Сентябрь 13

Что такое операционная система?

Что такое операционная система?Говоря о компьютере, мы чаще всего имеем в виду металлический ящик под столом или в крайнем случае — компактный ноутбук на коленях. Во всех случаях мы правы, и во всех случаях делаем одну и ту же ошибку. Ведь каким бы модным, умелым и мощным не был компьютер, сама по себе эта куча металла, пластика и кремния не умеет ничего. Как машина без двигателя — выглядит внушительно, а толку — никакого.

«Железо» всего лишь «плоть» компьютера. А его «душа» — это программное обеспечение, которое, собственно, и заставляет процессорное сердце компьютера биться с чудовищной скоростью, гоня по железным «венам» цифровую кровь. Но и сами программы довольно беспомощны — всем им нужен некий посредник, который позволял бы работать с компьютерным железом, единая платформа, единый, общий язык, на котором они смогут общаться с компьютерным железом с одной стороны и с пользователем — с другой. Помощник, который снимет с их плеч множество рутинной и однообразной работы.

Представьте, что вы приехали в новую, незнакомую страну — и, не зная ни культуры, ни языка, пытаетесь в одиночку подобрать к ней ключик. Изучить все сё достопримечательности и тайные тропинки. И, желательно, остаться при этом в живых… Так поступали путешественники эпохи Великих географических открытий, так поступали и первые программы. Каждая из них могла рассчитывать только сама на себя, а их создатели раз за разом вынуждены были открывать дороги и троны, по которым до них прошли другие исследователи. Первые программы не собирались из готовых блоков, как сегодня, а писались с нуля на языке «родных» для данного компьютера машинных кодов. И это было закономерно, потому что первые компьютеры были «вещью в себе», несовместимой с другими умными машинами.

Лишь в конце пятидесятых годов, когда компьютеры пошли в серийное производство, а их количество исчислялось уже не десятками, а тысячами, появились первые универсальные средства общения человека и машины — языки программирования. Сначала «низкие» вроде ассемблера, доступные лишь немногим кудесникам от программирования, потом — всё более простые и доступные новичкам. В середине 70-х, на арену вышел Basic, язык стандартных текстовых команд, работать с которым могли даже школьники. И школьники свой шанс не упустили — во всяком случае, два недоучившихся студента Билл Гейтс и Пол Аллен вошли в историю именно благодаря написанному (а главное, проданному) ими на Basic варианту для компьютеров Альтаир.

Вот тут мы и притормозим на минутку и вновь вспомним, что в первые годы компьютерной эры создавать программы для windows 7 приходилось для каждого компьютера отдельно — и это здорово тормозило их развитие. Но в 1969 году, задолго до того, как Билл Гейтс выбил первые дырочке на бумажной ленте перфоратора, произошло чрезвычайно важное событие: сотрудники лаборатории Bell Кеннет Томпсон и Деннис Ритчи создали первую универсальную операционную систему, способную работать на компьютерах разных моделей. Называлась она Unix, и именно от неё ведут происхождение практически все современные операционки, включая Linux, iOS, Mac OS и Android. Кстати, есть в этой истории и русский след, поскольку среди сотрудников белловской лаборатории был и наш бывший соотечественник Виктор Высотский. Который к тому же стоял и у истоков всех компьютерных игр, приложив руку к обучающей программе под названием Darwin (1961).

Универсальность была не единственным козырем Unix: система значительно облегчала общение оператора с машиной, поскольку позволяла использовать вместо многочисленных строчек цифрового кода простые текстовые команды (многие из которых практически без изменений перекочевали и в Linux). Впрочем, до начала 80-х UNIX «обслуживал» исключительно «большие» компьютеры в крупных научных учреждениях, и лишь с появлением FreeBSD и Linux освоился на знакомых нам «персоналках», рынок которых к этому моменту уже поделили между собой два могущественных игрока Windows от корпорации Microsoft и MacOS от Apple.

…Мы часто говорим — «я работаю с Windows», но слабо представляем себе, что это значит. Ведь сама операционная система (или, более фамильярно, просто ОС) — это своего рода буфер-передатчик между компьютерным «железом» и остальными программами. ОС принимает на себя сигналы-команды, которые посылают другие программы, и «переводит» их на понятный машине язык. ОС управляет всеми подключёнными к компьютеру устройствами, обеспечивая доступ к ним другим программам. Наконец, ОС обеспечивает человеку-пользователю удобство работы с компьютером.

Каждая ОС состоит как минимум из пяти обязательных частей:

  • Первая — «переводчик» с программного языка на «железный» язык машинных кодов.
  • Вторая — специализированные программки для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера. Такие программки называются управляющими. Благодаря им операционная система узнаёт самую короткую дорогу к «сердцу» каждого устройства и получает в свои руки «пульт управления» всеми их функциями и способностями. Так и водитель должен пройти курс обучения и получить права, прежде чем выехать на

дорогу!

  • Третья часть — интерфейсы, специальные модули для выполнения стандартных процедур и функций, с которыми взаимодействуют прикладные программы. Таких библиотек в Windows очень много, а некоторые из них входят в своего рода «творческие союзы», помогая друг другу в выполнении тех или иных задач. Самый яркий пример — DirectX, комплект инструментов для работы со звуком, видео и другими мультимедийными ресурсами. Игры, музыкальные и видеопроигрыватели все они используют DirectX, который берёт на себя часть их работы. И это очень удобно — иначе производителям каждой программы пришлось бы писать «с нуля» все модули для решения самых простых задач.
  • Четвёртая часть — «база данных», в которую система вносит сведения обо всех своих настройках, об установленных программах и многом другом. Ведь невозможно хранить такие данные в теле самих программ для этого пришлось бы бесконечно вмешиваться в их код, что, согласитесь, просто недопустимо. В эпоху DOS каждая программа вела своё собственное «досье», сохраняя всю необходимую информацию в своих конфигурационных файлах. Windows решила проблему иначе, великодушно выделив всем программам единый «склад» для хранения настроек системный реестр. В реестре хранится и вся информация, необходимая для работы самой Windows.
  • И, наконец, пятая часть — GUI (Графический Пользовательский Интерфейс), оболочка, в которую упаковано скучное и неинтересное для пользователя ядро. Сравнение с упаковкой удачно ещё и потому, что именно на неё обращают внимание при выборе операционной системы, — о ядре же, главной части ОС, вспоминают уже потом. Сегодня графический интерфейс — неизменный атрибут любой операционной системы. Однако «операционки» первых поколений имели не графический, а текстовый интерфейс, то есть команды компьютеру отдавались не щелчком мышки по рисунку-пиктограмме, а с помощью введения команд с клавиатуры.
  • Сама Windows первоначально была не полноценной операционной системой, а всего лишь «графической надстройкой» над ядром DOS, и полностью дееспособной стала лишь с выходом Windows 95!


    Метки: , , ,
    Copyright 2017. Все права защищены.

    Опубликовано Сентябрь 13, 2017 admin в категории "Работа с компьютерным железом