tegelijkertijd kunnen uitvoeren. Een laptop zonder besturingssysteem zou voor de huidige normen functioneel nutteloos zijn.
Wat zijn veelgebruikte besturingssystemen?
Historisch gezien bracht Apple een reeks OS X-versies uit die de Mac-ervaring tien jaar lang bepaalden. Deze omvatten Lion (10.7), Mountain Lion (10.8), Mavericks (10.9), Yosemite (10.10) en El Capitan (10.11). Elke versie introduceerde nieuwe functies voordat deze uiteindelijk werd vervangen door macOS.
