Sistemele de operare: ghid complet, de la inceputuri pana in epoca moderna

     In anii ’60, cand au fost dezvoltate primele sisteme de operare, acestea aveau o forma destul de complexa, cunoscuta doar de profesionisti. Pe parcursul anilor, sistemele de operare au avut o transformare continua, fiind accesibile atat utilizatorilor obisnuiti de Internet cat si comerciantilor, in vederea dezvoltarii aplicatiilor, incluzand aici si aplicatiile de calcul si retelele de calculatoare, dar si celor care folosesc facilitatile multimedia si jocurile. In prezent, notiunea de sistem de operare este cu siguranta una din cele mai utilizate in special in domeniul calculatoarelor. Evolutia sistemelor de operare a dus la utilizarea lor pe desktop, laptop, smartphone, PDA si sisteme server.
In cele ce urmeaza vom face o prezentare despre ce este un sistem de operare, care sunt functiile lui, tipurile de sisteme de operare, functionarea lor, istoria sistemelor de operare, lista sistemelor de operare si cum sunt ele clasificate, sisteme de operare Windows, Mac OS X, Linux. De asemenea, vom prezenta avantaje si dezavantaje ale fiecarui sistem de operare despre care vom vorbi.

1. Ce este sistemul de operare?

Sistemul de operare (abreviat SO) este un program software care controleaza toate resursele hardware si le coreleaza cu celelalte programe soft. Altfel spus, reprezinta un set de programe care controleaza alocarea resurselor unui calculator si face comunicarea dintre hardware si aplicatiile utilizatorilor.
Scopul unui astfel de sistem este acela de a asigura legatura de stabilitate si flexibilitatea in functionarea unui calculator. Participantul necesar si esential al unui sistem de operare este nucleul. Cu ajutorul acestuia pot rula aplicatiile. Tehnic vorbind, un SO este insusi nucleul. Comunicarea dintre nucleu si sistemul fizic este permisa prin programele de baza. Practic, utilizatorul poate accesa resursele hardware ale unui sistem prin aceste aplicatii denumite programe de baza.
Rolul unui sistem de operare este acela de a permite accesul la resursele unui calculator. Prin resurse intelegem procesor, memoria calculatorului si orice dispozitiv de intrare/iesire (tastatura, mouse, imprimante, etc.).

1.1 Principalele functii

Administrarea resurselor hardware ale sistemului este prima functie a unui sistem de operare. In cazul unui calculator este vorba de accesul la procesor, memorie, hard-disk, comunicarea in retea, dar si alte dispozitive de intrare/iesire. Sistemul de operare are nevoie de resurse pentru a functiona, fiind la randul sau o aplicatie. Aceasta functie asigura comunicarea dintre utilizator si SO.
O a doua functie este aceea de a abstractiza resursele hardware. Practic este ceea ce numim interfata simplificata folosita pentru usurinta utilizatorilor in a accesa aplicatiile si resursele hardware.
O alta functie este aceea de a asigura controlul executarii programelor, adica incarcarea programelor in memoria interna, executarea si apoi incheierea executarii lor. De asemenea, sistemul de operare are functia de a asigura alocarea eficienta a resurselor fizice ale calculatorului, de a planifica, coordona si controla executia mai multor programe dupa anumite criterii, de a permite utilizatorilor dezvoltarea de aplicatii noi, de a facilita gestionarea eficienta a datelor, de a asigura securitatea sistemului si protectia programelor de aplicatii, de a sesiza si corecta erorile in timpul executiei.

1.2 Tipuri

De principiu, in cazul calculatoarelor personale/laptop-urilor, exista doua tipuri de sisteme de operare: monotasking si multitasking. Sistemul monotasking este acela care executa un singur program la un moment dat. Functiile de baza ale acestuia sunt acelea de a permite incarcarea si executarea programelor si de a admite asigurarea unor interferente cu dispozitivele periferice. Sistemul multitasking permite executia simultana a mai multor sarcini.

1.3 Functionare

Cu siguranta cu totii avem instalat pe un computer/laptop personal, ori, mai nou, pe telefon, un sistem de operare. Am aflat deja despre definitia sistemelor de operare. In continuare vom afla si cum functioneaza un sistem de operare si care sunt componentele fundamentale ale acestuia.

Un sistem de operare are drept scop realizarea mai multor sarcini. Principalele atributii ale SO sunt administrarea memoriei, a procesorului, a diverselor echipamente si periferice sau a sistemelor pentru stocarea datelor. De asemenea, gestioneaza si interfata cu utilizatorii si cu aplicatiile.

Rolul de baza al sistemelor de operare este acela de a stabili si de a impune reguli pentru folosirea corecta a resurselor. Sarcinile specificate mai sus sunt realizate de catre nucleul sistemului de operare. Pe langa aceste responsabilitati, sistemele de operare contin componente care permit realizarea unor sarcini. Astfel, acestea initializeaza oprirea si comunicarea intre procese, ajuta la organizarea aplicatiilor disponibile pe calculator, organizeaza fisierele in directoare, permite vizualizarea si editarea fisierelor, precum si redenumirea, copierea sau stergerea acestora.

2. Istoric privind sistemele de operare

Actualele sisteme de operare exista datorita evolutiei in timp a acestora. Daca in urma cu 30 de ani ele aveau functii limitate, in prezent sunt foarte accesibile unui utilizator individual neprofesionist. Primele astfel de SO-uri au fost dezvoltate in anii 1960-1970. Exista patru mari generatii din punctul de vedere al evolutiei sistemelor de operare.
Prima generatie de calculatoare s-a dezvoltat in 1945-1955 si a avut la baza tehnologia tuburilor vidate. In aceasta perioada nu existau sisteme de operare sau limbaje de programare.
A doua generatie este marcata de introducerea tranzistorului intre anii 1955-1965. Limbajele utilizate in aceasta perioada sunt FORTRAN si limbajul de asamblare. Informatia era structurata in interactiunea cu calculatorul printr-o unitate operationala numita job si consta intr-unul sau mai multe programe scrise intai pe hartie si apoi introduse pe cartele. Ulterior job-urile sunt grupate intr-un singur sir de cartele separate, apoi sunt imprimate pe banda magnetica folosind un calculator. In anul 1956 a fost dezvoltat primul sistem de operare major pe principiul „single steam batch processing” de General Motors Research Laboratories pentru mainframe-ul IBM.

In perioada 1965-1980 apare a treia generatie de calculatoare bazata pe circuitele integrate. Una din cele mai importante realizari ale acestei perioade este reprezentata de utilizarea simultana a terminalelor conectate la acelasi calculator (timesharing). Astfel, fiecare utilizator primeste alternativ o fractiune de timp, perioada in care procesorul executa instructiunile acestuia.
Primul sistem bazat pe timesharing a fost CTSS – Compatible Time-Sharing System, dezvoltat de MIT in 1961. Ulterior, MIT dezvolta sistemul de operare Multics din care au derivat si primele variante de Unix. Unix a fost primul sistem de operare scris intr-un limbaj de nivel superior, devenind astfel portabil de la un tip de calculator la altul. Ulterior a fost dezvoltat standardul POSIX, apoi Linux.
In 1968 a fost infiintata firma Intel specializata pe microprocesoare. Astfel apare primul sistem de operare (Control Program for Microcomputers) pentru calculatoare bazate pe procesoare Intel in anul 1976.
A patra generatie apare dupa 1980. Productia de calculatoare personale care apare in aceasta perioada are la baza tehnologia microprocesoarelor. Bill Gates a cumparat sistemul de operare DOS si l-a adaptat cerintelor IBM. Astfel se creaza MS-DOS. In 1981 au aparut primele calculatoare personale IBM.
A fost creata de catre Doug Engelbart interfata grafica GUI. Mai apoi Steve Jobs, co-inventatorul calculatorului Apple, a transformat GUI intr-un sistem de amploare prin lansarea Apple Macintosh in 1984.
Ulterior Microsoft a dezvoltat Windows cu o interfata grafica superioara MS-DOS. In anul 1995 a aparut prima versiune Windows, urmata de Windows 98, Windows NT, Windows 2000, Windows 2003 Server, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 si Windows 10.

3. Sisteme de operare moderne

Sistemele de operare moderne se clasifica in:
– sisteme de operare desktop (utilizate pentru desktop si laptop-uri)
– sistemele de operare server (folosite de Internet pentru a oferi servicii)
– sisteme de operare pentru dispozitive mobile (destinate telefoanelor mobile, smartphone-urilor, sau dispozitivelor de tip PDA sau PALM).

3.1 Sisteme de operare desktop si server

Sistemele de operare Windows detin o cota de aproximativ 93% din piata sistemelor desktop. MacOS X detine circa 4,5%-5%, iar Linux in jur de 1%. Se pune problema care dintre cele trei sisteme este cel mai bun. Evident ca, in realitate, aceasta comparatie este destul de dificila date fiind diferentele fundamentale de concept si realizare. Toate cele trei sisteme ofeta performante avansate, o varietate de aplicatii disponibile si un mediu stabil de operare.

Windows si Linux/Unix ofera atat sisteme server, cat si sisteme desktop. Astfel, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 si Windows 10 sunt sisteme destinate pentru desktop, iar Windows Server 2003, Windows Server 2008, Windows Server 2012, Windows Server 2016 si Windows Server 2019 sunt versiuni server. Unix/Linus nu ofera versiuni clare, un sistem putand fi configurat atat pentru desktop, cat si pentru server. Exista, insa, anumite sisteme Linux concepute pentru desktop (Ubuntu, Fedora, openSUSE, Mint, PCLinuxOS) si altele concepute pentru server (Ubuntu Server, RedHat Enterprise Linux, SUSE Linux Enterprise). Sistemele din familia Unix sunt folosite atat pentru server, cat si pentru desktop. Apple ofera MacOS X ca sistem desktop si MacOS X Server ca sistem server.

3.2 Sistem de operare Windows

Primele versiuni ale Windows au fost Windows 3.0 si Windows 3.1. Ulterior a fost lansat Windows 95 in 1995, cu o interfata prietenoasa. Acesta si editiile urmatoare au fost promovate ca fiind ideale pentru utilizarea pe desktop personal sau pentru birou. Au fost create alte editii in care sistemul a renuntat la MS-DOS, utilizand un kernel modern, cu suport de multitasking si mai multi utilizatori. Interfata grafica a devenit mult mai atragatoare, dar, cel mai important, necesitatea cunostintelor tehnice ale utilizatorilor s-a diminuat considerabil.

Actualele editii de Windows sunt construite pe tehnologia NT (Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 si Windows 10 dar si versiunile server lansate de Microsoft). Aceasta tehnologie a insemnat obtinerea unui sistem de operare modern cu functionalitati bine definite. Windows are rolul unui SO universal. Cea mai mare parte a aplicatiilor existente ruleaza pe Windows.

Sistemul de operare Windows are avantaje si dezavantaje. Astfel, ca si avantaje, este usor de administrat, nu implica folosirea liniei pentru comanda, are foarte multe jocuri si aplicatii, instalarea programelor este simpla, persoanele specializate ofera suport pentru el, instalarea de drivere este simpla. Dezavantajele sunt urmatoarele: pe zi ce trece are din ce in ce mai putin spatiu liber pe hard din cauza managementului defectuos al fisierelor temporare, multe programe utilizeaza memorie in exces, virusi, malware, spyware, addware, troieni, de nenumarate ori un driver duce la un ecran albastru, programele sunt licentiate si deci costa, securitatea locata nu este una tocmai buna, fiabilitate scazuta pe termen lung, nu este open-source.

3.3 Sistem de operare MacOS X

Acest sistem de operare este special conceput pentru calculatoarele Macintoch („Mac”-rui) produse de compania Apple. Au fost concepute in 1984. Pana in prezent au avut o evolutie spectaculoasa si se mentin pe linia de concurenta pentru Microsoft Windows.
Sistemul de operare al Mac-urilor a fost radical schimbat la lansarea versiunii 10.0 prin rescrierea nucleului. Astfel se schimba denumirea din MacOS in MacOS X. Acest X reprezinta trecerea de la tehnologia nanokernel la tehnologia derivata din Unix. In prezent, ultima versiune cu sistem de operare MacOS X este MacOS Big Sur 11.2.3.
Avantaje ale acestui sistem de operare: securitate sporita, set extins de aplicatii, interfata usor de utilizat, aplicatii usor de instalat si dezinstalat, nu exista probleme cu compatibilitatea componentelor.
Dezavantaje: gama limitata de computere Mac, cost foarte ridicat, mai putine programe ca in cazul celorlalte sisteme de operare, mai putine jocuri, fonturi limitate.

3.4 Sistem de operare Linux

Windows este cu siguranta cel mai bun sistem de operare sau daca nu, este de departe cel mai popular, insa preturile sunt pe masura. In situatia in care bugetul este sub pretul unei licente Windows, exista numeroase alternative cum ar fi Linux.

Linux este un sistem de operare de tip open source. Acest sistem de operare este asemanator Unix (este de fapt o clona a Unix) si a fost lansat pentru prima data in anul 1991. De-a lungul timpului, au fost dezvoltate numeroase distributii bazate pe o versiune usor modificata. Cele mai populare versiuni Linux sunt Debian, Fedora, Ubuntu, RedHat si SUSE.
Avantaje ale acestui sistem de operare: este gratis, 95% din aplicatii sunt gratuite, nu sunt virusi, securitatea este buna, nu se blocheaza, fiabilitate pe termen lung.
Dezavantaje: instalarea programelor este complexa, este restrictiv asupra drepturilor de acces, instalarea de drivere este complexa, putine jocuri, unele configurari necesita cunostinte avansate.

3.5 Alte Unix-uri

MacOS X poate fi considerat un sistem Unix-like, avand la baza un kernel Mach si facilitati BSD. De la MacOX X 10.5 Leopard, sistemul de operare de la Apple este un Unix veritabil si respecta Single Unix Specification.
Solaris, un alt sistem de tip open-source, este un sistem de operare dezvoltat de Sun Microsystems. OpenSolaris este o distributie open-source a sistemului de operare de la Sun ce poate fi utilizat si in forma unui LiveCD.
Distributiile BDS (Berkeley Softwere Distributios) sunt distributii derivate din ultima versiune de Unix.

3.6 Conceptul de open source

Principala diferenta dintre Linux si multe alte sisteme de operare este gratuitatea acestuia. Atat nucleul, cat si componentele unui sistem GNU/Linux sunt free/open source, permitand astfel utilizatorilor si inginerilor posibilitatea de a le accesa si utiliza si de a aduce imbunatatiri. Majoritatea sistemelor de operare care nu sunt Linux sunt de tip closed source si se supun legii copyright-ului.

3.7 Sisteme de operare pentru dispozitive mobile

Windows Mobile este sistemul de operare a dispozitivelor mobile de la Microsoft. Are o interfata similara sistemelor de operare de tip PC. Cota de piata a acestor sisteme de operare este retativ mica.
iPhone OS este sistemul de operare Apple folosit doar pentru iPhone si iPad. Foloseste gesturi de tip multi-touch. IOS are un numar mare de aplicatii si detine o cota de piata ridicata. Ofera siguranta si este usor de utilizat.

Android este un sistem de operare de la Google care foloseste nucleul Linux. Se extinde gratuit si se utilizeaza usor. Aceasta platforma este una dintre cele mai populare.
Pe langa Android, mai sunt si alte sisteme de operare care folosesc Linux (LiMo, Maemo, Openmoko, etc.).

Prin urmare, fie ca utilizezi un PC, laptop ori un dispozitiv mobil, este foarte important sa alegi modelul in functie de sistemul de operare pe care consideri ca il poti utiliza usor si care sa fie compatibil cu cerintele tale. Este important de stiut ca SO-urile pot intampina si erori. Cu toate acestea, pot fi rezolvate foarte usor de profesionisti printr-o simpla vizita.

sursa foto: envato.com