Операционные системы

Данная платформа, впервые представленная на суд потребителей в январе 1985 года, стала настоящей сенсацией, поскольку до этого момента еще ни одной компании не удавалось создать настолько компактную, надежную и удобную в обращении систему. Рабочее пространство MacOS 1.0 включало панель задач, содержавшую набор из четырех выпадающих системных меню, корзину, в которую помещались удаляемые с диска объекты, диспетчер файлов, названный разработчиками "The Macintosh Finder", позволял пользователю производить различные операции с директориями и файловыми объектами. На рабочем столе размещались ярлыки системного диска и панели управления, включавшей диалоговую справочную систему и элементы настройки операционной среды, также оператор мог самостоятельно размещать здесь иконки папок и запускаемых программ. Управление MacOS 1.0 осуществлялось при помощи мыши. 

Ярлык сменного диска самостоятельно появлялся на рабочем столе, как только пользователь вставлял диск в привод дисковода, для отображения хранящихся на внешних накопителях данных система генерировала отдельное окно с произвольно изменяющимся размером, оснащенное средствами управления и полосами прокрутки. Каждое окно можно было перемещать по всему пространству рабочего стола, захватывая его курсором мыши за поле заголовка. Процедура переименования папок или файлов была максимально упрощена: для этого оператору было достаточно лишь щелкнуть мышью на их названии и ввести в выделенное пространство новое имя. Впервые в MacOS был реализован принцип создания ярлыков, подразумевающий перемещение пиктограммы файла на рабочий стол, хотя сам файл физически оставался в другой директории диска. Как видите, практически все базовые принципы, разработанные для оконной графической среды программистами Apple, так или иначе применяются в современных операционных системах. По желанию пользователя иерархия файловой системы могла быть представлена в окне просмотра в виде списка файлов, отсортированных в алфавитном порядке по названию, размеру или дате создания. Однако, в отличие от других файловых менеджеров, Macintosh Finder позволял перетаскивать, копировать и переименовывать файлы из списка так же, как это осуществлялось с обыкновенными иконками. 

Удобная панель управления открывала перед пользователем MacOS широчайший спектр настроек, включая громкость воспроизведения звука из встроенного динамика компьютера, который одним щелчком мыши мог быть отключен, скорость реакции клавиатуры на нажатие клавиш, общее быстродействие системы, фоновый рисунок рабочего стола и системное время, формат представления которого уже тогда позволял благополучно избежать проблемы 2000 года. Запущенные приложения могли отображаться как в отдельном окне, так и в полный экран, причем в обоих случаях MacOS позволяла загружать несколько программ одновременно, выполнявшихся в фоновом режиме. Помимо файлового менеджера, MacOS 1.0 включала в свой состав несколько дополнительных утилит, таких как калькулятор и игра "паззл". Обращает на себя внимание тот факт, что сама оконная оболочка в совокупности с набором программ, входивших в комплект поставки системы, требовали для запуска всего 128 килобайт оперативной памяти, высвобождая все остальное пространство ОЗУ для выполнения других задач.

26 ноября 1986 года Apple анонсировала  выход графической оконной оболочки  для компьютеров серии Apple II, которая  была разработана на основе MacOS версии 1.0 и называлась Apple II Desktop. Данная  оконная среда не содержала  каких-либо серьезных отличий  от первой версии MacOS, за исключением  того, что Macintosh Finder был заменен разработчиками  на более простой файловый  менеджер под названием "Selector", позволявших производить элементарные  операции с хранящимися на  дисках данными и запускать  на исполнение различные программы. Процедуры открытия и закрытия  окон сопровождались теперь эффектами  анимации, что делало интерфейс  системы более приятным в использовании. Следует отметить, что программный  комплекс Apple II Desktop не являлся самостоятельной  операционной системой, он был  лишь удобной графической надстройкой, позволявшей пользователям работать  с содержимым дисков их персонального  компьютера более комфортно.

Чуть позже, с появлением ЭВМ серии Apple IIGS возникла объективная необходимость в усовершенствовании графического интерфейса для используемой этим компьютером операционной системы. Вскоре корпорация Apple выпустила на рынок новую реализацию MacOS, которая получила известность под названием GS/OS System 6.0.1.

GS/OS унаследовала практически все  элементы и функции предыдущих  версий операционных платформ  для Apple. Были значительно расширены  возможности отображения цвета  графической оболочкой, расширилось  системное меню. GS/OS позволяла гибко  изменять сценарий загрузки системы  по схеме, приблизительный аналог  которой был реализован значительно  позже в меню "автозагрузка" окна настроек панели задач Windows 95. Ярлыки внешних накопителей  уже не появлялись автоматически  при помещении диска в дисковод, а занимали на рабочем столе  фиксированное положение, которое  можно было произвольно изменить  по желанию пользователя. Расширился  спектр поставляемых вместе с  системой прикладных программ. Были серьезно модифицированы средства управления звуком и быстродействием компьютера. 

Шло время, и операционная система MacOS непрерывно совершенствовалась. Своеобразным ответом корпорации Microsoft, выпустившей в конце 1994 года на рынок легендарную Windows 95, стала очередная реализация MacOS версии 7.5.5. Удивительно, но факт: спустя десятилетие с момента появления MacOS 1.0 данная платформа не претерпела серьезных "архитектурных" изменений: в верхней части рабочего стола по-прежнему отображалась системная панель, в нижней - корзина, в которую помещались подлежащие удалению файлы, пользователю все также было доступно окно системных настроек и ярлыки внешних накопителей. Были значительно модифицированы графические возможности системы: теперь псевдотрехмерные окна и другие функциональные элементы интерфейса одинаково привлекательно отображались при экранном разрешении от 640Х480 до 1600Х1200 точек, появилась поддержка мультимедиа, справочная система MacOS приобрела черты интерактивности. Ассортимент прикладного программного обеспечения, входившего в комплект поставки системы, также был заметно расширен. Для MacOS 7.5.5. была локализована популярная версия броузера Netscape Communicator 4.06 и программа просмотра текстов Acrobat Reader 3.0.

Текущая версия MacOS имеет обозначение X, она появилась на свет в конце 2001 года. Если рассматривать новую операционную систему с точки зрения ее функциональных возможностей, можно смело сказать, что она является полноценным эквивалентом Microsoft Windows XP для компьютеров Apple Macintosh. Имеется широчайший набор программного обеспечения, рассчитанного на работу под управлением MacOS X, а сама платформа отличается поразительным быстродействием, эффективностью и надежностью. 

Работы над дальнейшим развитием программного комплекса серии MacOS для компьютеров Apple Macintosh продолжаются. Уже сейчас известно, что программисты Apple трудятся над усовершенствованием MacOS X, которая спустя непродолжительное время станет, возможно, новой реализацией программ данного класса. А компетентные специалисты в один голос утверждают, что не за горами создание графической оконной платформы для Apple, которую можно будет смело назвать операционной системой нового поколения. Что будет включать в себя данная система, и какие возможности она откроет перед пользователем, покажет время.

3. OS/2

Эволюция OS/2 началась очень давно. Наиболее важным моментом предыстории OS/2 следует считать появление IBM Personal Computer или просто IBM PC.

MS(PC)-DOS, как и сам PC, была весьма  открытой системой. Интерфейсы DOS и BIOS были хорошо документированы, и сторонние производители могли легко использовать и расширять их – вот почему DOS и по сей день используется в некоторых задачах.

Вместе с тем DOS и BIOS имели один очень большой недостаток. Они не использовали аппаратную часть PC на полную мощность. Это означало, что многие программы для полного использования аппаратных возможностей обращались к устройствам напрямую, минуя DOS.

Некоторые из существовавших проблем могли быть решены программно с помощью лучше спроектированной операционной системы. Но другие требовали аппаратной поддержки для того чтобы решение было эффективным или в принципе реализуемым. И эта поддержка была реализована в 1984 году под названием IBM AT (Advanced Technology). Помимо огромной массы различных усовершенствований самым заметным (и важным) было применение нового центрального процессора – Intel 80286. В защищенном режиме 286-й мог адресовать 16 Мб памяти. 

Потому в январе 1983 года началась разработка новой многозадачной MS-DOS системы. Название проекта изменялось несчетное количество раз. В августе 1985 IBM присоединяется к проекту, и фирмы подписывают соглашение о совместной разработке, которое дает обеим компаниям право на продажу конечного продукта. Немного погодя проект переименовывается в CP/DOS – от Control Program/DOS. Незадолго до выпуска продукт переименовывается в OS/2 – видимо, для соответствия новой линейке персональных компьютеров IBM под названием PS/2 (Personal System/2).

Интересно то, что OS/2 1.0 не были реализованы очень многие планируемые особенности и самым заметным было отсутствие графического интерфейса пользователя Presentation Manager (кодовое имя Winthorn).

И все же OS/2 1.0 являлась радикальным рывком в сторону от DOS и имела множество особенностей и возможностей, которые DOS никогда не смогла бы иметь и которые были реализованы в других операционных системах намного позже.

• Вытесняющая многозадачность (preemptive multitasking).
• Многопоточность (multithreading).
• Средства взаимодействия между процессами (Inter Process Communication – IPC) такие как разделяемая память (shared memory), каналы (pipes), семафоры (semaphores) и очереди (queues).
• Поддержка виртуальной памяти (virtual memory, swapping) – теоретически до 1 Гб виртуальной памяти.
• Полностью защищенный режим работы.
• Динамическое подключение библиотек (dynamic linking, DLLs).
• Поддержка до 16 Мб оперативной памяти.

     Одной из самых неприятных помех для разработчиков было то, что они столкнулись с необходимостью поддержки DOS. 

     Весь же защищенный код был написан «с нуля» со всеми теми приятными особенностями, которые были описаны ранее. Ядро и системные библиотеки в основном были написаны на ассемблере по следующим двум причинам:

Производительность – OS/2 должна была работать на IBM AT с 6 Мгц процессором.

Ограничения по памяти – OS/2 должна была работать при наличии только 1 Мб ОЗУ. 
     В новой операционной системе было особенно не на что посмотреть – интерфейс был исключительно текстовым и внешний вид весьма походил на DOS. Но после нажатия появлялся Program Selector – утилита, позволявшая запускать новые задачи и переключаться между существующими. Теоретически существовало 16 сессий, но поскольку сама OS/2 занимала часть из них, пользователь имел доступ к 12 сессиям. 
     С точки зрения пользователя OS/2 1.0 имела несколько существенных недостатков:

• Максимальный размер раздела 32Мб. Хотя возможно в 1987 году это было и не критично. OS/2 1.1 превысила это ограничение (хотя и базировалась на FAT), а OS/2 1.2 поставлялась уже с HPFS.
• Отсутствовала поддержка двойной загрузки (dual boot) или менеджера загрузки (Boot Manager). Dual Boot появился в версии 1.1, Boot Manager был реализован в версии 2.0.
• Не было возможности обойти обработку файла CONFIG.SYS. Это было напастью всех версий серии 1.x. В сочетании с отсутствием Boot Manager это означало, что если система не могла загрузиться (например, некорректный драйвер), то единственным шансом спасти ситуацию (и данные) была загрузочная дискета. Окончательно проблема была решена только в OS/2 Warp.
• Полное отсутствие механизма замены находящихся в использовании динамических библиотек (DLL). Это сделало установку исправлений системных DLL (таких как драйвера Presentation Manager) более чем затруднительным занятием. В OS/2 2.x ситуация разрешилась с помощью недокументированных вызовов API.

 
     На рынке операционных систем OS/2 пребывала в состоянии безнадежной битвы за широкое распространение. 
     Следующим релизом OS/2 стала версия 1.1. Единственной причиной, по которой версию пронумеровали не 2.0, вероятно, было то, что графический интерфейс пользователя (GUI – Graphical User Interface) был обещан в версии 1.0, но не был закончен вовремя. Как забавный факт следует отметить, что Windows 1.0 разрабатывалась как Interface Manager и приобрела новое имя благодаря менеджерам, игравшим с именами, невзирая на протесты программистов. 
     В любом случае OS/2 1.1 была технически очень интересной и занимательной программой. Она обладала намного большими возможностями, чем любая операционная система для персональных компьютеров в то время. Windows и MacOS даже в перспективе не имели того, что было в OS/2 – ни вытесняющей многозадачности, ни многопотоковости, ни виртуальной памяти. 
     Естественно, что системе были присущи и недостатки. Хотя и поддерживалось большинство тогдашних стандартов для вывода графики (CGA, EGA, VGA), но поддержка других была весьма слабая, если вообще существовала. Поддержка принтеров была чисто номинальная – несколько принтеров и плоттеров производства IBM и все. 
     Под OS/2 существовали различные приложения – в том числе такие, как Microsoft Word, Lotus 1-2-3 и QuattroPro. Однако все они были текстовыми, за исключением Microsoft Excel 2.2. 
     В конце 1999 Microsoft и IBM выпускают версию OS/2 1.2 – очень важное событие во всей истории OS/2, поскольку именно в версии 1.2 были реализованы практически все возможности, обещанные в OS/2 еще до ее появления. В OS/2 1.2 разработчики наконец отказались от файловой системы FAT и реализовали инсталлируемые файловые системы (Installable File System, IFS) и высокопроизводительную файловую систему HPFS (High Perfomance File System).

     Новая файловая система весьма превосходила FAT, а также снимала множество ограничений:

• Отсутствовал печально известный лимит «8.3» на имена файлов – 8 символов на имя и 3 на расширение. Имена файлов могли быть длиной до 255 символов и допускали значительно больший диапазон допустимых к использованию символов – в частности пробел.
• Поддержка расширенных атрибутов (Extended Attributes, EA). Каждый файл или директория могли иметь до 64 Кб EA, связанных с ним там могла храниться любая информация – иконки, описания, информация для программы-каталогизатора и так далее.
• Поддержка больших дисков. FAT поддерживала разделы размером до 2 Гб. HPFS поддерживала тома до 64 Гб и была ограничена на то время лишь драйверами жестких дисков.
• Устойчивость к фрагментации. В то время как разделы FAT требовали регулярной дефрагментации для предотвращения иногда ощутимых потерь в производительности, HPFS пыталась использовать для файлов непрерывные фрагменты, сохраняя фрагментацию на минимальном уровне.
• Уменьшение потерь дискового пространства. Наибольший FAT-диск, размером в 2 Гб, использовал для хранения данных элементы размером 64 Кб, чем вызывались большие потери дискового места (иногда до 50%). HPFS использовала сектора размером 512 байт, таким образом резко уменьшая потери.
• Высокая отказоустойчивость. Если таблица FAT на дисковом разделе разрушалась в результате инцидента, вся остальная информация на диске превращалась в гору бесполезного мусора, поскольку вся информация о размещении файлов была сконцентрирована в FAT. HPFS дублировала часть информации и хранила структуру диска связно в обоих направлениях (от каталога к подкаталогу или файлу и наоборот). В результате, повреждения одной области не оказывали никакого влияния на весь остальной раздел. К примеру, несмотря на повреждение сектора с директорией – все файлы в ней оставались доступны.
• OS/2 GUI также получил новый внешний вид, весьма схожий с вышедшей через несколько месяцев Windows 3.0.