Na każdy ekran, którego dotkniesz, wpływa niewidzialny „szef”.
Twój telefon. Laptopa. Konsola do gier zbierająca kurz na półce. Wszystkie mają jeden niewzruszony wymóg: system operacyjny (OS). Bez tego zamieniają się po prostu w drogie podkładki.
Przez dziesięciolecia hierarchia była prosta. Na pulpicie dominuje system Windows firmy Microsoft. MacOS firmy Apple rządzi w profesjonalnej pracy twórczej. System operacyjny Chrome firmy Google stworzył dla siebie niszę w sprzęcie edukacyjnym i budżetowym. A co jeśli potrzebujesz pełnej kontroli? Linuksa. To jest oprogramowanie typu open source. Można go dostosować do syta. Jest nawet ChromeOS Flex, który może tchnąć nowe życie w zmęczone, stare maszyny.
Ale te systemy to coś więcej niż tylko ładne interfejsy. Są to generalni wykonawcy komputerów.
Pomyśl o tym, co faktycznie się dzieje, gdy klikniesz plik. Nie tylko przenosisz dane. Prosisz system operacyjny o koordynację chaosu. Podczas gdy procesor tekstu przetwarza wprowadzany tekst, a aplikacja muzyczna odtwarza utwór, system operacyjny tłumaczy te wymagania na język zrozumiały dla sprzętu. Komunikuje się z procesorem. Zarządza przepływami danych. Ona utrzymuje porządek.
Większość komputerów domowych to maszyny wielozadaniowe przeznaczone dla jednego użytkownika. Widzisz jedną osobę. Jeden ekran. Ale co się dzieje pod maską? To prawdziwy chaos działania.
Tutaj zaczyna się zabawa. Twój komputer nie jest urządzeniem wielozadaniowym. Naprawdę.
Gdy jednocześnie pobierasz duży plik, edytujesz arkusz kalkulacyjny i słuchasz podcastu, wydaje się, że wszystko dzieje się na raz. Wszystko wydaje się dziać na raz. Ale to jest iluzja. Jednostka centralna (CPU) jest jak zdezorientowana sekretarka z teczką zadań do wykonania. Tak szybko przełącza się między zadaniami, że mózg nie ma czasu zauważyć pauz.
Twoje programy myślą, że mają wyłączny dostęp do procesora. System operacyjny wie najlepiej. Daje tymczasową kontrolę, a potem ją odbiera. Ona decyduje, kto zje pierwszy. Kto czeka?
W przypadku nowoczesnych procesorów wielordzeniowych obraz nieco się zmienia. Mamy teraz procesory z czterema, sześcioma lub nawet większą liczbą rdzeni. Potrafią naprawdę przetwarzać wiele zadań równolegle. Ale system operacyjny nadal podejmuje decyzje. Ona ustala priorytety. Decyduje, który rdzeń przejmie główne obciążenie, a który może „uśpić”.
Dlaczego więc to wszystko ma znaczenie?
Ponieważ jeśli usuniesz system operacyjny, usuniesz logikę.
Sprzęt nie wie, czym jest „folder”. Nie wie, czym jest „przeglądarka”. Zna tylko bramki elektryczne i logiczne. Bez systemu operacyjnego, który zapewnia strukturę, zarządzanie pamięcią i instrukcje, krzem jest cichy.
Jak wygląda komputer, gdy generalny wykonawca odchodzi z pracy?
Wygląda jak hałas. Podobnie jak potencjał. Jak maszyna czekająca na duszę.
Jak komputery działają bez systemu operacyjnego
Wydaje się niemożliwe, aby komputer mógł istnieć bez systemu operacyjnego. Jesteśmy przyzwyczajeni do warstw oprogramowania, które zarządzają naszymi plikami, obsługują połączenia sieciowe i pozwalają nam przełączać się między aplikacjami bez zastanowienia. Ale pierwsze samochody nie miały takich udogodnień. Były to masywne, wyspecjalizowane urządzenia. Operatorzy nie pisali kodu w nowoczesnym edytorze. Fizycznie podłączali i odłączali przewody na panelu krosowym, aby przekazać instrukcje maszynie.
Jeśli usuniesz system operacyjny, nie będziesz mieć uszkodzonego komputera. Będziesz bardzo trudny w użyciu.
Bez systemu operacyjnego, który wykorzystuje i wymusza standardowe, systematyczne podejście do obsługi komputera, pozostajesz sam z problemem. Musisz napisać kod, który dokładnie powie sprzętowi, co ma robić. Chcesz stworzyć dokument? Musisz napisać kod, który sprawi, że komputer będzie reagował na każde naciśnięcie klawisza. Następnie potrzebujesz osobnego kodu, aby przekonwertować te dane wejściowe na piksele na ekranie. Musisz powiedzieć systemowi, jak narysować literę „Q”. Musiałbyś napisać kod dla każdej możliwej sytuacji w swoim edytorze tekstu bezpośrednio na dysku.
Rola systemu BIOS w systemie bez systemu operacyjnego
Twój komputer będzie nadal uruchamiany. Wykorzystuje niewielki fragment oprogramowania sprzętowego zwany BIOS (podstawowy system wejścia/wyjścia). BIOS wykonuje absolutne minimum: resetowanie zegara, regulację napięcia i diagnozowanie błędów. Jego najbardziej praktyczną funkcją jest wybór dysku do rozruchu. Nie może przetwarzać tekstu. Nie może przeglądać Internetu. Nie może zarządzać pamięcią dla wielu procesów.
Wyobraź sobie, że budujesz dom. Potrzebujesz bieżącej wody, prądu, okien. Komputer potrzebuje edytora tekstu, przeglądarki internetowej i menedżera zdjęć. Bez systemu operacyjnego nie wystarczy zatrudnić stolarza, który nie wie, gdzie wbić gwoździe. Trzeba wykuć młotki. Musisz stopić paznokcie.
System operacyjny zapewnia ujednolicony zestaw materiałów. Umożliwia procesorowi szybkie przełączanie się między zadaniami bez zauważania przejścia. Zarządza „śrubami i płytami”, dzięki czemu nie musisz wymyślać koła na nowo do każdego zastosowania.
Limity wykonania jednowątkowego
Oto sedno. Nawet z systemem operacyjnym wczesne komputery mogły skupiać się tylko na jednej rzeczy. Bez systemu operacyjnego na komputerze można uruchomić tylko jeden program. Kropka.
Możesz stworzyć dokument. Możesz to zapisać. Możesz to wydrukować. Nie możesz jednak przeglądać tego dokumentu, zostawiając działający zegar na pulpicie. Sprzęt nie ma logiki przełączania kontekstu potrzebnej do wielozadaniowości. Utknąłeś, wykonując jedno i tylko jedno zadanie na raz. Każda funkcja musi być wstępnie zapisana w oprogramowaniu sprzętowym lub w pojedynczym załadowanym programie. Nie ma usługi działającej w tle, która przetwarzałaby pocztę e-mail podczas pisania.
Historia komputerów domowych i MS-DOS
Pierwszy sprawny komputer domowy, MITS Altair, został wypuszczony na rynek w 1975 roku. Nie miał ekranu. Nie było klawiatury. Nie było systemu operacyjnego. Bill Gates i Paul Allen dostrzegli lukę na rynku i założyli firmę Microsoft, aby tworzyć oprogramowanie dla tej platformy. Prawdziwy sukces osiągnęli dopiero po zaadaptowaniu QDOS (Quick & Dirty Operating System) na komputer IBM PC w 1981 roku. System ten, przemianowany na MS-DOS, położył podwaliny pod Windows.
Jakie są główne elementy systemu operacyjnego?
Głównymi komponentami są zarządzanie plikami, zarządzanie procesami i zarządzanie pamięcią. Te trzy filary pozwalają systemowi śledzić, gdzie przechowywane są dane, jak długo działają programy i ile jest dostępnej pamięci o dostępie swobodnym (RAM).
Dlaczego komputery potrzebują systemu operacyjnego?
To najważniejsze oprogramowanie na Twoim komputerze. Zapewnia wspólny język dla wszystkich innych programów. Zapewnia efektywną współpracę sprzętu i oprogramowania. Bez niego każda aplikacja wymagałaby własnego, bezpośredniego sterownika dla każdego komponentu sprzętowego.
Czy każdy komputer potrzebuje systemu operacyjnego?
Historycznie nie. Pierwsze komputery mainframe działały bez niego. Przetwarzali dane partiami, pojedynczo. Jednak współczesne komputery muszą radzić sobie z wieloma zadaniami jednocześnie. Laptop bez systemu operacyjnego byłby funkcjonalnie bezużyteczny według współczesnych standardów.
Jakie systemy operacyjne są popularne?
Historycznie rzecz biorąc, Apple wypuściło serię wersji systemu OS X, które na dekadę zdefiniowały działanie komputera Mac. Należą do nich Lion (10,7), Mountain Lion (10,8), Mavericks (10,9), Yosemite (10,10) i El Capitan (10,11). Każda wersja wprowadzała nowe funkcje, zanim ostatecznie została zastąpiona przez system macOS.
