Operačný systém je teda programové vybavenie, ktoré sprostredkúva všetkým ostatným programom základné operácie počítača. Operačný systém je prostredníkom medzi programami a Hardware-om počítača, je schopný plniť aj organizačnú funkciu - rozhoduje, koľko pamäte dostane program pre svoj beh, ktorú časť pamäte obsadí. kedy mäže môže program pracovať s periférnymi zariadeniami, kde môže program niečo zapísať alebo čítať z disku .....
Operačný systém (angl. operating system) je teda Software, ktorý ostatným programom umožnuje využitie systémových prostriedkov počítača, ale ktorý zároveň všetky tieto prístupy strikne riadi.
Operačný systém v užšom zmysle je základnou súčasťou softvéru každého (osobného) počítača – je to skupina programových produktov (programov a údajov), ktorá zabezpečuje čiastočne alebo úplne tieto funkcie:
• komunikácia s užívateľom prostredníctvom periférnych zariadení
• prideľovanie prostriedkov systému užívateľom alebo aplikáciám
• prideľovanie času užívateľom (tzv. timesharing) alebo aplikáciám (multitasking)
• organizácia programov a súborov na vonkajších pamäťových médiách (príkazový systém umožňujúci vytváranie, editovanie, prezeranie, kopírovanie, premenovávanie, mazanie, zálohovanie, komprimovanie a ďalšie operácie so súbormi)
• vytváranie a spúšťanie užívateľských programov (pod prekladačmi vyšších programovacích jazykov), ich spájanie s existujúcimi programovými knižnicami
• diagnostické funkcie - autokontrola systému, možnosť analýzy a odstraňovania chýb
• zabezpečovanie funkcie - ochraňuje systém proti strate údajov pri výpadku napätia, proti neoprávnenej alebo neodbornej manipulácii, ktorá by mohla poškodiť programové produkty
• komunikácia s inými systémami (počítačmi) v sieti - pri použití sieťových operačných systémov
OS je teda zjednodušene súbor programov, ktorý riadi a kontroluje činnosť hardvéru, ale aj softvéru v počítači, stará sa o efektívne využitie operačnej pamäte a procesora, o optimálnu komunikáciu medzi všetkými používanými technickými aj programovými prostriedkami.
Tieto funkcie operačného systému sú zabezpečované celou skupinou relatívne samostatných „nástrojov“, ktoré sa dajú kombinovať – programových modulov.
Vo všeobecnosti rozoznávame tieto súčasti operačného systému:
• Jadro (exekutíva = výkonná časť) operačného systému – táto časť je rezidentne umiestnená v pamäti; vykonáva najzákladnejšie funkcie v operačnom systéme.Spravidla vie obsluhovať pamäť, niektoré základné hardwarové komponenty počítača a vie spúšťať a plánovať beh procesov. S pomocou ovládačov vie jadro pracovať s ľubovoľným hardvérom na počítači (grafické, zvukové, sieťové karty, disky...). podľa potreby sa inicializuje alebo nahráva do pamäte ostatné dôležité časti operačného systému
• Monitor operačného systému (od slova monitorovať = sledovať) – tiež nazývaný interpreter príkazov; zabezpečuje komunikáciu systému s užívateľom. Prijíma a analyzuje impulzy z klávesnice, zisťuje význam systémových príkazov, vypisuje príslušné odozvy a oznamy na zobrazovacie (výstupné) zariadenie, ...
• Ovládače (drivery) – obslúžné programy vstupno-výstupných zariadení.
OS má niekoľko „vrstiev“.
• Najnižšiu – fyzickú tvorí hardware počítača.
• Sním komunikujú programy označované ako „firmware“ – BIOS (Basic Input Output System),EFI (Extensible Firmware Interface) ,ktoré sprostredkúvajú komunikáciu medzi HW a Operačným systémom.
• Nad nimi je postavený samotný operačný system.
• Na operačnom systéme sú postavené vyššie „logické vrstvy“ operačného systému - tzv. APLIKÁCIE. Tie majú vytvorené pracovné prostredie - nazývané žívaťeľské rozhranie (User Interface).
Dokonalejšie systémy (napr.Windows) môžu navyše obsahovať ďalšie systémové (programové) prostriedky:
• textový editor, štandardný prekladač assembleru a vyšších programovacích jazykov
• knižnice štandardných podprogramov pre podporu užívateľských aplikácií
• linkovací program na spájanie užívateľských programov s knižnicami
• služobné programy pre manipuláciu so súbormi na diskových mechanikách
• služobné programy pre diagnostiku a správu systému
• programy pre sieťovú komunikáciu, ako je prenos správ, údajov, súborov, elektronická pošta
• emulátory iných systémov alebo komunikačných prostriedkov (počítač sa „tvári“, akoby pracoval pod iným systémom).
Klasifikácia počítačov
Podľa jadra na:
• jednoužívateľské,
• viacužívateľské (multiterminálové, sieťové),
• jednoúlohové
• viacúlohové (umožňujúce multitasking čiže zdanlivý súčasný beh viacerých aplikácií naraz).
Podľa uloženia systému:
• pamäťovo rezidentné (pre jednoduché mikropočítače, kde je celá exekutíva (výkonná časť) pevne umiestnená v pamäti ROM)
• diskovo orientované operačné systémy, ktorých programové moduly sú umiestnené na diskových médiách a podľa potreby sú nahrávané do operačnej pamäte.
Podľa určenia:
• univerzálne operačné systémy
• systémy špecializované na konkrétny účel – vývojové, riadiace, komunikačné, diagnostické a pod.
Multitasking
Je spracovávanie viacerých programov súčasne. Jeho nasadenie prinieslo oproti spracovaniu - singletasking - veľmi výrazné zrýchlenie.
Táto technológia sa dnes používa v každom počítači. Práca samotného počítača je je stále sekvenčná (principiálne - na počítači s jedným processorom môže v každom momente bežať iba jeden program), a teda naraz sa môže spracovávať len jedna úloha. Ostatné sú uspané, alebo čakajú na dokončenie operácie s pomalším zariadením. Operačný systém riadi - uspávanie a prebúdzanie úloh v čo najefektívnejšom poradí, ale zároven dohliada, ktoré sú zž obsadené inými programami a nedovoliť ostatným programoom, aby s nimi manipulovali.
Multiuser (viacpoužívateľov)
Práca viac používateľov na jednom počítači. Táto funcia počítačov priamo súvisí s rozvojom Multitasking-u.
OS sa inicializuje vždy, keď sa spustí alebo resetuje počítač (načíta sa do pamäte – tomuto procesu sa hovorí bootovanie), a umožňuje nám vykonávať obsluhu prostriedkov počítača pomocou svojich príkazov, ako sú napr. zmena diskovej mechaniky, prezretie obsahu, spustenie programu, vytlačenie súboru na tlačiareň, kopírovanie a vymazávanie programov z jednotlivých mechaník.
U osobných počítačov sa dnes najčastejšie používajú operačné systémy Windows, v menšej miere MAC OS X, Linux.
Druhy operačných systémov.
Súborový systém
Súborový systém je spôsob ukladania a organizovania počítačových súborov a dát, ktoré obsahujú tak, aby k nim bol umožnený jednoduchý prístup. Súborový systém môže používať počítačové záznamové zariadenie ako pevný disk či CD-ROM a zaoberať sa fyzickým umiestnením súborov, alebo môže byť virtuálny a existovať iba ako príspupová metóda k virtuálnym dátam alebo prístupu cez sieť (napr. NFS).
Formálne môžeme povedať, že súborový systém je sada abstraktných dátových typov implementovaných za účelom ukladania, hierarchickej organizácie, prístupu, manipulácie, navigácie a získavania dát.
Typy súborových systémov
Diskové súborové systémy
Diskový súborový systém je určený na ukladanie súborov na záznamových zariadeniach, najčastejšie pevných diskoch, ktoré môžu byť priamo alebo nepriamo pripojené k počítaču.
Príkladmi sú FAT, NTFS, ext2, ISO 9660, ODS-5 a UDF.
Niektoré súborové systémy sú tiež žurnálovacie (ext3, reiserFS, XFS, JFS) alebo používajú verzie.
Sieťové súborové systémy
Sieťový súborový systém (tiež známy ako distribuovaný súborový systém) je súborový systém, kde sa k súborom pristupuje prostredníctvom siete, prípadne simultánne z viacerých počítačov. V ideálnom prípade by mal byť prístup prostredníctvom siete transparentný.
Príkladmi sú NFS, CIFS, Lustre a Global File System.
Databázové súborové systémy
Novým konceptom správy súborov sú súborové systémy založené na databázach. Namiesto hierarchicky štruktúrovanej správy sú súbory identifikované charakteristikami ako typ súboru, názov, téma, autor a podobné metadáta. Tak je možné hľadanie súborov formulovať ako SQL dotaz alebo v prirodzenej reči.
Príklad na obrázku napravo ukazuje výsledky vyhľadávania dotazu „Filmy režírované Stevenom Spielbergom“. Príkladmi sú BFS, GNOME Storage a WinFS.
File Allocation Table - FAT
File Allocation Table, skrátene FAT, je čiastočne patentovaný súborový systém, ktorý sa používal v prvých 16/32-bitových verziách operačného systému Microsoft Windows a v systéme MS-DOS. Existuje niekoľko verzií systému FAT, napríklad FAT12, FAT16 a FAT32. Systém FAT32 sa používal od Windows 95 OSR2 až po Windows ME. Súborový systém FAT je relatívne jednoduchý a je podporovaný všetkými operačnými systémami pre PC. Táto vlastnosť ho činí vhodným pre použitie na disketách, flash diskoch a pamäťových kartách, ako schodnú cestu na prenášanie dát medzi rôznymi operačnými systémami. História
Súborový systém FAT bol vytvorený Billom Gatesom a Marcom McDonaldom v roku 1977. V auguste 1980 Tim Paterson začlenil FAT do operačného systému 86-DOS.
FAT 12
Prvá verzia FAT bola nazvaná FAT 12. Mala množstvo obmedzení: adresy clusterov boli 12 bitové (to obmedzovalo počet clusterov na 4096) a počet sektorov disku bol daný ako 16 bitové číslo, čo obmedzovalo veľkosť disku na 32 MiB
NTFS
NTFS (New Technology File System) je moderní souborový systém vyvinutý společnostmi Microsoft a IBM, která jej poprvé zavedla do svého operačního systému Windows NT.
Vlastnosti
NTFS byl navržen jako nativní souborový systém pro Windows NT a (zejména oproti zastaralému filesystému FAT) obsahoval spoustu novinek:
• žurnálování – všechny zápisy na disk se zároveň zaznamenávají do speciálního souboru, tzv. žurnálu. Pokud uprostřed zápisu systém havaruje, je následně možné podle záznamů všechny rozpracované operace dokončit nebo anulovat a tím systém souborů opět uvést do konzistentního stavu.
• ACL (Access Control List) – podpora pro přidělování práv k souborům
• kompresi na úrovni souborového systému
• šifrování
• kvóty
• dlouhá jména souborů (ve FAT původně nebyla a ve Windows 95 je bylo třeba doplňovat značně komplikovaným způsobem)
• hardlinky, symlinky – odkazy na soubory na úrovni filesystémů, známé z operačních systému UNIX. Windows pro editaci tohoto typu odkazů nemají standardní uživatelské rozhraní, ale umí je interpretovat a také je používají (Distribuovaný systém souborů na Windows server 2003 apod.).
Struktura NTFS
NTFS používá 64-bitové adresy clusterů, takže diskový oddíl může být větší než u FAT (která ve své poslední verzi používala efektivně 28bitové adresování) a to konkrétně až 16 EB (což odpovídá přibližně 17 × 10^9 TB). Celý systém je řešen jako obří databáze, jejíž jeden záznam odpovídá souboru. Základ tvoří 12 systémových souborů, tzv. metadat, které vznikají bezprostředně po naformátování svazku.
• $Logfile je již výše zmíněné žurnálování;
• $MFT (Master File Table) je tabulka obsahující záznamy o všech souborech, adresářích a metadatech (jelikož $MFT je soubor, je i informace o něm v této tabulce); Nachází se hned za boot sektorem; jelikož se jedná o soubor, lze jej teoreticky fragmentovat (prakticky je tomu zamezeno), avšak aby se tomu předešlo, systém kolem něj udržuje zónu volného místa
• $MFTMirr je soubor, zajišťující bezpečnost dat; nachází se uprostřed disku, obsahuje prvních 16 záznamů $MFT; pokud je $MFT z nějakédo důvodu poškozená, použije se tato kopie;
• $Badclus drží seznam známých vadných clusterů, které znovu nebudou použity; pokud nastane chyba při čtení dat, systém označí clustery za špatné a $Badclus se aktualizuje;
• $Bitmap je jednorozměrné pole bitů, které slouží ke sledování volného místa; když je bit 0, je volný a v opačném případě použitý;
• mezi další patří $Boot, $Volume, $AttrDef, $Quota, $Upcase, $Extend a . (kořenový adresář disku); NTFS je flexibilní – všechny jeho soubory (včetně speciálních, s výjimkou boot sektoru) se dají přesunout.
Zajímavé atributy souborů
Soubory mohou mít mnoho atributů; jejich definice obsahuje soubor $AttrDef. V různých verzích se atributy liší, teoreticky je dokonce možné přidávat si vlastní. Klasický soubor má mj. tyto atributy:
• $FILE_NAME – struktura pro jméno souboru. Kromě něj obsahuje i velikost, reference na nadřízený adresář a různé příznaky.
• $SECURITY_DESCRIPTOR – přístupová práva k souboru
• $DATA – vlastní obsah souboru
AdresářeAdresáře jsou v NTFS pojaty jako speciální druh souborů; používají jiné druhy atributů. Na disk jsou vkládány jako B-stromy (což zrychluje vyhledávání) se jmény souborů a odkazy na jejich záznamy v MFT.
Aktuální NTFS verze 5.0
Součástí operačního systému Windows 2000 se, mimo jiné, stala aktualizovaná verze souborového systému NTFS verze 5.0, kterou plně využívá také aktuální operační systém Windows XP. Pokud chcete používat NTFS verze 5.0 také ve starším systému Windows NT 4.0, musíte mít na daném počítači nainstalován Service Pack 4 (servisní balíček číslo 4), který obsahuje aktualizovanou verzi ovladače NTFS.
K hlavním novinkám systému NTFS 5.0 patří:
• Diskové kvóty (Disk quotas) - Systémový administrátor může, konečně, přidělit každému uživateli pevně ohraničený prostor, který tento uživatel může využívat pro svoje data.
• Šifrování (EFS) - Souborový systém nyní umožňuje automatické šifrování a dešifrování dat při jejich zápisu na disk a opětovném čtení.
• Řídké soubory (Sparse Files) - Tato vlastnost umožňuje vytvářet v souborovém systému obrovské soubory, které neobsahují žádná data. Prostor pro určený soubor je však plně vyhrazen a je využíván podle aktuální potřeby.
ReiserFS
ReiserFS je souborový systém vyvinutý firmou Namesys (vedenou a vlastněnou Hansem Reiserem). V současné době je podporován operačním systémem Linux, ale vzhledem k otevřenosti kódu může být podpora zabudována i dalších systémů (existuje již implementace pro Windows). ReiserFS byl vůbec první žurnálovací souborový systém, který byl přidán do jádra Linuxu (ve verzi 2.4.1).
V té době nejvyzdvihovanější výhodou před v té době nejpoužívanějším ext2 byly žurnálovací fukce na záznam změn v struktuře souborů. To umožnilo snadnou obnovu bezchybného stavu systému souborů po nenadálém výpadku (jako je pád systému nebo hardwarový reboot). Žurnálování rovněž snižuje nebezpečí chybných záznamů a nutnost provádění zdlouhavých testů integrity). ReiserFS používá strukturu vyváženého stromu (B+ Tree), která umožňuje rychlou správu velkého množství malých souborů.
Po uvedení souborového systému Reiser4 se ReiserFS občas nazývá Reiser3.
Nevýhodou tohoto filesystému například oproti ext3 je dlouhá doba „mountování“ a dlouhé prodlevy čtení/zápis u velkých datových kapacit (více jak 200GB).
Windows
Microsoft Windows je řada grafických multitaskingových operačních systémů společnosti Microsoft. Až na výjimky jsou určené pro osobní počítače (PC) s procesory Intel kompatibilními; kombinace tohoto hardware a systémů Microsoft Windows se někdy nazývá platforma Wintel.
Microsoft uvedl první Windows na trh v roce 1985, tehdy jen jako nadstavbové grafické uživatelské prostředí (GUI; odtud i název - „okna“) nad svým tehdejším standardním operačním systémem MS-DOS . První verzí, která došla mezi dobovou konkurencí podobných produktů skutečného rozšíření mezi uživateli, byla verze 3 (1990).
Následně vývoj pokračoval ve dvou větvích: větví Windows NT (New Technology - nová technologie), která byla samostatným operačním systémem částečně odvozeným od OS/2 byla určena k profesionálnímu použití a větví Windows 95 pro domácí uživatele, která byla stále založena na DOSu a byla známá nízkou stabilitou.
Vývoj větve NT pokračoval do verze 4.0. Následně Microsoft vydal verzi Windows 2000, která je pokračováním větve NT, nicméně měla spojovat i některé vlastnosti verzí 95 a 98. Příslib, že tím dojde ke spojení obou větví, ale nebyl naplněn a Microsoft uvedl dílčí vylepšení verze 98 pod názvem ME (Millennium Edition - vydání k novému tisíciletí). V roce 2001 Microsoft vydal verzi Windows XP (eXPerience - zkušenost, zážitek), která je vylepšením Windows 2000; s vývojem řady 9x již nepokračuje.
Dalším pokračovatelem řady NT je verze Windows Server 2003, určená pro serverové nasazení, a Windows Vista (známá také pod kódovým označením Longhorn), navazující na Windows XP.
Mimoto existuje řada Windows určená pro malé kapesní počítače (PDA) a jiné elektronické přístroje označovaná původně CE (často se uvádí výklad Consumer Electronics - spotřební elektronika nebo Compact Edition - kompaktní vydání, ale Microsoft popřel, že by šlo o záměrnou zkratku). Dříve se tato řada jmenovala Windows Pocket PC Edition, později došlo k přejmenování na Windows Mobile.
Linux
Linux je viac [lohov7 a viacpožívateľský operačný systém, ktorý je free. Je ho možné šíriť bez obáv z porušenia autorských práv, ale sa šíri vrátane zdrojových kódov. A tie si môžeme spokojne upravovať podľa svojich potrieb.
Je založený na operačnom systéme Unix.
Moderní operační systém
Linux je moderní operační systém (OS), jehož ovládání je stejně přívětivé jako u jiných systémů a který obsahuje velké množství ovladačů pro nejrůznější standardizovaný hardware.
Najdete v něm podporu pro širokou škálu USB zařízení, podporu Bluetooth a IrDA, akcelerovaných grafických karet (nVidia, ATI a další), disků SATA i ATA, vypalovacích mechanik a mnohého dalšího. Linux byl první dostupný operační systém běžící na PC v 64bitovém módu a běžně podporuje víceprocesorové počítače.
Bezpečný - bez virů a spywaru
Na Linuxu není zpravidla nutné používat žádný komplikovaný zabezpečovací nebo antivirový systém.
Linux je sám o sobě velmi dobře zkonstruován a odolává mnoha známým bezpečnostním komplikacím (např. virům). Aktualizace systému jsou dostupné zdarma a včas každému bez rozdílu.
Zcela ovladatelný
Linux neodesílá žádné citlivé informace bez vašeho vědomí. V naprosté většině případů systém nevyžaduje restart k projevení změn.
Chování Linuxu je za každých okolností předvídatelné, ovladatelné a dohledatelné. S Linuxem se nedostanete do situace, kdy byste nemohli přijít na to, co a jak systém nebo aplikace dělá. Všechny služby, které na systému běží, máte plně pod kontrolou. Kancelářské nástroje (Office)
Mezi aplikacemi každé větší linuxové distribuce najdete kancelářský balík, tzv. office.
Nejčastěji se pak jedná o OpenOffice.org, obsahující všechny kancelářské nástroje, na které jste zvyklí - editor textů (Write), tabulkový procesor (Calc), nástroj pro tvorbu prezentací (Impress), grafický editor (Draw), editor matematických rovnic (Math) a v nejnovější verzi i databázi (Base).
Velké množství aplikací
V každé linuxové distribuci naleznete velké množství nejrůznějších aplikací.
Prohlížeče internetu, přehrávače multimédií, kancelářský software, poštovní klienty, nejrůznější editory (včetně grafických i 3D), programovací nástroje (IDE, kompilátory), komunikační nástroje (ICQ, Jabber apod.), hry a další - které jsou schopny uspokojit všechny běžné potřeby při práci s počítačem. Přesto vás ale neomezuje pouze na tyto jako jediné možné, ale umožňuje vám vybrat si ty, které vám nejvíce vyhovují. Naprostá většina těchto aplikací je k dispozici zcela zdarma.
Pokud hledáte vhodnou náhradu aplikací zkuste se podívat do naší tabulky ekvivalentních aplikací.
Variabilní a přizpůsobitelnýv
Linux lze výkonově i vzhledově přizpůsobit každému požadavku.
Linux je možné používat na velkém množství zařízení od PDA, přes notebooky, stolní počítače až po specializované servery. Díky jeho založení však není potřeba se na každém učit novému zacházení. Stále se jedná o principiálně stejný systém. Flexibilita Linuxu umožňuje, že při změně hardwaru nebo celého počítače nemusíte přeinstalovávat celý systém.
Víceuživatelský a víceúlohový
Nemusíte se přihlašovat a odhlašovat při administraci systému. Pracovat může i několik lidí najednou.
Na Linuxu může existovat a pracovat velké množství uživatelů, a to i zároveň. Uživatelé mohou sdílet stejnou plochu, stejně tak jako mít svoji plochu zcela oddělenou. Při administraci systému není třeba se odhlašovat a znovu přihlašovat, i když běžně nepracujete jako administrátor. Na Linuxu může běžet zároveň velké množství aplikací od různých uživatelů.
Vzdálená správa a použití
Na Linuxu je možné pracovat vzdáleně, a to mnoha různými způsoby.
Z příkazové řádky, v kompletním grafickém rozhraní, nebo spuštěním konkrétní aplikace. Pomocí vzdálené správy vám váš zkušenější kolega nebo kamarád může snadno pomoci s každým problémem, který řešíte. V rámci Linuxu si můžete na svém počítači spustit nejrůznější druhy služeb jako např. webový (HTTP) nebo souborový (FTP) server. Nikdo vás však nenutí tyto služby pouštět a využívat. Kvalifikovaná podpora a dokumentace
S Linuxem pracuje na celém světě velké množství lidí, včetně odborníků, kteří jsou ochotni se s vámi podělit o svoje zkušenosti. Většinu dokumentace naleznete na internetu.
A to ať už v rámci různých stránek, v diskusních fórech nebo v nejrůznější veřejně publikované dokumentaci, která je mnohdy už součástí vašeho systému. Řešení většiny svých problémů tak naleznete na internetu, nemusíte se nikde doprošovat, za nic platit. Odměnou všem ostatním bude to, že jednou vy pomůžete řešit stejný problém někomu jinému. Podporu si ale samozřejmě můžete i koupit jako službu. Dostupný v češtině
Většina aplikací na vás bude mluvit česky.
Ač je angličtina hlavním používaným jazykem, Linux je tzv. mezinárodní. To znamená, že v jedné instalaci můžete mít nainstalované jak kompletní české, tak např. i německé či hebrejské prostředí. Mezi jazyky a prostředími se lze libovolně přepínat. Pro všechny zdarma
V podstatě všechny linuxové distribuce jsou k dispozici zdarma.
Nejsnadněji dostupné jsou ve formě CD nebo DVD obrazů, které lze stáhnout z internetu. Mnohdy si však můžete objednat dodání až domů, a to za cenu poštovného a cenu média. Nebo si můžete koupit krabicové verze, které za mírně vyšší cenu přidávají k samotnému systému různé bonusy, jako jsou tištěné příručky, podporu apod. Pokud chcete, je možné Linux, s cílenou podporou a doplňky, zakoupit u specializovaných distributorů. Je však na vás, zda hodláte za podporu platit. Systém samotný je vždy zdarma. Už nebudete muset přemýšlet nad legálností softwaru nebo výhrůžkami od BSA. Nebudete potřebovat registrační klíč ani ověřování pravosti. Budete moci využívat výhody legálního OS bez jakýchkoli obtěžujících omezení.
