Операционные системы
Mac OS
Mac OS (Macintosh Operating System) — семейство проприетарных операционных систем с графическим интерфейсом. Вместе с Mac OS X вторая по популярности в мире операционная система (их общая рыночная доля в мае 2011 года составляла 5,4 %). Разработана корпорацией Apple для своей линейки компьютеров Macintosh. Популяризация графического интерфейса пользователя в современных операционных системах часто считается заслугой Mac OS. Она была впервые представлена в 1984 году вместе с оригинальным Macintosh 128K.
Apple хотела, чтобы Макинтош представлялся как компьютер «для всех остальных» («for the rest of us», фразеологизм с игрой слов «для нашего отдыха», «для отдыха U.S.»). Сам термин «Mac OS» в действительности не существовал до тех пор, пока не был официально использован в середине 1990-х годов. С тех пор термин применяется ко всем версиям операционных систем Макинтоша как удобный способ выделения их в контексте других операционных систем.
Ранние версии Mac OS были совместимы только с Макинтошами, основанными на процессорах Motorola 68k, следующие версии были совместимы с архитектурой Power PC (PPC). С недавних пор Mac OS X стала совместима с архитектурой Intel x86. Но политика фирмы Apple такова, что она разрешает устанавливать систему Mac OS только на компьютеры Apple.
История
В 1984 году компания Apple Computers представила компьютер Macintosh с операционной системой Mac OS 1. Пользователи управляли своим компьютером не только вводимыми с клавиатуры командами и инструкциями, но и с помощью нового в те времена устройства, названного мышью. Мышь управляла указателем на экране монитора. Версия System, именуемая 7.6 и все версии после нее уже называются Mac OS, т. к. шла активная подготовка к клонированию Mac, и надо было придумать более подходящее название. Операционная система Mac OS использовала оконный интерфейс, для представления и организации информации.
Система была основана на прототипе графического интерфейса пользователя, взятом руководством Apple в исследовательском центре Xerox PARC. Разработчики Macintosh использовали некоторые идеи прототипа Xerox, разработав и расширив их, добавив собственные, в том числе метафору «папок» и «файлов», широко использующуюся и в настоящее время.
24 марта 2000 года новый CEO Apple Стив Джобс (который и основал в свое время Apple, но на длительное время вынужден был покинуть компанию из-за противоречий с нанятым руководством) представил Mac OS X версии 10.0 (Гепард).
MS-DOS
MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System, Дисковая операционная система от Microsoft) — коммерческая операционная система фирмы Microsoft для IBM PC-совместимых персональных компьютеров. MS-DOS — самая известная ОС из семейства DOS, ранее устанавливавшаяся на большинство IBM PC-совместимых компьютеров. Со временем она была вытеснена ОС семейства Windows 9x и Windows NT.
MS-DOS была создана в 1981 году и в ходе ее развития было выпущено восемь крупных версий (1.0, 2.0 и т.д.) и два десятка промежуточных (3.1, 3.2 и т. п.), пока в 2000 году Microsoft не прекратила ее разработку. Это был ключевой продукт фирмы, дававший ей существенный доход и маркетинговый ресурс в ходе развития Microsoft от разработчика языка программирования до крупной компании, производящей самое разнообразное программное обеспечение.
Последней коробочной версией стала 6.22, однако MS-DOS продолжала служить загрузчиком для Windows 95, Windows 98 и Windows ME.
История
В 1980 году Тимом Патерсоном из Seattle Computer Products была создана QDOS (Quick and Dirty Operating System). Она продавалась SCP под названием 86-DOS, так как была создана для процессора Intel 8086. В основном, QDOS базировалась на наиболее известной ОС того времени — CP/M, созданной компанией Digital Research, однако использовала другую файловую систему. Microsoft приобрела лицензию 86-DOS за 50 тыс. долл. и передала ее IBM в декабре 1980 года. А в июле 1981 года, незадолго до выпуска IBM PC, полностью выкупила права на 86-DOS, доплатив еще 80 тыс. долл.
Первая версия MS-DOS содержала множество ошибок, которые пришлось исправлять программистам IBM. В результате появилась PC DOS. Позже эти ОС объединили, и они мало чем отличались, вплоть до шестой версии. PC DOS устанавливали на оригинальные компьютеры IBM, а MS-DOS на их многочисленные клоны.
Оболочки
Для MS-DOS, предоставляющей пользователю лишь интерфейс командной строки, был создан целый ряд так называемых оболочек, то есть программ, которые позволяют сделать работу с файлами более наглядной и удобной. Наиболее известные из них:
Norton Commander — наиболее популярный в России коммерческий файловый менеджер. Все операции с файлами производятся на двух панелях при помощи горячих клавиш и, позднее, мыши и меню. Последние версии включают множество плагинов, значительно расширяющих функциональность. По образу Norton Commander позже было создано множество интерфейсов файловых менеджеров и других программ для различных операционных систем.
Volkov Commander — клон Norton Commander. В отличие от Norton Commander, поддерживает длинные имена файлов. Очень компактен. Базовый комплект включает только сам файловый менеджер с минимальным, но достаточным набором функций, и занимает на диске около 64 Кбайт. Функциональность расширяется подключением других приложений.
DOS Navigator — дальнейшее развитие идеи Norton Commander. Бо́льшая функциональность. Бо́льшее количество панелей. Поддержка текстовых режимов SVGA (132×25 — 132×60). Оконный интерфейс с многозадачностью для плагинов. Расширение за счет легкого и удобного подключения плагинов и приложений сторонних разработчиков.
Проблемы запуска приложений MS-DOS под MS Windows
Разработчики приложений под MS-DOS часто использовали недокументированные возможности и функции, а также прямое обращение к аппаратным средствам в обход операционной системы. Это стало причиной того, что в операционных системах Windows 9x и более новых не всегда удается запустить приложение, написанное для MS-DOS.
Еще одна проблема, с которой сталкиваются пользователи при работе с приложениями MS-DOS на современных компьютерах, — значительная разница в быстродействии. За последние годы быстродействие компьютеров значительно возросло. Поэтому многие игры для MS-DOS на современном компьютере работают слишком быстро, так что пользователь не успевает увидеть происходящее на экране и проанализировать игровую ситуацию. Причина этому — использование циклов для формирования задержек. Современные процессоры выполняют их слишком быстро, а часто и вообще игнорируют (работа интеллектуального оптимизатора). По этой же причине некоторые приложения прекращают работу, выводя ошибку деления на ноль.
Для решения вышеназванных и целого ряда других проблем работы с приложениями MS-DOS под управлением Windows NT и Unix-подобных ОС применяются специальные эмуляторы. На данный момент наиболее известный из них — DOSBox, позволяющий настраивать индивидуальные параметры запуска каждого MS-DOS-приложения: быстродействие эмулируемого компьютера, эмулируемая звуковая и видеокарта и т. п.
Microsoft Windows
Microsoft Windows — семейство проприетарных операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при управлении. Изначально были всего лишь графическими надстройками для MS-DOS.
В настоящее время под управлением операционных систем семейства Windows, по данным ресурса Netmarketshare (Net Applications) по состоянию на декабрь 2011 года, работает около 92 % персональных компьютеров.
Версии Microsoft Windows
Версии Windows делят на несколько «групп».
Графические интерфейсы и расширения для DOS
Эти версии Windows не были полноценными операционными системами, а являлись надстройками к операционной системе MS-DOS и были по сути многофункциональным расширением, добавляя поддержку новых режимов работы процессора, поддержку многозадачности, обеспечивая стандартизацию интерфейсов аппаратного обеспечения и единообразие для пользовательских интерфейсов программ. Предоставляли встроенные средства для создания графического интерфейса пользователя. Они работали с процессорами начиная с Intel 8086.
Семейство Windows 9x
Включает в себя Windows95, Windows98 и WindowsMe.
Windows95 была выпущена в 1995 году. Ее отличительными особенностями являются новый пользовательский интерфейс, поддержка длинных имен файлов, автоматическое определение и конфигурация периферийных устройств Plug and Play, способность исполнять 32-битные приложения и наличие поддержки TCP/IP прямо в системе. Windows95 использует вытесняющую многозадачность и выполняет каждое 32-битное приложение в своем адресном пространстве.
Windows98 была выпущена 25 июня 1998 года. По сути, данная операционная система — это обновленная версия Windows95, по-прежнему являющаяся гибридным 16/32-разрядным продуктом, основанном на MS-DOS 7.1. Улучшениям подверглась поддержка AGP, доработаны драйверы USB, добавлена поддержка работы с несколькими мониторами и поддержка WebTV. Как и в Windows95, в интерфейс системы (Explorer.exe) интегрирован Internet Explorer 4 (функция Active Desktop).
Windows Millennium Edition (Windows ME) — смешанная 16/32-разрядная операционная система, выпущенная корпорацией Microsoft 14 сентября 2000 года. Была названа так в честь нового III тысячелетия. От своих предшественниц отличается относительно небольшими обновлениями, такими как новый MS-DOS 8.0, Internet Explorer 5.5 и Windows Media Player 7. Появился также Windows Movie Maker с базовыми функциями редактирования цифрового видео. Изменился интерфейс системы — в него были добавлены возможности, впервые появившиеся в Windows 2000.
Одно из наиболее заметных изменений в Windows ME — в стандартной конфигурации системы заблокирован реальный режим MS-DOS, из-за чего нельзя пользоваться программами, требующими этот режим. Однако с помощью специальных утилит эту функцию можно разблокировать. Возможность вызова командного интерпретатора также заблокирована.
Операционные системы этого семейства не являлись безопасными многопользовательскими системами как Windows NT, поскольку из соображений совместимости вся подсистема пользовательского интерфейса и графики оставалась 16-битной и мало отличалась от той, что в Windows 3.x.
Программный интерфейс был подмножеством Win32 API, поддерживаемым WindowsNT, но имел поддержку юникода в очень ограниченном объеме. Также в нем не было должного обеспечения безопасности (списков доступа к объектам и понятия «администратор»).
Семейство Windows NT
Все операционные системы этого семейства являются полностью 32- или 64- битными операционными системами, и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки.
Только в этом семействе представлены операционные системы для серверов. До версии Windows2000 включительно они выпускались под тем же названием, что и аналогичная версия для рабочих станций, но с добавлением суффикса, например, «Windows NT 4.0 Server» и «Windows 2000 Datacenter Server». Начиная с Windows Server 2003 серверные операционные системы называются по-другому.
В основу семейства WindowsNT положено разделение адресных пространств между процессами. Каждый процесс имеет возможность работать с выделенной ему памятью. Однако он не имеет прав для записи в память других процессов, драйверов и системного кода.
Семейство WindowsNT относится к операционным системам с вытесняющей многозадачностью. Разделение процессорного времени между потоками происходит по принципу «карусели». Ядро операционной системы выделяет квант времени (в Windows2000 квант равен примерно 20 мс) каждому из потоков по очереди при условии, что все потоки имеют одинаковый приоритет. Поток может отказаться от выделенного ему кванта времени. В этом случае система перехватывает у него управление (даже если выделенный квант времени не закончен) и передает управление другому потоку. При передаче управления другому потоку система сохраняет состояние всех регистров процессора в особой структуре в оперативной памяти. Эта структура называется контекстом потока. Сохранение контекста потока достаточно для последующего возобновления его работы.
Windows XP — операционная система семейства WindowsNT корпорации Microsoft. Она была выпущена 25 октября 2001 года и является развитием Windows2000 Professional. НазваниеXP происходит от англ. eXPerience (опыт).
В отличие от предыдущей системы Windows 2000, которая поставлялась как в серверном, так и в клиентском вариантах, Windows XP является исключительно клиентской системой. Ее серверным аналогом является Windows Server 2003. Хотя Windows Server 2003 и построен на базе того же кода, что и Windows XP, почти всецело наследуя интерфейс ее пользовательской части, Windows Server 2003 все же использует более новую и переработанную версию ядра.
По данным веб-аналитики от W3Schools с сентября 2003 по июль 2011 года Windows XP была самой используемой операционной системой для доступа к сети Интернет в мире. По состоянию на май 2012 года, Windows XP находится на втором месте с долей 26,8 %. Максимум этого значения составлял 76,1 % и был достигнут в январе 2007 года.
Windows Vista — операционная система семейства Microsoft Windows NT. В стадии разработки данная операционная система имела кодовое название «Longhorn».
Windows Vista, как и Windows XP, — исключительно клиентская система. Microsoft также выпустила серверную версию Windows Vista — Windows Server 2008.
30 ноября 2006 года Microsoft официально выпустила Windows Vista и Office 2007 для корпоративных клиентов. 30 января 2007 года начались продажи системы в СНГ для обычных пользователей.
По данным веб-аналитики от W3Schools, по состоянию на май 2012 года, доля рынка Windows Vista равна 3,9 %. Это значение достигало максимума в 18,6 % в октябре 2009 года.
Windows 7 — операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista. Серверной версией является Windows Server 2008 R2, версией для интегрированных систем (построенных из компонентов Windows) — Windows Embedded Standard 2011 (Quebec), мобильной — Windows Embedded Compact 2011 (Chelan,Windows CE 7.0).
Операционная система поступила в продажу 22 октября 2009 года, меньше, чем через три года после выпуска предыдущей операционной системы, Windows Vista. Партнерам и клиентам, обладающим лицензией Volume Licensing, доступ к RTM был предоставлен 24 июля 2009 года. В интернете оригинальные установочные образы финальной версии системы были доступны с 21 июля 2009 года.
По данным веб-аналитики от W3Schools, на апрель 2012 года доля Windows 7 среди используемых в мире операционных систем для доступа к сети Интернет в мире составила 51,3 %, тем самым, эта операционная система находится на 1 месте в мире по использованию, превзойдя в августе 2011 года по этому показателю предыдущего лидера — Windows XP
Семейство ОС для карманных компьютеров
Это семейство операционных систем реального времени было специально разработано для мобильных устройств. В отличие от остальных операционных систем Windows, операционные системы этого семейства продаются только в составе готовых устройств, таких как смартфоны, карманные компьютеры, GPS-навигаторы, MP3-проигрыватели и другие.
В настоящее время под термином «Windows CE» понимают только ядро операционной системы. Например, Windows Mobile 5.0 включает в себя ядро Windows CE 5.0, хотя в некоторых устройствах ядро Windows CE используется и без Windows Mobile.
Семейство встраиваемых ОС Windows Embedded
Windows Embedded — это семейство операционных систем реального времени, было специально разработано для применения в различных встраиваемых системах. Ядро системы имеет общее с семейством ОС Windows CE. Windows Embedded включает дополнительные функции по встраиванию, среди которых фильтр защиты от записи (EWF и FBWF), загрузка с флеш-памяти, CD-ROM, сети, использование собственной оболочки системы и т. п.
В отличие от операционных систем Windows, операционные системы этого семейства продаются только в составе готовых устройств, таких как: банкоматы, медицинские приборы, навигационное оборудование, «тонкие» клиенты, VoIP-терминалы, медиа проигрыватели, цифровые рамки (альбомы), кассовые терминалы, платежные терминалы, роботы, игровые автоматы, музыкальные автоматы и другие.
Интегрированные программные продукты
Пакет Microsoft Windows включает в себя «стандартные» приложения, такие как браузер (Internet Explorer), почтовый клиент (Outlook Express или Windows Mail), музыкальный и видеопроигрыватель (Windows Media Player). С помощью технологий COM и OLE их компоненты могут быть использованы в приложениях сторонних производителей. Запуск этих программ под другими операционными системами возможен только с помощью эмуляторов среды Windows (Wine).
Вокруг факта включения таких «стандартных» продуктов в ОС Windows разгорается много дискуссий и юридических споров, по мнению сторонних разработчиков, это ведет к отсутствию конкуренции и создает препятствия для распространения конкурирующих продуктов, они же часто ставят под сомнение качество браузера Internet Explorer, объясняя его популярность вхождением в пакет Windows и плохой осведомленностью пользователей о наличии альтернатив.
Linux
GNU/Linux или просто Linux — Unix-подобная операционная система, созданная и распространяющаяся в соответствии с моделью разработки свободного и открытого программного обеспечения. В отличие от других ОС, Linux не имеет единой «официальной» комплектации, а распространяется (чаще всего бесплатно) в виде ряда различных готовых дистрибутивов, имеющих свой набор прикладных программ и уже настроенных под конкретные нужды пользователя.
Разработка свободной «целостной Unix-совместимой программной системы» была начата в 1983 году Ричардом Столлманом под названием Проект GNU, для которого им была создана свободная лицензия GNU GPL. К началу 1990-х многие библиотеки и системные программы были уже готовы, но важнейшие низкоуровневые элементы не были завершены. В 1991 году Линус Торвальдс создал определяющий компонент, ядро системы — Linux и выпустил его по созданной Столлманом лицензии GNU GPL. Таким образом из всех компонентов и другого программного обеспечения в 1991 году была создана полноценная работающая свободная операционная система GNU/Linux или просто Linux.
На начальном этапе Linux бесплатно разрабатывался только энтузиастами-добровольцами, но с успехом Linux и его массовым коммерческим использованием дорабатывать ОС и вносить свой вклад стали и компании, со временем став значительной силой. Все ПО по-прежнему бесплатно доступно по свободным лицензиям. В 2008 году расчеты показывали, что для того чтобы «с нуля» разработать систему, аналогичную Fedora 9, потребовалось бы затратить 10,8 млрд. долл. Совокупная стоимость ядра Linux оценена в более чем 1 млрд. евро (около 1,4 млрд. долл.). Только за 2008 год ценность ядра Linux увеличилась на 225 млн. евро. В системе Linux воплощен труд в эквиваленте 73 тыс. человеко-лет.
В настоящее время системы Linux лидируют на рынках смартфонов (Android, 50,9 % рынка), интернет-серверов (60 %), самых мощных суперкомпьютеров (91 %), а также, согласно Linux Foundation, в дата-центрах и на предприятиях, имеют значительную долю рынка нетбуков (32 % на 2009 год), а на рынке домашних компьютеров Linux прочно занимает 3 место с 1-2,5 % (самый популярный дистрибутив — Ubuntu с 20 миллионами пользователей). Многие производители ПО традиционно выпускают его только для трех ОС — Windows, Mac OS и Linux. Система продолжает быстро совершенствоваться (например, новая версия ядра выпускается каждые 2-3 месяца, с 2005 года приняли участие более 7800 разработчиков из более чем 800 различных компаний) и набирать популярность (за 9 месяцев с мая 2011 по январь 2012 доля Linux выросла на 64 %).
С тех пор как Linux был создан как ОС для x86-ПК, он был портирован на множество платформ и процессоров, включая x86-64, PowerPC и ARM. Linux работает в роутерах, телевизорах и игровых приставках.
Согласно distrowatch наиболее популярными дистрибутивами являются: deb-base (Debian, Mint, Ubuntu), RPM-base (RedHat, Fedora, Mageia, OpenSUSE), Source-base (Slackware, Gentoo).
Собственные дистрибутивы Linux выпускаются различными компаниями и энтузиастами со всего мира, в том числе, например, из России и Украины.
История
Unix
Операционная система Unix была задумана и реализована в 1969 году в Bell Laboratories компании AT&T в США Кеном Томпсоном, Деннисом Ритчи, Дугласом Макилроем и Джо Осанной.
Операционная система Unix была впервые выпущена в 1971 году и первоначально была написана целиком на ассемблере, что было обычной практикой того времени.
Позже, в 1973 году, Unix была переписана Деннисом Ритчи на языке программирования Cи (за исключением ядра и системы ввода/вывода).
То, что операционная система была написана на языке высокого уровня, позволило упростить ее портирование на различные компьютерные платформы. Из-за особенностей лицензии AT&T была вынуждена открывать исходный код операционной системы всем обратившимся, что позволило Unix быстро развиться и стать популярной во многих научных учреждениях и предприятиях.
В 1984 году AT&T отделилась от Bell Labs. Избавившись от необходимости бесплатного лицензирования системы, Bell Labs начала продажи Unix как проприетарного продукта.
GNU
Проект GNU был начат в 1983 году Ричардом Столлманом с целью создания «целостной Unix-совместимой программной системы», полностью состоящей из свободного программного обеспечения.
Работа началась в 1984. Позднее, в 1985, Столлман основал Free Software Foundation, а в 1989 году составил GNU General Public License (GNU GPL).
В начале 1990-х многие из программ, необходимых в операционной системе (такие, как библиотеки, компиляторы, текстовые редакторы, командная оболочка UNIX, и оконная система), были завершены, в то время как разработка низкоуровневых элементов, таких как драйверы, демоны и ядра была приостановлена и они оставались незавершенными. Линус Торвальдс сказал, что если бы ядро GNU было доступно в то время (1991), он бы не решился написать свое собственное.
Коммерческий и общественный спрос
Дистрибутивы на основе Linux имеют широкое применение в различных областях: от встраиваемых систем до суперкомпьютеров, надежно удерживают лидирующие позиции на рынке серверов, как правило в составе комплекса серверного программного обеспечения LAMP.
Самая популярная ОС для смартфонов и планшетных компьютеров — Android, также основана на ядре Linux. Также растет использование Linux в качестве десктопной системы для дома и офиса.
Дистрибутивы Linux пользуются популярностью у различных государственных структур: Федеральное правительство Бразилии хорошо известно своей поддержкой Linux, а российские военные разрабатывают свой собственный дистрибутив Линукс.
Правительство индийского штата Керала выпустило предписание о переходе всех школ штата на использование Linux. Для обеспечения технологической независимости Китай использует только Linux на своих процессорах Loongson. Некоторые регионы Испании разработали свои собственные дистрибутивы Linux, которые используются в образовании и госуправлении, например такие как gnuLinEx в Эстремадуре и Guadalinex в Андалусии. Португалия также пользуется своим собственным дистрибутивом Caixa Mágica, разработанным для нетбука Magalhães и государственной программы электронного образования. Франция и Германия предпринимают ряд шагов по увеличению использования Linux.
Текущее развитие
Линус Торвальдс продолжает руководить разработкой ядра. Ричард Столлман возглавляет Free Software Foundation, которая в свою очередь поддерживает разработку компонентов GNU.
Наконец, частные лица и корпорации разрабатывают не-GNU компоненты.
Компоненты, разработанные сторонними производителями, являются результатом огромного объема работы и могут быть как модулями ядра, так и пользовательскими приложениями и библиотеками.
Компании и сообщества разработчиков Linux объединяют и интегрируют ядро, компоненты GNU и не-GNU, дополнительное программное обеспечение, средства управления пакетами и распространяют получившиеся системы в виде дистрибутивов Linux.
Модель
Линукс-системы представляют собой модульные Unix-подобные операционные системы. В большей степени дизайн Линукс-систем базируется на принципах, заложенных в Unix в течение 1970-х и 1980-х годов. Такая система использует монолитное ядро Линукс, которое управляет процессами, сетевыми функциями, периферией и доступом к файловой системе.
Драйвера устройства либо интегрированы непосредственно в ядро, либо добавлены в виде модулей, загружаемых во время работы системы.
Отдельные программы, взаимодействуя с ядром, обеспечивают функции системы более высокого уровня. Например, пользовательские компоненты GNU являются важной частью большинства Линукс-систем, включающей в себя наиболее распространенные реализации библиотеки языка Си, популярных оболочек операционной системы, и многих других общих инструментов Unix, которые выполняют многие основные задачи операционной системы.
Графический интерфейс пользователя (или GUI) в большинстве систем Линукс построен на основе X Window System.
Интерфейс пользователя
В Линукс-системах пользователи работают через интерфейс командной строки (CLI), графический интерфейс пользователя (GUI), или, в случае встраиваемых систем, через элементы управления соответствующих аппаратных средств.
Настольные системы, как правило, имеют графический пользовательский интерфейс, в котором командная строка доступна через окно эмулятора терминала или в отдельной виртуальной консоли.
Большинство низкоуровневых компонентов Линукс, включая пользовательские компоненты GNU, используют исключительно командную строку.
Командная строка особенно хорошо подходит для автоматизации повторяющихся или отложенных задач, а также предоставляет очень простой механизм межпроцессного взаимодействия.
Программа графического эмулятора терминала часто используются для доступа к командной стр