Операционные системы



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.

Наиболее значимым различием между OS/2 1.2 и Windows 3.0 было то, что Windows не была операционной системой как таковой и исполнялась поверх MS-DOS (и даже могла быть запущена в DOS сессии OS/2). Также Windows содержала больше различных приложений. OS/2 была более бизнес-ориентированной и при сравнении имела несколько спартанский вид. Отчасти это послужило тому, что Windows получила большее распространение среди конечных пользователей.

После исторического разрыва совместной разработки OS/2, вызванного нежеланием Microsoft делить прибыль от продаж операционной системы с IBM, основной процесс по модернизации OS/2 происходил в IBM. Версия 1.3 была практически идентична 1.2 по предоставляемым возможностям, но включала многочисленные улучшения производительности и удобства использования.

Наконец во всех редакциях OS/2 присутствовал язык программирования REXX, разработанный Майком Коулишоу.

Язык изначально создавался для достижения четырех главных целей:

легкой понимаемости (читаемости) написанных на нем программ, что облегчает работу программистам, пользователям и сопровождающему персоналу;

поддержки быстрого, эффективного и аккуратного программирования за счет обеспечения максимально естественной формы представления данных и управляющих структур языка;

обеспечения надежной и эффективной реализации языка на разнообразных платформах;

высокой применимости языка в системном и прикладном ПО.

И все эти задачи были успешно решены. Таким образом операционная система получила мощный и гибкий инструмент, сравнимый с различными языками написания скриптов в UNIX-подобных системах. Это несомненно являлось очень большим преимуществом. 

В марте 1992 была полностью готова новая операционная система и выпущена на рынок под названием OS/2 2.0 GA (General Availability - публично доступная). 

Самым большим плюсом в OS/2 2.0 была сама система. Переход на 32-разрядную архитектуру снял множество ограничений, существовавших в DOS и OS/2 1.x - в первую очередь по работе с памятью. Вместе с тем система не была «полностью» 32-разрядной - многие части оставались 16-разрядными - в первую очередь по соображениям совместимости и экономии времени. Основные же элементы системы были полностью новыми и 32-разрядными - к примеру поддержка множества виртуальных DOS-машин (Multuply Virtual DOS Machine, MVDM) и менеджер памяти с поддержкой пейджинга. Более того, основная часть кода была написана на C, а не на ассемблере, как в OS/2 1.x.

Вторым существенным моментом стал новый интерфейс пользователя под названием Workplace Shell (WPS), являвшийся радикальным уходом от концепций, заложенных в GUI OS/1.x и Windows. Новый интерфейс был объектно-ориентированным и в нем все стало объектом - диск, принтер, программа и так далее. Манипуляции с объектами проводились с помощью drag-n-drop - перемещение, копирование, печать и уничтожение. В WPS широко использовалась правая кнопка мыши - для открытия контекстных меню и выполнения операций по перетаскиванию объектов.

Для операционной системы OS/2 2.0 была зарегистрирована торговая марка «Интегрирующая платформа» (The Integrating Platform). Это название напрямую намекало на уникальную возможность OS/2 2.0 исполнять существующие DOS, Windows и OS/2 1.x приложения одновременно с новыми 32-разрядными родными приложениями. 

Выпуск версии OS/2 2.1 в мае 1993 года явился следствием эволюционного развития версии 2.0. Внешний вид не претерпел существенных изменений, разработчики продолжали трудиться над «внутренностями» системы. Из видимых конечному пользователю изменений стоит отметить смену версии Win-OS/2 с 3.0 на 3.1 и появление нового компонента под названием Multimedia Presentation Manager/2 (MMPM/2), добавившего в графический интерфейс пользователя различные мультимедийные возможности - звуковые схемы, воспроизведение мультимедийных файлов и тому подобное.

В ноябре 1993 выходит специальная версия OS/2 for Windows, не содержащая кода Win-OS/2, а использующая уже установленную на компьютере копию Windows 3.x. Таким образом снижалась цена конечного продукта (IBM платила лицензионные отчисления Microsoft за использование кода Windows в Win-OS/2). Вместе с тем эта версия продемонстрировала ситуацию на рынке. Используя свое монопольное положение, Microsoft с помощью манипуляций в сфере ценовой политики держала производителей клонов PC под жестким контролем, запрещая им предустанавливать на продаваемые компьютеры операционные системы, отличные от DOS/Windows собственного производства. 

Несмотря на жесткий прессинг со стороны Microsoft времена OS/2 2.1 и 2.11 были отмечены ростом количества приложений, написанных специально для OS/2. IBM достигла соглашения с несколькими крупными производителями программного обеспечения о разработке OS/2 версий их приложений. В число таких компаний входили Borland, Lotus, Novell и тогда еще самостоятельная WordPerfect.

В октябре 1994 выходит OS/2 Warp - самая популярная и самая распространенная версия OS/2. Внутренне система незначительно отличалась от OS/2 2.11 за исключением расширенной поддержки оборудования и исправления ошибок - хороший пример того, что грамотно спроектированный и продуманный продукт не нуждается в лихорадочном переписывании многих элементов кода. Наиболее серьезные изменения касались исключительно улучшения простоты использования конечным пользователем.

Новые изменения и улучшения включали в себя:

§ OS/2 Warp поддерживала новый улучшенный формат исполняемых файлов, значительно уменьшавший их размер (к сожалению, этой возможностью воспользовалась очень малая часть разработчиков ПО).

§ Улучшенную модель драйверов, делавшую их разработку более простым делом.

§ Улучшенные мультимедиа-средства, поддержку плат с TV-выходом, плат видеозахвата и прочих подобных устройств.

§ Значительное расширение списка драйверов оборудования.

§ Возможность манипулирования процессом загрузки с помощью комбинации клавиш . Наконец можно было отказаться от «спасательного» флоппи-диска.

§ Кардинально улучшенный десктоп, новые иконки, более приятные глазу цветовые схемы.

§ Основательно дополненную учебную программу для новичков.

§ Специальное средство быстрого запуска приложений LaunchPad.

§ Весьма качественную поддержку протоколов и приложений для работы в Интернете. 

Задолго до того, как в Microsoft уяснили важность «информационной супермагистрали», IBM предоставила в распоряжение пользователей полный и мощный набор инструментов для работы во всемирной сети. Сперва отдельно, а с версии OS/2 Warp Connect в комплекте с операционной системой.

OS/2 Warp и OS/2 Warp Connect была самой серьезной и удачной попыткой IBM победить в битве за доминацию на десктопе или по крайней мере в завоевании существенной части. Конечно, любая вещь имеет свои достоинства и недостатки, и OS/2 была не лишена минусов:

§ Отличная совместимость с DOS и Windows 3.x, сыгравшая с IBM злую шутку. Многие производители ПО аргументировали отсутствие версий своих продуктов для OS/2 тем, что написанные для DOS и Windows программы прекрасно чувствуют себя под OS/2.

§ Яростное противодействие Microsoft, которое нанесло наибольший урон OS/2. Не стесняясь никого и ничего, Microsoft применяла любые способы торпедирования OS/2, самыми эффективными из которых был шантаж OEM-производителей и независимых разработчиков ПО.

§ Слабая и невнятная поддержка со стороны самой IBM. Компания даже поставляла собственные компьютеры без предустановленной OS/2, что, конечно, никак не способствовало росту доверия пользователей к системе.

§ Бездарная маркетинговая политика IBM. Компания фактически не знала, как продавать OS/2. Исторически IBM прославилась (и весьма заслуженно) своей политикой при работе с корпоративными заказчиками (знаменитая «мертвая хватка» IBM за клиента), но массовая продажа программного обеспечения требовала совершенно иного подхода.

§ OS/2 была однопользовательской системой с отсутствием сколько-нибудь удовлетворительных средств разграничения прав пользователей. Отсутствие такого механизма сослужило далеко не самую хорошую службу.

Сентябрь 1996 года ознаменовался выходом OS/2 Warp 4.0 (чаще других версий OS/2, именуемый своим кодовым именем Merlin). Новые изменения и улучшения превратили Merlin в самого выдающегося представителя операционных систем семейства OS/2:

§ Встроенные возможности по управлению голосом и средства голосового набора позволили использовать голосовые команды при работе с системой (открыть веб-страницу, удалить объект и т. д.) и осуществлять голосовой ввод текста.

§ Графический интерфейс пользователя был кардинально переработан и улучшен. В дополнение к LaunchPad появился новый элемент WarpCenter, еще более упрощавший работу.

§ Встроенные средства для работы в Интернете также значительно изменены и улучшены.

§ В Merlin появилась встроенная виртуальная Java-машина. С учетом того, что реализация виртуальной Java-машины от IBM была самой лучшей на рынке, OS/2 приобрела важную способность запускать Java-приложения, обеспечивая отличную производительность.

Дальнейшие версии OS/2 фактически отличались от Merlin лишь включением в поставку различных дополнительных продуктов, добавлением особенностей наподобие новых файловых систем и исправлением ошибок.

У OS/2 была тяжелая жизнь, как вне, так даже и внутри IBM. Широко известны события времен выхода Windows 95, когда Microsoft оказывала невероятное давление на IBM PC Company (производившей компьютеры IBM PC), до последнего момента отказываясь подписывать договор по лицензированию на предустановку Windows 95 и в последний момент запросив за лицензию намного более высокую цену по сравнению с ценами для других производителей. Помимо неприятностей для IBM PC Company в сторону подразделения, работавшего над OS/2, бросались достаточно двусмысленные взгляды.

Трудно сказать, когда начался проект OS/2 for PowerPC, однако известно, что в самом начале девяностых IBM решила, что было бы очень неплохо иметь собственную десктоп-ориентированную операционную систему. Ее планировали как базирующуюся на микроядре объектно-ориентированную супер ОС, работающую на RISC-платформе (неплохая коллекция непонятных слов). Платформа должна была позволять запускать сразу несколько операционных систем одновременно. Сейчас уже никто не скажет, какие это должны были быть операционные системы, но в их число должны были входить OS/2, Windows NT, Solaris и MacOS. 

В любом случае цели, задачи и названия проекта постоянно менялись, в итоге завершившись проектом OS/2 for PowerPC, назвавшимся в финальной стадии OS/2 Warp Connect, PowerPC Edition. IBM активно рекламировала продукт все время на протяжении между 1993 и 1995 годами. Было написано немыслимое количество статей и даже выпущены бета-версии набора разработчика под названием PowerPC SDK. Среди производителей ПО распространялись средства для переноса приложений из обычной OS/2 на новую платформу (скорее всего, сам перенос не был трудоемким, поскольку OS/2 2.0 изначально разрабатывалась с оглядкой на переносимость). С приближением выхода OS/2 for PowerPC рекламный шум постепенно начал утихать. И в тот момент, когда новая инкарнация OS/2 должна была вот-вот появиться на прилавках, IBM внезапно умолкла. На самом деле продукт был выпущен, и отдельные счастливчики даже смогли не только подержать его в руках, но и установить. Однако только клиенты, имевшие специальные контракты с IBM, могли купить OS/2 for PowerPC.

Причин краха OS/2 for PowerPC было множество - одни лежали вне IBM, но другие были полностью внутренними:

Не было никакой ясности, кому на самом деле была нужна OS/2 for PowerPC.

Организация проекта была просто отвратительной - чего стоит только то, что менеджеры среднего звена зачастую не сообщали своим начальникам о действительном состоянии дел в проекте и т. д.

Успех проекта напрямую зависел от успеха архитектуры PowerPC, который не состоялся.

Итогом стала потеря миллионов долларов, вложенных в разработку (хотя некоторые технологии OS/2 for PowerPC впоследствии были внедрены в OS/2 Warp 4). Можно только предполагать, что бы произошло, если бы все усилия и деньги были направлены на поддержку Intel версии OS/2.



4. BeOS

Компания Be Inc. была основана в 1990 году Жаном Луи Гассе (Jean Louis Gassee), работавшим до этого одним из руководителей в небезызвестной фирме Apple. Что уже говорит о многом. Покинув «яблочников», он занялся личным проектом - созданием совершенно нового компьютера, решив, видимо, что его собственная разработка станет не менее значимой для мирового компьютерного сообщества, чем Macintosh и IBM PC вместе взятые. Тем более, что за примерами тогда далеко ходить не надо было - на слуху были успехи Silicon Graphics, Commodore, словом - компьютерный бизнес был на подъеме. Микро-компания Гассе, состоящая на первых порах всего из нескольких человек и компенсирующая недостаток персонала его талантливостью, собрала первый прототип агрегата, названного ими BeBox, уже через год упорной работы, выбрав для его «сердца» весьма нетрадиционную для персональных компьютеров конфигурацию в виде двух процессоров Hobbit фирмы AT&T и трех вспомогательных цифровых сигнальных процессоров (DSP). Прочие же комплектующие было решено использовать абсолютно стандартные, IBM-совместимые, благо громадный рынок запчастей делал это решение очевидным. Основной акцент в BeBox был сделан на быстродействии, стабильности системы, а также на расширенных мультимедийных возможностях нового ПК - именно как мультимедиа-система он и позиционировался в рекламных проспектах.

После того, как разработчики убедились, что получили перспективную, очень мощную по тем временам, и, что самое главное - вполне работоспособную (пока лишь в командной строке) систему, встал вопрос, какую графическую 32-х разрядную «операционку» для нее выбрать? Основные требования, предъявляемые к ОС, были таковы: поддержка нескольких процессоров; файловая система, подходящая для работы с большими мультимедийными файлами; стабильность; удобство и доступность для рядовых пользователей, успевших уже привыкнуть к распространенному Macintosh. Первоначальная попытка применить ОС NeWS, разработанную Sun Microsystems, успехом не увенчалась, и Be Inc. пришлось самой же писать и операционную систему для своего компьютера. А поскольку никто не мог знать архитектуру BeBox лучше разработчиков, то и новая многозадачная ОС - BeOS - удалась на славу. Скорости и надежности ее работы можно было позавидовать, тем более, что с ошибками первых версий BeOS разработчики постепенно справлялись, не забывая параллельно делать и приложения для работы в современной графической оболочке. Созданная с чистого листа, ОС не унаследовала, как Windows, тяжкого наследия прошлого, в лице устаревающего MS-DOS и обременительной необходимости быть с ним полностью совместимой, выходя тем самым на совершенно новый уровень систем ближайшего будущего. Хотя ОС и получилась почти unix-совместимой - на нее можно переносить даже некоторые программы из модного Linux - она, тем не менее, была полностью графической: командная строка отсутствовала в принципе. А примененная в BeOS 64-х разрядная файловая система уже тогда позволяла работать с терабайтными файлами - никаких ограничений при работе с прожорливым мультимедиа! Последние же версии BeOS даже позволяют без проблем получать доступ к носителям практически любых повсеместно используемых стандартов (без дополнительных драйверов!): FAT, FAT32, NTFS, ext2, CDDA, OFS, HFS, ISO9660 и т.д.

Но неожиданно для Гассе AT&T заявляет о прекращении производства процессоров, примененных в BeBox, и Be Inc. приходится практически с нуля переделывать свой компьютер - теперь уже под относительно недорогой, мощный и гораздо более распространенный процессор PowerPC (Macintosh работали на нем же). Одновременно отпала необходимость в дополнительных DSP-процессорах, их функции теперь перешли все к тому же PowerPC. Причем от идей двухпроцессорной схемы разработчики отказываться не собирались - PowerPC тоже трудились в паре. В общем, все, что ни случается - к лучшему. И новая, по сути, вынужденная конфигурация PowerPC + BeOS в результате оказалась гораздо удачнее и «живее» первого прототипа! Стоит ли говорить, что параллельно все самые модные новинки компьютерного рынка были внедрены в новую систему, которая просто поражала всех, кому посчастливилось впоследствии ее увидеть - почти суперкомпьютер для дома!

На компьютерной выставке Agenda-96 необычная система BeBox вызвала настоящий фурор. А BeOS даже чуть было не стала новой операционной системой для компьютеров Macintosh - так много шума она тогда наделала!

И вот в марте 1998 года к этому чуду получают доступ и пользователи IBM-совместимых компьютеров - выходит BeOS 3.0 с поддержкой как платформы Intel, так и PowerPC. Но… к большому сожалению, сенсации в мировом масштабе все же не состоялось. Компьютеры BeBox вообще выпускались всего лишь полтора года - с конца 1995 до начала 1997, тираж их составил всего-навсего порядка 2000 экземпляров, после чего производство было полностью свернуто, а от многообещающего проекта Гассе осталась только BeOS.



5. Семейство UNIX

Все началось в далеком 1965-м... Четыре года компания American Telegraph & Telephone Bell Labs (Bell Labs) совместно с фирмой General Electric и группой исследователей из Масачусетского технологического института разрабатывала проект OS Multics. Целью проекта было создание многопользовательской интерактивной операционной системы, обеспечивающей большое число пользователей удобными и мощными средствами доступа к вычислительным ресурсам. Эта ОС основывалась на принципах многоуровневой защиты. Виртуальная память имела сегментно-страничную организацию, где с каждым сегментом связывался уровень доступа. Для того чтобы какая-либо программа могла вызвать программу или обратиться к данным, располагающимся в некотором сегменте, требовалось, чтобы уровень выполнения этой программы был не ниже уровня доступа соответствующего сегмента. 

Соответственно, системный администратор имел доступ ко всем сегментам. Также впервые в Multics была реализована полностью централизованная файловая система. То есть, даже если файлы находятся на разных физических устройствах, логически они как бы присутствуют на одном диске. В директории же указан не сам файл, а лишь линк на его физическое местонахождение. Если вдруг файла там не оказывается, умная система просит вставить соответствующий девайс. Помимо этого, в Multics присутствовал большой объем виртуальной памяти, что позволяло делать имэйджи файлов из внешней памяти в виртуальную.

Увы, но все попытки наладить в системе относительно дружественный интерфейс провалились. Было вложено много денег, а результат был несколько иной, нежели хотелось Bell Labs. Проект был закрыт. Участниками проекта значились Кен Томпсон и Денис Ритчи, о которых мы еще вспомним.

Считается, что в появлении Юникса в частности виновата... компьютерная игра. Дело в том, что Кен Томпсон создал игрушку "Space Travel". Он написал ее в 1969 году на компьютере Honeywell 635, который использовался для разработки Multics. Но фишка в том, что ни вышеупомянутый Honeywell, ни имевшийся в лаборатории General Electric 645 не подходили для игрушки. И Кену пришлось найти другую ЭВМ - 18-разрядный компьютер PDP-7. В это же время Кен с ребятами разрабатывал новую файловую систему, дабы облегчить себе жизнь и работу. Кен даже разработал несколько утилит под систему. Они решили назвать ее именем - UNICS (Uniplexed Information and Computing System). Через некоторое время название сократили до UNIX. Но, к сожалению, изобретение, как это часто бывает, уперлось в трудности материального плана. Во-первых, PDP-7 было арендовано отделом, а не куплено, и рано или поздно пришлось бы его отдавать, а во-вторых, ОС разрослась настолько, что системных ресурсов уже старенького по тем временам компьютера ей не хватало. Поэтому в 1971 году они купили более совершенный Digital Equipment PDP-11/20, на который и перенесли свою последнюю модификацию UNIX. PDP-11 без проблем поддерживала большое количество пользователей, да к тому же позволила, наконец, написать простенький интерпретатор текстового процессора.

В ноябре 1971 года был опубликован первый выпуск полноценной документации по Юниксу. В соответствии с этим и ОС была названа "Первой редакцией UNIX". Вторая редакция вышла довольно быстро - меньше, чем через год. Система была полностью переписана на язык B, созданный Томпсоном под влиянием существовавшего тогда BCPL. Также появились программные каналы ("pipes"). Третья редакция ничем особенным не отличалась. Разве что заставила Дениса Ритчи "засесть за словари не за страх, а за совесть", вследствие чего тот написал собственный язык, известный сейчас как C. Он позволял расширить функции своего предшественника - B, и именно на нем была написана четвертая редакция UNIX в 1973 году.

В июле 1974 года в журнале Communications of the ACM появилась статья "UNIX Timesharing Operating System", которой заинтересовалось огромное количество людей. А учитывая, что компания Bell Labs, которая не планировала производство системы, разрешила бесплатно распространять исходники Юникса, то UNIX получил большое распространение.

Одной из организаций, серьезно заинтересовавшихся этой ОС и первой получившей "Пятую редакцию UNIX" был Калифорнийский университет города Беркли, в котором учился юноша по имени Билл Джой, будущий создатель BSD и основатель Sun Microsystems...

"Шестая редакция UNIX" (UNIX V6), выпущенная в 1975 году, стала первым коммерчески распространяемым Юниксом. Большая ее часть была написана на С, но увы, переносить систему на компьютеры с архитектурой принципиальной отличной от PDP было весьма затруднительно. Затруднительно, но возможно.

Первый перенос был осуществлен в 1977 году. Абстрагируясь от виртуальности, можно сказать, что это был перенос из Америки в Австралию, потому что в Университете Воллонгонга работал завкафедрой Джюрис Рейндфельдс, которому понравилась шестая редакция. Но так как позволить себе PDP-11 компьютерная кафедра университета не могла, пришлось закупать более дешевый 32-битный компьютер Interdata 7/32. Родная ОС компьютера OSMT/32 не обладала нужными возможностями, поэтому пришлось профессору заняться переносом UNIX V6, заказав в Университете Беркли кучу исходников на магнитных лентах. Ему в этом поспособствовал Ричард Миллер, который к январю создал компилятор С, что и позволило в середине февраля 1977 года получить свой вариант UNIX, работавший на компьютере Interdata 7/32.

Этот UNIX работал скорее как операционная среда, ставящаяся поверх OSMT/32. Для начала был расширен язык С, в систему которого были добавлены типы union, short integer, long integer и unsigned integer, дабы использовать особенности 32-битной архитектуры. Помимо прочего, появились средства инициализации переменных, битовые поля, макросы и средства условной компиляции, регистровые и глобальные переменные. Много позже Денис и Кен написали книгу "Язык программирования Си", в котором конкретно и четко расписали 32-битную вариацию своего детища.

Однако Юникс слишком привык к PDP-11, и Денису пришлось полностью переписать подсистему управления оперативной и виртуальной памятью, заодно изменив интерфейс драйверов внешних устройств. Все это позволило сделать систему легко переносимой на другие архитектуры и было названо "Седьмая редакция" (Unix Version 7). Помимо прочего, в дистрибутив системы входил компилятор для переноса ОС на другие архитектуры, а также набор новых драйверов

Параллельно с улучшением Юникса шла разработка системы, известной нам как (Free)BSD. Билл Джой начал разработку собственной системы на ядре UNIX. Запихнув помимо основных функций еще и свои (включая компилятор Паскаля), он назвал эту ОС - Berkeley Software Distribution (BSD 1.0). 

Начиная с версии 4.1 (1980 год) Berkeley Software Distribution распространялась практически бесплатно - сначала среди пользователей, обладавших лицензией Bell Labs, а позже, переименовавшись в FreeBSD,- для всех бесплатно.

Позже, в 1982-м Билл Джой основал Sun Microsystems, забрал себе исходники платной версии BSD и начал делать SunOS, которая в 1990-х мутировала в Solaris. Отдельные версии Solaris сейчас распространяются бесплатно.

Дальнейшее развитие UNIX: 1982 - 1990

Первая коммерческая система называлась UNIX System III и вышла она в 1982 году. В этой ОС сочетались лучшие качества UNIX Version 7, V/32 и других вариантов UNIX, имевших хождение в Bell Labs.

Далее UNIX развивались примерно так:

Во-первых, появились компании, занимавшиеся коммерческим переносом UNIX на другие платформы. Microsoft Corporation, совместно с Santa Cruz Operation произвела на свет UNIX-вариацию под названием XENIX.

Во-вторых, Bell Labs создала группу по развитию Юникса и объявила о том, что все последующие коммерческие версии Unix (начиная с System V) будут совместимы с предыдущими

В 1987-м году выпущен третий релиз UNIX System V. Было зарегистрировано четыре с половиной миллиона пользователей этой операционной системы...



6. LINUX

Операционная система Linux, созданная в 1991 г. и официально выпущенная в 1994 г. Линусом Торвальдсом, разительно отличается от всех других операционных систем. Причем -- практически всем.

Начнем с того, что Linux -- единственная популярная ОС, созданная любителем (Торвальдс написал ее в качестве дипломного проекта).

Более того -- поддерживается, развивается и дополняется она сотнями тысяч таких же энтузиастов из разных стран мира. Наконец, Linux -единственная свободно распространяемая (т. е. абсолютно бесплатная) операционная система! Свое происхождение многозадачная многопользовательская 32-разрядная система Linux ведет от класса универсальных ОС UNIX, которые в течение многих лет (еще с 60-х годов!) обслуживали «большие» промышленные компьютеры. Проект UNIX объединяет десятки различных ОС, созданных для своих компьютеров различными фирмами

Универсальность -- лишь первый козырь Linux. Второй и не менее важный -- бесплатность. И наконец, третий -- открытость. Ядро Linux, в отличие от тех же Windows, открыто для изменения, и любой программист (на которых, собственно, и рассчитывалась эта ОС) может легко и быстро «подогнать» ее к любому конкретному компьютеру. Аппаратные конфликты -- в Linux явление очень редкое: по стабильности она давно и уверенно занимает первое место. Как и по скорости -- минимальная конфигурация Linux «летает» даже на компьютерах с архаичным процессором Pentium пятилетней давности. Более того -- любой пользователь, обладающий хотя бы небольшими навыками программирования, может с легкостью оптимизировать Linux под свои нужды и потребности, исправить ошибки, сделанные или пропущенные разработчиками.

Однако до недавнего времени для того, чтобы работать с Linux, нужно было как минимум разбираться в программировании. А в идеале -- переписывать ядро ОС для своей машины и собственноручно ваять нужные драйверы. К тому же на фоне ярких Windows и MacOS Linux выглядел серенькой мышкой -- все просто, скромно и... бесцветно.

Поэтому единственной областью, в которой работал Linux, вплоть до самого последнего момента оставались сети. Да и в локальных сетях крупных компаний Linux неплохо справлялся с ролью администратора.

Положение коренным образом изменилось совсем недавно, когда появились первые коммерческие дистрибутивы -- установочные комплекты Linux, которые позволяли самостоятельно инсталлировать прихотливую ОС даже новичку. Конечно, эти комплекты (такие как Red Hat) были не бесплатными, но цена за них устанавливалась чисто символическая.

Другим событием, сыгравшим на руку Linux, стало появление удобных оболочек, весьма успешно «раскрасивших» этого прыткого, но серенького «воробушка». Сочетание привычного Рабочего Стола и иконок Windows и мощи ядра Linux сразу же привлекло внимание разработчиков выпустила на рынок первую по-настоящему коммерческую версию Linux -- отлично составленный дистрибутивный пакет с оригинальной системой установки, благодаря которому процесс приобщения компьютера и пользователей. Только за два последних года для Linux было написано больше программ, чем за все предыдущие! Окончательным знаком расположения к Linux со стороны программной индустрии стало решение некоторых крупных производителей игр выпустить Linux-версии своих «бестселлеров»... Наконец, в 1999 году один из крупнейших поставщиков готовых компьютеров выбрал именно Linux для установки на собственные системы. В том же году известная ккорпорация Corel к Linux упростился до крайности. Многие пользователи Linux утверждают, что Windows устанавливался на их машины дольше и тяжелее...

Метаморфоза Linux завершилась: теперь уж никто не осмелится назвать эту ОС «забавой для энтузиастов»! Рынок все внимательнее приглядывается к Linux -- дошло до того, что под эту операционную систему выпущены версии самых успешных игр последних лет. Сегодня Linux устанавливается уже не только на серверы, но на готовые персональные компьютеры и даже на ноутбуки! А в 2000 году сторонники ОС, украшенной эмблемой веселого пингвина, предприняли дерзкий подрывной маневр, выпустив версию Linux, предназначенную для установки поверх Windows...

В России, увы, процесс приобщения к Linux идет значительно медленнее -- на ПК и рабочих станциях безраздельно главенствует Windows. Однако для тех, кто мечтает стать специалистом в области информационных технологий, знание Linux ныне столь же обязательно, как знание английского языка. Именно под управлением различных версий Linux работают управляющие компьютеры (серверы) локальных сетей Web-серверов Интернет.



II. РАЗНОВИДНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1. Семейство Microsoft Windows

1.1 Windows 95 - 98

24 августа 1995 года корпорация Microsoft представила пользователям принципиально новую 32-разрядную операционную систему для настольных ПК - Windows 95. Первоначально Windows 95 устанавливалась поверх Windows 3.X в качестве своеобразного "обновления", используя ряд входящих в состав Windows 3.X библиотек, лишь чуть позже на свет появилась "самостоятельная" реализация Windows 95.

Windows 95 имела уже ставший привычным современным пользователям оконный интерфейс с панелью задач, часами, регулятором громкости звука и переключателем раскладки клавиатуры в System Tray, ярлыком "Мой Компьютер" и "Корзиной" на рабочем столе. Окна запущенных приложений сворачивались теперь в панель задач и открывались из нее одним щелчком мыши, а сама панель задач могла перемещаться по рабочей области экрана, либо скрываться за его пределами. Доступ к установленным на дисках программам осуществлялся из меню, вызываемого нажатием кнопки "Пуск", роль файлового менеджера выполнял так называемый "Проводник" (Windows Explorer), являвшийся по совместительству самой оболочкой системы.

Однако Windows 95, обладавшая достаточно простым, дружественным и легким в изучении интерфейсом, была крайне ненадежной платформой, при создании которой программистами было допущено множество существенных и весьма неприятных ошибок. Нестабильность работы Windows 95 стала буквально притчей в языцех, значительно "подмочив" репутацию Microsoft. Именно поэтому созданная три года спустя операционная система Microsoft Windows 98 была, по большому счету, всего лишь улучшенной и дополненной версией Windows 95.

Внешне Windows 98 практически не отличалась от своей предшественницы, за исключением того, что встроенные функции этой системы позволяли размещать иконки программ в так называемом меню быстрого доступа, расположенном в панели задач рядом с кнопкой "Пуск", обновленное программное ядро MS HTML открывало возможность представлять рабочий стол и окна "Проводника" в виде web-страниц, а большинство дополнений Microsoft Plus из комплекта Windows 95 стали теперь неотъемлемой частью системы. Добавилось множество новых программ и утилит, рассчитанных, в первую очередь, на работу пользователя с Интернетом, платформа стала поддерживать более совершенный формат таблицы размещения файлов, позволявшей экономить пространство на жестких дисках большого объема - FAT32. Windows научилась корректно определять оборудование при инсталляции и была значительно более надежной в работе. Тем не менее, эта система имела ряд существенных и весьма досадных недостатков, в частности, высокие требования к системным ресурсам, неисправимую "привычку" произвольно увеличиваться в объеме, стремясь занять все доступное дисковое пространство, а также тесную интеграцию с Internet Explorer 4.0, которая только замедляла работу системы, бестолково пожирая оперативную память, при этом не давая пользователю никаких ощутимых преимуществ.

1.2 Microsoft Windows NT 4

Следующая реализация Windows NT, также выпускавшаяся в двух модификациях: Windows NT 4 Server и Windows NT 4 Workstation, включала практически все функциональные особенности предыдущей версии Windows NT, реализованные с использованием интерфейса, отличающегося от дизайнерского оформления Windows 95 лишь в деталях.

Windows NT 4 объединила в себе все достоинства и возможности Windows NT 3 и Windows 95, что в сочетании с чрезвычайно высокой надежностью данной платформы сделало ее достаточно популярной среди пользователей персональных компьютеров.

1.3 Microsoft Windows 2000

Появившаяся на рынке в начале 2000 года операционная система Microsoft Windows 2000 представляет собой предпоследнее поколение операционных систем, построенных согласно архитектуре Windows NT. Она производится в трех модификациях: Windows 2000 Professional для ноутбуков, настольных систем и рабочих станций, Windows 2000 Server для серверных компьютеров и Windows 2000 Datacenter Server для больших серверных систем, рабочих станций крупных корпоративных сетей и специализированных банковских и файловых серверов.

Благодаря использованию усовершенствованной технологии NT, сочетающейся с объективной простотой интерфейса Windows 9.X, Windows 2000 обладает высокой надежностью и стабильностью, также она значительно легче поддается настройке и конфигурированию, чем предыдущие версии Windows. Разграничение доступа к системе реализовано на высоком уровне, что позволяет обеспечить безопасность хранения данных на дисках, если за компьютером работает более одного пользователя. Однако не лишена Windows 2000 и объективных недостатков. Среди них можно перечислить относительно высокие системные требования (для нормального запуска минимально необходимо 32 Мб оперативной памяти, рекомендуется 64), а также большой объем занимаемого системой дискового пространства (порядка 700 Мб после инсталляции).



1.4 Windows ME

Microsoft Windows Millennium Edition (Windows ME) - последняя эволюция операционных систем класса Windows 95-98, запущенная в серийное производство в 2000 году. Русская локализация Windows ME появилась на рынке программного обеспечения в ноябре 2000 года.

Windows Millennium Edition значительно отличается от семейства системных платформ Windows 9X, прежде всего тем, что в этой реализации Windows полностью отсутствует поддержка MS DOS - корректно запустить на компьютере, работающем под управлением этой системы, некоторые приложения DOS - уже весьма сложная задача. Windows ME тесно интегрирована с Internet Explorer 5.0, что сделало ее еще более ресурсоемкой, в комплект поставки по умолчанию включена большая часть элементов Microsoft Plus для Windows 98, базовый набор игр расширен новыми программами, позволяющими пользователю играть в сети Интернет с живыми соперниками, добавлен Windows Media Player 7.0, поддерживающий воспроизведение файлов множества новых аудио- и видеоформатов. Интерфейс Windows Millennium Edition практически полностью совпадает с внешним оформлением Windows 2000 Professional, включая системные иконки и обновленное диалоговое окно выключения/перезагрузки компьютера, но почти все базовые элементы настройки Windows 98 сохранились на своих прежних местах.

Для запуска Windows ME требует минимум 32 Мб оперативной памяти (рекомендуется 64) и в минимальной конфигурации занимает на диске чуть больше 500 Мб. Согласно сообщениям корпорации Microsoft, Windows ME действительно стала последней ОС семейства Windows 9X, поскольку все последующие операционные системы линейки Windows как для домашних компьютеров, так и для рабочих станций, будут создаваться на платформе NT.



1.5 Microsoft Windows XP

Операционная система Microsoft Windows XP (от англ. eXPerience -- опыт), известная также под кодовым наименованием Microsoft Codename Whistler, является новой ОС семейства Windows, созданной на базе технологии NT. Первоначально в планы корпорации Microsoft входила разработка двух независимых операционных систем нового поколения. Первый проект получил рабочее название Neptune, эта ОС должна была стать очередным обновлением Windows Millennium Edition, новой системой линейки Windows 9X. Второй проект, называвшийся Odyssey, предполагал создание ОС на платформе Windows NT, которая должна была придти на смену Windows 2000. Однако руководство Microsoft посчитало нецелесообразным рассредоточивать ресурсы на продвижение двух разных ОС, вследствие чего оба направления разработок были объединены в один проект - Microsoft Whistler. Возможно, именно благодаря этому решению Windows XP объединяет в себе достоинства уже знакомых пользователям операционных систем предыдущих поколений: удобство, простоту в инсталляции и эксплуатации ОС семейства Windows 98 и Windows ME, а также надежность и многофункциональность Windows 2000. В настоящее время Windows XP для настольных ПК и рабочих станций выпускается в трех модификациях: Home Edition для домашних персональных компьютеров, Professional Edition -- для офисных ПК и, наконец, Microsoft Windows XP 64bit Edition -- это версия Windows XP Professional для персональных компьютеров, собранных на базе 64-битного процессора Intel Itanium с тактовой частотой более 1 ГГц.

Для запуска Microsoft Windows XP необходим персональный компьютер, отвечающий следующим минимальным системным требованиям: процессор -- Pentium-совместимый, тактовая частота от 233 МГц и выше; объем оперативной памяти -- 64 Мбайт; свободное дисковое пространство -- 1,5 Гбайт. Однако для стабильной и быстрой работы рекомендуется устанавливать данную операционную систему на компьютер со следующими оптимальными характеристиками: процессор -- Pentium-II-совместимый (или выше), тактовая частота от 500 МГц и выше; объем оперативной памяти -- 256 Мбайт; свободное дисковое пространство -- 2 Гбайт. Устройство для чтения компакт-дисков (CD-ROM), модем со скоростью не менее 56 Kbps.

Если сравнить Windows XP с более ранними версиями Microsoft Windows, в новой операционной системе легко обнаружить множество значительных отличий. Несмотря на то, что эта ОС была разработана на основе уже хорошо знакомой российским пользователям платформы NT и, на первый взгляд, по своим характеристикам во многом схожа с Microsoft Windows 2000, фактически Windows XP относится к принципиально иному поколению операционных систем семейства Windows. Теперь пользователь Windows не привязан к какому-либо стандартному интерфейсу, устанавливаемому в системе по умолчанию. Если вам не нравится традиционный вид окон, элементов управления и Панели задач, доставшийся новой ОС «в наследство» от Windows 2000, то вы можете без труда изменить их, загрузив из Интернета любой из сотен специально разработанных "Тем". Традиционное Главное меню, открывающее доступ к установленным на компьютере программам, хранящимся на дисках документам и настройкам операционной системы, также претерпело ряд значительных изменений. Теперь при нажатии кнопки Пуск появляется динамическое меню, содержащее значки лишь пяти программ, которыми пользуется наиболее часто. Благодаря этому можно начать работу с нужными приложениями значительно быстрее. Здесь же расположены значки браузера Microsoft Internet Explorer 6 и почтового клиента Outlook Express 6, кнопки Выход из системы (Log Off) и Выключение компьютера (Turn Off Computer), позволяющие завершить текущий сеанс работы с Windows и выключить компьютер.

В среде Microsoft Windows пользователю часто приходится одновременно работать с несколькими документами или набором различных программ. При этом неактивные приложения сворачиваются в Панель задач, вследствие чего она рано или поздно переполняется значками, и переключение между задачами становится затруднительным. Для того чтобы разгрузить Панель задач и освободить больше рабочего пространства для отображения значков запущенных приложений, в Windows XP используется так называемый алгоритм группировки задач, согласно которому однотипные программы, работающие на компьютере одновременно, объединяются в логическую визуальную группу.

В состав Windows XP включен специальный механизм - быстрое переключение сеансов (Fast User Switching), с применением которого можно быстро, без регистрации подключать к работе с операционной системой новых пользователей и групп пользователей. Появилась также возможность переключаться между несколькими сеансами работы без необходимости сохранять данные или перезагружать систему. При этом каждый из пользователей может самостоятельно изменять настройки Windows и работать с собственными файлами и документами, создавать, изменять и сохранять какие-либо данные независимо от других пользователей Windows XP. Для каждого нового сеанса работы операционная система отводит специальный участок верхней памяти в размере 2 Мбайт, однако этот объем никак не ограничивает количество прикладных программ, которые могут быть запущены пользователем. В частности, механизм Fast User Switching дает возможность пользователю, работающему, например, с текстовым редактором, ненадолго отлучиться от компьютера, а во время его отсутствия другой пользователь может открыть собственный сеанс Windows и поработать в Интернете или загрузить игру. При этом текст, редактируемый отсутствующим пользователем, по-прежнему хранится в памяти: вернувшись к компьютеру, пользователь может продолжить работу с документом с того места, где она была прервана, не перезагружая систему и не запуская заново соответствующую программу. На предварительной презентации бета-версии Microsoft Whistler, состоявшейся 13 февраля 2001 года в Сиэтле, председатель правления корпорации Microsoft Билл Гейтс сообщил прессе, что данная версия Windows, на создание и тестирование которой затрачено свыше 1 млрд долларов США - важнейшая разработка Microsoft с момента выпуска на рынок Windows 95, а вице-президент корпорации Джим Оллчин добавил: «Windows XP - это не просто апгрейд Windows, это - апгрейд стиля жизни».