Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > Gymnaziální vzdělávání > Historie operačních systémů: Sálové počítače,...

Ikona teoreticky

Historie operačních systémů: Sálové počítače, Unix, DOS

Ikona odbornost
Autor: Bc. Monika Černá
Spoluautor: RNDr. Michal Černý
Anotace: Žáci by si měli být vědomi toho, že operační systémy se určitým způsobem vyvíjí a mění. Pro dobré pochopení toho, kam bude směřovat vývoj je potřeba znát také (alespoň v základních elementech) historický vývoj operačních systémů, důvody jejich zavedení i problémy, se kterými se potýkaly.
Obor příspěvku:Informatika a informační a komunikační technologie
Klíčová slova: historie, operační systém, Dos, Unix

Jelikož výuka operačních systémů patří nepochybně do základního kurzu informatiky na středních školách, je dobré, aby žáci něco věděli o jejich historii. Jistě není nutné, aby si pamatovali přesná data, názvy verzí či parametry systémů, ale měli by získat určité historické povědomí o vývoji těchto základních počítačových programů. Nejen, že jde o důležité kapitoly z pohledu historie vědy a techniky (v tomto kontextu by snad výuka mohla spadat i do dějepisu), ale vede k pochopení toho, proč dnešní systémy vypadají tak jak vypadají či jakým směrem se bude ubírat jejich vývoj.

V následujícím článku se pokusíme na vybraných tématech ukázat historii a důvody vzniku operačních systémů a jejich vývoj. Jistě jde o problematiku velice rozsáhlou, které by bylo možné se ve výběrovém semináři věnovat třeba celý rok, ale my se pokusíme vybrat určité minim, které by bylo přijatelné pro všechny žáky. Výhodou historického tématu v informatice je solidní možnost adaptace na konkrétní žáky – zatímco u humanitních tříd půjde o výklad spíše čistě historický, technické či přírodovědecké třídy mohou sledovat vývoj základních ideí v oblasti informatiky a techniky zase ze svého úhlu pohledu.

 

Prehistorie – jde to i bez OS

Je třeba vědět, že počítače původně operační systémy vůbec neměly a to hned z několika důvodů. Předně neexistoval vyšší programovací jazyk a psát operační systém v binárním kódu pomocí děrných štítků bylo nemožné. Také je nutné říci, že počítače v padesátých a šedesátých letech nedisponovaly ani potřebným výkonem k tomu, aby bylo možné na ně operační systém nahrát. Třetím důvodem může být skutečnost, že nikdo o tomto konceptu příliš nepřemýšlel, neboť díky jednoduchému principu fungování tehdejších samočinných počítačů k tomu nebyl důvod.

Zásadní změny nastaly až na přelomu padesátých a šedesátých let, když se začaly objevovat vyšší programovací jazyky (Fortran v roce 1956, Basic 1965). Programátoři měli najednou zcela jiné možnosti. Díky vyšším programovacím jazykům bylo možné programovat velice rychle a efektivně, bez nějakých hlubších technických znalostí. Do oblasti ICT přicházela řada matematiků, kteří chtěli řešit své příklady a modely, ale nebylo možné tyto složité konstrukce stále přepisovat do nižších jazyků (Asembler) či dokonce do binárního kódu. Základní myšlenkou, kterou je možné za vznikem operačního systému vidět, je tak potřeba programátorů ušetřit si práci.

První operační systémy se začaly objevovat již v sedmdesátých letech, ale relativně dlouho trvalo, než se masivně rozšířily. Prim hrály počítače, které byly vybaveny výpočetní jednotkou a jakýmsi meta operačním systémem, který uměl spustit a kompilovat programy v Basic. Práce s programy probíhala tak, že si uživatel pořídil pásku s programem, v programu Basic napsal program pro načtení a spuštění aplikace, a po několika minutách se spustila vlastní aplikace. Toto pojetí bylo velice populární především v domácnostech, kde relativně dlouho vydrželo. 

Tvůrci si rychle všimli toho, že neznalost programu Basic brání většímu rozšíření, a tak se začaly objevovat první počítače, které měly systém, jež umožňoval spouštět již předprogramované aplikace pohodlněji. Příkladem této kategorie byla Atari či Commodore. Systém byl přísně vázán na konkrétní hardware a příliš mnoho toho neumožňoval. Na domácích počítačích se tak masivně prosadil až MS-DOS, který ve spolupráci s IBM představil Microsoft v roce 1981.

 

Unix

Prvními operačními systémy byly, dnes již zapomenuté, VMS či MFT. Zcela zásadní pro vývoj operační systémů byl ale Unix, který vznikl ve druhé polovině šedesátých let. Původně byl napsán v Asembleru, ale velice rychle byl přepsán do jazyka C, což mu umožnilo rychlý a efektivní vývoj. Zároveň šlo o revoluci v programování. Do té doby bylo nemyslitelné, že by bylo možné komplexní, výkonné a složité programy psát jinak než v Asembleru. Název projektu byl původně Unics, ale časem došlo na jeho přejmenování na Unix. Do historie vývoje systému vstoupil zcela zásadně antimonopolní úřad v USA, který donutil AT&T (vývojářskou společnost), aby systém přenesla na univerzitní prostředí, a tak se v podstatě vzdala jejího vývoje. Tím vznikl systém BSD; a současně se mohly objevovat, např.  Mac OS (dříve System 6, respektive 7) nebo Linux.

Z pohledu historie je důležité, s jakou koncepcí systém Unix přišel. Definoval totiž to, co bychom mohli dnes označit za základ operačních systémů v moderním slova smyslu:

  • Podpora spouštění více aplikací současně (multitasking) - je dobré říci, že s tímto přišel až Windows 1.0 v roce 1985.

  • Má hierarchický systém souborů – to od něj přebírají všechny moderní operační systémy.

  • Podporuje více uživatelských účtů.

  • Téměř vše je soubor, který je možné otevřít v textovém editoru.

  • Přichází s myšlenkou propojení více programů pracujících na jedné činnosti (když otvírám soubor z textového editoru, mohu u toho užít klienta správce souborů z OS atp.).

  • Přichází s vrstevnatou strukturou operačního systému (má jádro, ovladače, aplikace,...)

Mimo to byl zaměřen na zpracování textu a DTP, což představovalo velkou oblast jeho rozšíření. Z programátorského hlediska bylo také důležité, že se snažil vše řešit co možná nejjednodušeji. Díky tomu bylo možné nějaký operační systém vůbec vyvinout a rozumným způsobem rozšiřovat. Až do dnešních dní přežívá Unix ve svých přímých následnících – ať již jde o univerzitní větev OpenBSD, FreeBSD či komerční aplikace jako je Solaris (dnes OpenSolaris), HP-UX a další.

Celkově je možné říci, že Unix svým přístupem značně předběhl dobu a definoval to, co dnes považujeme za operační systém. Na tomto místě se tak naskýtá otázka, proč se masověji nerozšířil také na osobní počítače. Odpovědí je hned několik. Předně je zde skutečnost, že za rozvojem PC stojí IBM, která od počátku spolupracovala s Microsoftem. Dalším důvodem byla orientace na akademické a náročné prostředí a vysoká cena. Ač byl systém Unix nepochybně mnohem vyspělejší než MS DOS, nedokázal své možnosti vhodným způsobem "prodat". V tomto ostatně spočívá genialita Billa Gatese – nikoli ve schopnosti vytvořit dokonalý a moderní program, ale ve schopnosti jej prodat.

 

CP/M

CP/M byl operační systém který vycházel z Unixu a stal se inspirací pro MS DOS. Byl určený pro 8-bitové procesory, jako byl Intel 8080, 8085 či Motorola 68000. Aplikace bylo možné vytvářet v Pascalu, Basicu a dalších programovacích jazycích. Jeho přínosem například bylo, že zaváděl konvenci osmiznakového jména souboru a trojznakové přípony spolu s označováním diskových jednotek písmeny, což právě DOS strikně vyžadoval. Původně se očekávalo, že půjde o standardní operační systém pro IBM PC, ale nedošlo ke vzájemné dohodě mezi DRI (který systém vyvíjelo) a IBM, takže CP/M nakonec skončil v propadlišti dějin.

 

MS DOS

Pokud se dnes hovoří o historii operačních systémů, stále si většina žáků vybaví DOS (Disk Operating System). Nešlo o jeden operační systém, ale o celou rodinu, která se postupně zlepšovala a vyvíjela. První verze se objevila v roce 1981 a poslední v 1995. Současně je třeba říci, že operační systémy Windows byly (až do verze ME) na DOS postaveny.

Šlo o jednoduchý jednouživatelský systém, který uměl pracovat jen s jednou aplikací současně. Byl plně textový a ovládal se pomocí příkazového řádku. Postupně se začaly objevovat různé nástavby, které práci s ním učinily rychlejší a pohodlnější (M602, Norton Commander...). Tento operační systém měl řadu nevýhod – od omezení práce s pamětí až po bezpečnost, kterou nijak speciálně neřešil, což mělo za následek velké rozšíření virů. Také souborový systém FAT 16 nebyl právě optimálním řešením pro organizaci dat na disku.

Šlo ale o zcela dominantní systém pro PC a řada výrobců se snažila k němu nabídnout nějakou alternativu. Asi nejznámější jsou pokusy IBM PC-DOS. Je paradoxní, že společnost, která umožnila rozvoj tohoto operačního systému, usilovně hledala alternativy k tomu, jak se závislosti na něm zbavit. Nutno říci, že nepříliš úspěšně. Mezi další varianty patří FreeDOS, NX-DOS a řada dalších.

FreeDos
Příkazový řádek textového terminálu FreeDOSu
By (of program) Jim Hall and others, (of screenshot) Krzysztof Burghardt, (Own work (own screenshot)) [cit. 2013-04-12]. Dostupný pod licencí Public domain na Wikimedia Commons: http://goo.gl/Ukq9v

 

Závěrem

V první části článku jsme se pokusili ukázat cestu, která vedla ke vzniku operačních systémů a možnosti, které operační systémy nabízely. Zvláštní důraz byl kladen na Unix, který dodnes představuje určitý standard toho, jak by měl moderní operační systém vypadat i fungovat, i když v řadě konkrétností (zabezpečení, grafické prostředí) se značně od soudobých systémů liší. Žák by si také měl po této části uvědomit, že v oblasti IT často nerozhoduje jen nejlepší technologie, ale řada dalších vlivů, jako je náhoda či obchodní schopnosti jednotlivých osob.

V dalším díle se podíváme na X Window System jako na univerzální model grafického rozhraní a zmíníme se o operačních systémech Windows i Linux.

Zařazení do seriálu: Tento článek je zařazen do seriálu Historie operačních systémů.

Ostatní články seriálu:

Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
 
INFO
Publikován: 16. 04. 2013
Zobrazeno: 7880krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 3

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku : 4
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
2 uživatelé Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
ČERNÁ, Monika. Historie operačních systémů: Sálové počítače, Unix, DOS. Metodický portál: Články [online]. 16. 04. 2013, [cit. 2019-10-20]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/c/G/15439/HISTORIE-OPERACNICH-SYSTEMU-SALOVE-POCITACE-UNIX-DOS.html>. ISSN 1802-4785.
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře RSS komentářů článku
1.Autor: Recenzent1Vloženo: 16. 04. 2013 09:33
Tímto článkem autoři doplňují seriál Historie operačních systémů. Dle mého názoru je seriál velmi hodnotný, přináší množství systematicky utříděných informací, které jsou navíc podané stručně a přehledně.
1.Autor: Jiří ŠamánekVloženo: 17. 04. 2013 00:09


Předesílám, že nejsem pedagog, ale od roku 1972 až posud programátor.

Dovolil bych si upozornit na některé nepřesnosti v článku.

Důvod neexistence operačních systémů v tom, že neexistoval vyšší programovací jazyk, je celkem úsměvný. Naopak, první operační systémy byly psány přímo v jazycích symbolických adres - assmblerech - jež přesně kopírovaly strukturu binárního kódu. U nás třeba MOS pro EC-1021. Vyšší programovací jazyky s tím taky neměly nic společného - zárodky operačních systémů lze hledat zejména v zjednodušení obsluhy periférií (aby se to nemuselo programovat pořád dokola), hospodaření s interní a externí pamětí, správě souborů a zjednodušení obsluhy počítače vůbec. Ovšem důvod, jež je v článku uváděn jako důvod vzniku operačních systémů - nebylo možné tyto složité konstrukce stále přepisovat do nižších jazyků (Asembler) - byl důvodem pro vznik vyšších jazyků a jejich překladačů (do binárního kódu), nikoliv OS. Překladače ovšem obecně nejsou součástí OS jako takového.

První operační systémy se začaly objevovat nikoliv v sedmdesátých letech, nýbrž již koncem padesátých let - říkalo se jim tehdy monitory. V šedesátých letech pak vznikaly už systémy se zárodky multitaskingu - říkalo se tomu spooling - třeba IBM DOS/360 z roku 1966, IBM MFT z roku 1967. V sedmdesátých letech pak VMS, Multics a dodnes známý Unix. To vše na sálových počítačích.

Dál je článek omezen jen na personální počítače, což nekoresponduje s nadpisem. Příchodem PC sálové počítače a jejich OS nezanikly!

2.Autor: Pavlína HublováVloženo: 17. 04. 2013 08:38

Vážený pane Šamánku, děkujeme za doplnění a konstruktivní kritiku. Autorovi předáme.

3.Autor: Mgr. Bc. Michal ČernýVloženo: 19. 04. 2013 09:03

[Jiří Šamánek] Dobrý den, celý seriál je zaměřený na osobní počítače, což tady není bohužel explicitně řečené.

Součástí generických komponent operačního systému je interpret příkazů, což nějaký překladač obvykle vyžaduje. Osobně nevím, zda označovat "operační systémy" padesátých a šedesátých let takto, nebo spíše jako frameworky, protože řadu charakteristik z moderních definic operačního systému splňují jen částečně.

Děkuji moc za cenné poznámky.

Vložit komentář:

Pro vložení komentáře je nutné se přihlásit.