Operacinių sistemų istorija

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigaciją, paiešką
 Broom icon.svg  Šį puslapį ar jo dalį reikia sutvarkyti pagal Vikipedijos standartus – neteisingas nuorodų formatavimas
Jei galite, sutvarkykite; apie sutvarkymą galite pranešti specialiame
Vikipedijos projekte.

Operacinės sistemos (OS) realizuoja funkcionalumą būtiną taikomosioms programoms, t. y. sukuria sąsają jungiančią kompiuterio techninę įrangą ir taikomasias programas. Pirmieji kompiuteriai neturėjo OS ir programas turėjo būti pritaikytos konkrečiai techninei įrangai, kad būtų galima gauti siektinus rezultatus. Analogiškai, reikdavo suprogramuoti tvarkykles kitai techninei įrangai, pvz., spausdintuvams ir duomenų nuskaitymo aparatus. Augantis techninės ir programinės įrangos sudėtingumas padarė OS būtinas.

Kilmė[taisyti | redaguoti kodą]

Vartotojas privalėjo naudoti vien tik mašiną ir privalėjo atvykti „apsiginklavęs“ programa bei duomenimis. Programa būdavo pakraunama į mašiną, o mašina būdavo nustatoma dirbti tol, kol programa baigdavo darbą arba nulūždavo. Apskritai programos galėtų būti suderintos per priekinę plokštę, naudojant jungiklius ir šviesas. Sakoma, kad Alan Turing buvo šios ankstyvos Mark1" mašinos pradininkas. Iš to kilo primityvi operacinių sistemų koncepsija, paremta Universal Turing machine principais.

Vėliau atsirado mašinos su paramos kodo bibliotekomis, kurios buvo susijusios su vartotojo programa, kad pagelbėtų operacijose, tokiose kaip įvesties ir išvesties. Tai buvo šiuolaikinės operacinės sistemos genezę. Tačiau mašinų vis dar galėjo atlikti vienintelį darbą vienu metu; Kembridžo universitete Anglijoje užduočių užklausos buvo panašios į džiovyklas, kur juostos buvo sukabintos panašiai kaip skirtingų spalvų drabužiai.

Kai mašinos tapo galingesnės, laiko paleisti programoms sumažėjo, bet įrangos perdavimo laikas tapo palyginus ganėtinai ilgas. Apskaitos mokėjimas už mašinos naudojimą perėjo iš sieninio laikrodžio tikrinimo į automatinį jungimąsi su kompiuteriu. Programos supirkėjai iš pradžių turėjo prieigą, kad valdytų jų nuosavas darbo vietas prie mašinų, bet po to jie buvo išstumti atsidavusių mašininių operatorių, kurie prižiūrėjo mašinos palaikymą ir mažiau domėjosi užduočių įgyvendinimu rankomis. Kai su komerciškai pasiekiamais skaičiavimo centrais stovėjo su reikšme duomenų, prarastų per gadinimą ar naudojamas klaidas, įrangos pardavėjai buvo sukelti spaudimu, kad padidintų atlikimo metu bibliotekas, kad sutrukdytų sistemos išteklių netinkamam naudojimui. Automatizuotas kontroliavimas buvo būtinas ne tik centrinio procesoriaus vartojimui, bet tam, kad įskaičiuotų puslapius išspausdintus, kortelės kumščiavo, perskaitytos kortelės, panaudotas disko laikymas ir tam, kad signalizuotų, kada operatoriaus kišimasis buvo reikalingas darbo vietų tokių kaip magnetinių kasečių keitimui.

Visos šitos ypatybės susidėjo į labai gabios operacinės sistemos repertuarą. Galų gale atlikimo metu bibliotekos tapo darnia programa, kuri buvo pradėta prieš pirmą kliento darbą ir galėjo skaityti kliento darbą, kontroliuoti jo veiksmus, apsivalyti po to, įrašyti jo vartojimą ir nedelsiant tęsti apdirbti kitą darbą. Programuotojams tapo žymiai paprasčiau vartoti simbolinį kodą, užuot naudojus ranka rašytus dvejetainius atvaizdus, kai tik užduoties perjungimas leido kompiuteriui įvykdyti vertimą programos į dvigubą formą. Šitas gyvenančias fonines programas, gebančias vadovaujančius multižingsnio procesus, dažnai vadindavo vaizduokliais ar vaizduoklio programomis anksčiau, negu susikūrė OS.

Pagrindinė programos pasiūlymo pagrindinės techninės įrangos vadyba, programinės įrangos planavimas ir išteklių kontroliavimas gali atrodyti tolimu protėviu vartotojo orientuotam asmeninės skaičiavimo eros OSus. Bet buvo poslinkis reikšmėje. Su komercinio skaičiavimo era, vis daugiau „šalutinės“ programinės įrangos buvo surišta į ryšulį OS pakete, vadovaujant galų gale į suvokimą OS kaip užbaigta vartotojų sistema su sistemos įrankiais, paraiškos (tokios kaip tekstų rengyklės ir rinkmenos vadybininkai) ir konfigūracijos įrankiai, ir turint integruotą grafinį vartotojų interfeisą. Ištikimas ankstyvų operacinių sistemų palikuonis yra tai, ką dabar pavadina „branduoliu“. Techninis ir išsivystymas sukasi ratu, sena suvaržyta OS prasmė išsilaiko dėl ilgo aktyvaus embedded išsivystymo operacinės sistemos visoms rūšims prietaisų su duomenų apdorojimo komponentu, nuo portatyvinių prietaisų iki pramoninių robotų ir skubiai atliekamų kontrolės sistemų, kurios nevaldo vartotojų paraiškų pradinėje fazėje. Embedded OS prietaise šiandien nėra ligi šiol nuneštas, kadangi kiekvienas galėtų galvoti nuo jo 1950-ųjų protėvio.

Platesnės sistemų ir taikomosios programinės įrangos kategorijos yra aptartos programinės įrangos straipsnyje.

Centrinių kompiuterių era[taisyti | redaguoti kodą]

Manoma, kad pirma operacinė sistema, panaudota tikram darbui, buvo GM-NAA I/O, pagaminta 1956 m. General Motors tyrinėjimo skyriaus jų IBM 704. Dauguma kitų ankstyvų operacinių sistemų IBM centriniams kompiuteriams buvo taip pat pagamintos klientų. Ankstyvos operacinės sistemos buvo labai skirtingos, su kiekvienu pardavėju ar klientu, gaminančiu vieną ar daugiau operacių sistemų, specifinių jų irangos komplektų kompiuteriui(mainframe computer). Kiekviena operacinė sistema, net nuo to paties pardavėjo, galėjo turėti radikaliai skirtingus modelius komandų, darbo procesų, ir tokių patogumų kaip pagalbų pašalinimas. Paprastai, kai kiekvieną kartą gamintojas išleisdavo naują mašiną, ji budavo su nauja operacine sistema, ir dauguma programų turėdavo būti sureguliuotos rankiniu būdu, iš naujo sukompiliuotos ir išbandytos

Sisteminė IBM įranga[taisyti | redaguoti kodą]

Pagrindinis straipsnis: History of IBM mainframe operating systems Tai tęsėsi iki 1960-tųjų, kai IBM tapo pagrindine techninės įrangos prekiautoja, ji sustabdė savo darbus su turimomis sistemomis ir visas pastangas skyrė mašinų System/360 serijų kūrimui, visam tam naudojo tą pačią struktūrą. IBM daug dėmesio skyrė naujos operacinės sistemos, naujai techniniai įrangai OS/360 kurti. Kuriant buvo susidurta su problema – OS/360 legendų rinkiniu ir yra apibūdinta Fred Brooks knygoje The Mythical Man-Month kas tapo atradimu programinės įrangos inžinerijoje(software engineering). Del to valdymo skirtumas techninės įrangos srityje ir atidėliuotinas programinės įrangos plėtojimas, visa operacinių sistemų grupė buvo įvesta vietoj paprasto OS/360. IBM užbaigė serijos laikinų priemonių išleidimą, po kurios sekė trys ilgai gyvavusios operacinės sistemos:

  • OS/MFT vidutinėms sistemoms. Tai turėjo vieną įpėdinį, OS/VS1, kuris buvo nebenaudojamas 1980-ais.
  • OS/MVT didelioms sistemoms. Tai buvo panašu į OS/MFT(programos galėjo būti sujungtos tarpusavyje be re-compiled), bet turėjo sudėtingesnį atminties valdymą ir leido keliems vartotojams dirbti vienu metu (time-sharing), TSO. Iš MVT išsivystė z/OS.
  • DOS/360 mažiems System/360 modelems turintys kelis panašumus įskaitant srovę z/VSE. Tai svarbus skirtumas nuo OS/MFT ir OS/MVT.

IBM palaiko pilną suderinamumą su praeitimi, taigi programos sukurtos septintame dešimtmetyje gali vis dar veikti po z/VSEŪ(jei jie sukurti DOS/360) ir z/OS(jei jie sukurti OS/MFT ir OS/MVT) be pakeitimu.

Kitos pagrindinės operacinės sistemos[taisyti | redaguoti kodą]

1960 m. Control data corporation sukūrė SCOPE operacinę sistemą skirtą dideliems procesams. Bendradarbiaujant su Minesotos universitetu 1970 m. buvo sukurtos KRONOS , o vėliau NOS operacinės sistemos, kurios palaikė nenutrūkstamą programų paketą. Kaip ir dauguma komercinių sistemų, jos aplinka buvo DTSS sistemos išplėtimas, vienas iš novatoriškiausių išradimų programavimo kalbose.

1970 m. Control Data and the University of Illinois sukūrė PLATO sistemą, kuri naudojo plazminius ekranus ir didelių atstumų tinklus. Plato savo laiku buvo labai pažangi: PLATO atminties modelis TUTOR programming language leido veikti programoms tokioms kaip pokalbiu programos arba grafiniai žaidimai.

UNIVAC, pirmas komercinis kompiuteriu gamintojas, sukūręs serija EXEC operacinių sistemų. Kaip ir visos ankstyvosios operacines sistemos, ši pasižymėjo magnetiniais būgnais, diskais, kortų skaitytuvais ir linijiniais spausdintuvais. 1970 m. UNIVAC sukūrė Real-Time Basic (RTB) sistemą, kuri palaikė didelias laiko paskirstas. 1961 m. Burroughs Corporationpristatė b5000 kartu su MCP (Master Control Program) operacine sistema. B5000 buvo didžiulis įrenginys sukurtas kad palaikytų aukšto lygio kalbas be mašinių kalbų, kartu MCP buvo pirmoji OS parašyta aukšto lygio kalba (ESPOL, a dialect of ALGOL). MCP taip pat pristatė daugybę kitų stulbinančių inovacijų. Jinai pirmoji komerciškai įgyvendino virtualiąją atmintį (virtual memory). MCP naudojama ir šiais laikais Unisys ClearPath/MCP linijos kompiuteriuose. Project MAC bendradarbiaujant su GE, išplėtojo Multics ir General Electric Comprehensive Operating Supervisor (GECOS), kuris pristatė žiedinės apsaugos koncepcijos lygmenis. Po to kai Honeywell įsigijo GE kompiuterių verslą, ji buvo pervadinta į General Comprehensive Operating System (GCOS).

Digital Equipment Corporation savo kompiuteriams išvystė daug operacinių sistemų tokių kaip: TOPS-10 ir TOPS-20 skirtų 36 bitų PDP-10 sistemoms. Prieš atsirandant UNIX, TOPS-10 buvo populiarus universitetuose, bei ankstyvojoje ARPANET visuomenėje. 1960 m. pabaigoje išsivystė kelios techninės įrangos galimybės kurios leido panašiai programinei įrangai veikti daugiau nei viename kompiuteryje. Ankstyvosios sistemos turėjo pašalinti microprogramming kad savo sistemuose realizuotų naujoves, kurių nėra kituose sistemose. Be to, dauguma 360 einančių po 360/40 (išskyrus 360/165 ir 360/168) buvo įgivendinti programuojant. Tačiau greitai kiti suderinamumo būdai pasirodė žymiai reikšmingesni.

Mini kompiuteriai ir UNIX atsiradimas[taisyti | redaguoti kodą]

Pirmoji UNIX operacinė sistema atsirado 1960 m. pabaigoje, AT&T Bell labaratorijoje. Ši operacinė sistema buvo laisvai naudojama ankstyvojoje kartoje. Ji buvo lengvai prieinama ir tai pasiekė didelį pripažinimą. UNIX buvo parašyta aukšto lygio C programavimo kalba. Ši kalba buvo perkelta į naujos architektūros mašinas, vėliau sėkmingai perkėlė ir UNIX operacinę sistemą. Šis portatyvumas leido jam tapti alternatyva antrai mini kompiuterių kartai ir pirmos kartos darbo stotims. Ji buvo pavyzdys operacinių sistemų idėjai, kuri buvo vienoda įvairioms techninės įrangos platformoms. Kadangi sistema vis dar priklausė AT&A labaratorijai, ji buvo ribojama. Ja naudojosi frakcijos ir įmonės, kurios galėjo įpirkti licenziją.

Skaitmeninės Įrangos Korporacija (DEC) sukūrė paprastą RT-11 sistemą savo 16 bitų PDP-11 klasės mašinoms ir VMS sistemą 32 bitų VAX kompiuteriui.

Kita sistema, kuri vystėsi tuo laikotarpiu, buvo Pick operacinė sistema. Pick sistema buvo išvystita ir parduota Microdata Corporation, kuri sukūrė sistemos pirmtakus. Ši sistema yra pavyzdys sistemos, kuri pradėjo darbą kaip taikomosios duomenų bazės palaikymo programa ir baigė kaip sistemos programa.

Faktai apie 8-bitų namų kompiuterius ir žaidimų pultus[taisyti | redaguoti kodą]

Namų kompiuteriai[taisyti | redaguoti kodą]

Nors dauguma mažų 8-bit procesoriaus 1980 m. namų kompiuterių, pavyzdžiui, Commodore 64, Atari 8-bit, Amstrad CPC, ZX Spectrum serijos ir kiti galėtų naudoti disko pakrovimo operacinę sistemą, pavyzdžiui, CP/M arba GEOS tačiau jie galėtų dirbti ir be jos. Iš tiesų, dauguma jeigu ne visi iš šių kompiuterių į rinką išsiunčiami su BASIC interpretatoriumi, kuri taip pat buvo ne iki galo apdirbta operacinė sistema, leidžianti minimalias failų tvarkymo operacijas (pavyzdžiui, ištrinti, nukopijuoti, ir t. t.), o kartais ir disko formatavimą, kartu su taikomosiomis pakrovimo ir vykdymo programomis, kurios kartais reikalauja nekasdienių komandų sekos, kaip ir su Commodore 64.

Tiesą sakant, dauguma šių kompiuterių buvo nupirkti pramogų ir mokymo tikslams, tačiau tik retai „rimtesniems“ ar verslui ir mokslui orientuotiems tikslams, kas iš dalies paaiškina, kodėl „tikra“ operacinė sistema nebuvo būtina.

Kita priežastis yra ta, kad paprastai jie galėdavo atlikti tik vieną užduotį, turėti tik vieną vartotoją ir buvo pritaikyti minimalaus dydžio operatyviajai atminčiai RAM, paprastai nuo 4 iki 256 kilobaitų, su 64 ir 128 bendros atminties, ir 8-bitų procesoriumi, kad kompromisui operacinės sistemos valdymo išlaidos nebūtų be reikalo naudojamos.

Netgi teksto redagavimo įranga ir integruota taikomoji programinė įranga, kurios buvo daugiausiai paprastos programos, kaip ir kompiuteriniai žaidimai užėmė visą kompiuterio darbą.

Žaidimų pultai ir video žaidimai[taisyti | redaguoti kodą]

Visi video žaidimų pultai ir stacionarūs žaidimų aparatai, suprojektuoti ir sukurti po 1980 metų, buvo tikri kompiuteriai (skirtingai nei teniso tipo stacionarūs žaidimų aparatai, jų klonai ir kitos jų atmainos), nes kai kurios iš jų turėjo minimalią BIOS formą arba įdiegtą žaidimo programą, kaip, pavyzdžiui, ColecoVision, Sega Master System ir SNK Neo Geo. Taip pat buvo sistemų, kuriose BIOS buvo nereikalingas, kaip Nintendo NES ir jo klonai.

Šiuolaikiniai žaidimų pultai ir video žaidimai, pradedant PC Engine, turi minimalią BIOS, valdančią tokius įrenginius, kaip: atminties kortelių skaitytuvas, kompaktinių plokštelių skaitytuvas, kopijavimo draudimo apsauga, o kartais ir bibliotekos programinės įrangos kūrėjams. Dėl šių priežasčių galima sakyti, kad žaidimų pultai turi primityvią operacinę sistemą.

Pačios ryškiausios išimtys – Dreamcast žaidimų pultas, kuris ne tik turi minimalią BIOS (kaip, pvz., PlayStation), bet turi galimybę paleisti Windows CE operacinę sistemą iš žaidimo kompaktinio disko ir tai leidžia lengvai įsirašyti žaidimą iš bet kurio PC. Kita išimtis – tai Xbox žaidimų pultas, kuris turi slaptą modifikuotą Windows versiją. Taip pat yra sukurta Linux operacinės sistemos versijų, kurios vykdomos Dreamcast pulte ir vėlesnėse pultų versijose.

Atsiradus Playstation, Sony išleido modifikavimo rinkinį, pavadintą – Net Yaroze. Šiame rinkinyje buvo programavimo įrankių, skirtų naudoti tiesioginėje sąsajoje su PC ir specialus įrankis „Black Playstation“, kuris leido tiesiogiai atsisiųsti programas iš PC. Šitoms visoms operacijoms buvo būtina OS, įdiegta į abi platformas.

Galime sakyti, kad sudėtingėjant žaidimų pultams, jiems tampa būtinas OS palaikymas, kad tai leistų pultams dar labiau tobulėti.

Asmeninių kompiuterių era: Apple, Amiga, PC / MS / DR-DOS ir prieš[taisyti | redaguoti kodą]

Mikroprocesorių evoliucija padėjo atsirasti nebrangiems kompiuteriams, skirtiems smulkiam verslui ir megėjams, o tai savo ruožtu paskatino keičiamų techninių komponentų su unifikuotomis jungtimis (pvz., S-100, SP-50, Apple II, ISA, PCI magistrales) naudojimą, ir universalių operacinių sistemų galinčių kontroliuoti tokias sistemas, poreikį. Viena iš svarbiausia ankstyvųjų OS buvo Digital Research CP/M-80 skirta 8080 / 8085 / Z-80 procesoriams. Ji remėsi keliomis „Digital Equipment Corporation“ operacinėmis sistemomis, daugiausia jų PDP-11 architektūra. Pirmoji „Microsoft“ operacinė sistema, M-DOS, buvo sukurta sekant PDP-11, tačiau mikroprocesoriniams kompiuteriams. MS-DOS (IBM pardavinėjo kaip PC-DOS) rėmėsi CP/M-80. Kiekviena iš šių mašinų turėjo mažą paleidyklę diske, kuri pati pakraudavo OS iš kietojo disko. BIOS IBM PC klasės kompiuterimas buvo rėmėsi šia idėja, ir buvo papildyta įvairiomis galimybėmis ir funkcijomis per 20 metų nuo pirmojo IBM PC pristatyto 1981 metais.

Mažėjant monitorių ir procesorių kainoms tapo praktiška siūlyti grafinę vartotojo sąsajai daugeliui operacinių sistemų, tokių kaip X Windows sistema UNIX, Microsoft Windows, RadioShack Color OS -9 Level II / MultiVue, Commodore AmigaOS, Apple Mac OS ar IBM OS OS/2. Ankstyvaisiais 70-aisiais pirmoji grafinė vartotojo sąsaja buvo sukurta „Xerox Palo Alto Research Center“ (Alto kompiuterių sistema) ir tapo įmituojama daugumos tiekėjų.

Virtualizavimo pradžia[taisyti | redaguoti kodą]

Operacinės sistemos iš pradžių veikė tiesiogiai su technine įranga ir aprūpino paslaugas vartojimu. Su VM/CMS sistemoje Sistema/370, IBM įvedė virtualios mašinos sąvoką, kur operacinė sistema savarankiškai veikia kontroliuojama hypervisor, užuot buvusi tiesioginėje techninės įrangos kontrolėje. VMware populiarino šią technologiją, asmeninis kompiuteris. Ilgainiui, riba tarp virtualių mašinų, monitorių ir operacinių sistemų tapo neaiški:

  • Hipervizoriai (angl. hypervisors) tapo sudėtingesni, įgydami savą taikomojo programavimo interfeisą, atminties valdymą ar bylų išdėstymo sistemą
  • Virtualizacija tampa pagrindine operacinių sistemų ypatybe, kaip iliustruotas Hyper-V Windows Serveris 2008, HP Integrity Virtual Machines arba HP-UX
  • IBM serveriuose su POWER5 ir POWER6 procesoriais, hipervizoriai (angl. hypervisors) nėra laisvai pasirenkami
  • Programinė įranga buvo perdaryta, kad gerai veiktų ant virtualių mašinų.

Daugeliu atvejų, virtuali mašininė įranga šiandien vaidina vaidmenį, kurį anksčiau priklausė operacinėms sistemoms: aparatūrinės įrangos išteklių valdymas (procesorių, atminties, įvesties / išvesties įrenginių), procesų planavimas ir sąsaja sistemos administratoriams.

Paimtas straipsnis iš : History_of_operating_systems

Nuorodos[taisyti | redaguoti kodą]

Operacinė sistema