Základní definice
Operační systém (OS) je v informatice označení pro základní programové vybavení počítače (tj. software), které je zavedeno do paměti počítače při jeho startu a zůstává v činnosti až do jeho vypnutí.
Skládá se z
- jádra (kernel)
- a pomocných systémových nástrojů.
Hlavním úkolem operačního systému je zajistit uživateli možnost ovládat počítač a přidělování systémových zdrojů (procesor, paměť, přístup k souborům atd). Operační systém umí provádět různé úkoly najednou (multitasking). Operační systém je dnes přítomen v různých přístrojích jako je mobilní telefon, herní konzole, pokladna, soustruh, řídící servery a mnoho dalších. Mezi nejznámější zástupce OS patří Microsoft Windows, Linux a macOS, ale existuje je jich mnoho dalších.
Historie
První počítače operační systém neměly. První OS byly dodávány k sálovým počítačům (mainframe). V roce 1967 byl firmou IBM vydán operační systém MFT, který poprvé podporoval v omezené míře multitasking.
Typy operačních systémů
Neexistuje univerzální operační systém, který by mohl splnit všechny požadavky, protože mnoho z požadavků je protichůdných. U některých zařízení je dokonce operační systém nežádoucí (např. řízení kávovaru, některé vestavěné systémy).
Desktop
Desktop je počítač sloužící uživateli na stole. Patří mezi ně osobní počítače (PC, Mac Pro, notebooky). Cílem systému je nabídnout jednoduchost, univerzálnost, práci s mnoha aplikacemi. Mezi nejznámější operační systémy pro desktopové počítače patří Microsoft Windows, MacOS a Linux. Existuje jich ale celá řada.
Mobilní zařízení
Mobilní zařízení jsou konstruována jako přenosné počítače. Cílem systému pro mobilní zařízení je snadnost obsluhy v terénu (z ruky), úspora energie akumulátoru, univerzálnost – telefonování, e-mail, Internet, sociální sítě, specializované aplikace (bankovní, navigační), bezpečnost (v případě krádeže, útoku) atd. Mobilních zařízení je na světě už více než klasických desktopových počítačů a dále se jejich počet zvyšuje. Tím vzrůstá důležitost systémů pro takové počítače, mezi které patří Android a iOS.
Servery
Servery jsou vysoce výkonné obsluhují uživatele Internetu a provádějí složité výpočty. Cílem systému je nabídnout vysoký výpočetní výkon, snadnou údržbu, odolnost proti počítačovým útokům, možnost úpravy systému, škálování. Mezi nejpoužívanější systémy patří Linux a servery z řady Windows NT.
Další pojmy
Řízení v reálném čase
Pro řízení chodu některých strojů (např. motor automobilu) jsou používány počítače, jejichž cílem je co nejrychlejší reakce na probíhající události. Jsou pro ně vyvíjeny speciální operační systémy reálného času. Do této kategorie by mohly patřit i systémy řídící virtuální realitu.
Multitasking
Multitasking je současná práce několika nezávislých počítačových programů ve stejném počítači ve stejném čase.
Ovladače
Většina operačních systémů potřebuje pro správnou funkci některých komponent počítače (hardwaru) doplňkový (podpůrný) software – tzv. ovladač pro správnou funkci tohoto hardware.
Bezpečnost
Většina dnešních operačních systémů má spuštěn nějaký bezpečnostní systém. Rozlišujeme dva typy:
- vestavěný – integrovaný přímo v operačním systému
- instalovaný dodatečně
Uživatelské rozhraní operačních systémů
Rozlišujeme dva základní typy uživatelského rozhraní (ovládací prostředí):
- grafické uživatelské rozhraní (GUI – Graphical user interface)
- ovládání přes tzv shell – příkazový řádek
Funkce operačního systému
Operační systém plní tři základní funkce:
- ovládání počítače
- abstrakce hardware
- a správa prostředků
Ovládání počítače
Při definici operačního systému se obvykle omezuje ovládání počítače na schopnost spustit program, předat mu vstupní data a umožnit výstup výsledků na výstupní zařízení. Někdy je však pojem operační systém rozšířen i na grafické uživatelské rozhraní, což může být z důvodů marketingových, ale i problému nejasné hranice mezi operačním systémem a aplikacemi.
U systémů, které disponují jediným grafickým rozhraním (Microsoft Windows, Symbian OS, …) je často grafické rozhraní zahrnováno do operačního systému. U systémů, kde je uživatelské rozhraní možné vytvořit několika nezávislými způsoby nebo různými aplikacemi, je běžné nepovažovat ho za součást systému (unixové systémy).
Abstrakce hardware
Operační systém skrývá detaily ovládání jednotlivých zařízení v počítači (tzv. hardware) a definuje standardní rozhraní pro volání systémových služeb[1] tak, že vytváří abstraktní vrstvu s jednoduchými funkcemi (tzv. API), které využívají programátoři aplikací. Tím nejen zjednodušuje programátorům vytváření programů, ale umožňuje programům pracovat i se zařízeními, které v době vzniku programu neexistovaly (například z hlediska programátora není rozdíl mezi otevřením souboru na pevném disku, CD, DVD, flash, síťovém disku nebo Blu-ray). Někdy je uvnitř operačního systému vytvářena podobná abstraktní mezivrstva, která usnadňuje programování ovladačů jednotlivých zařízení (tzv. HAL, anglicky Hardware Abstraction Layer).
Správa prostředků
Operační systém přiděluje spuštěným procesům systémové prostředky (operační paměť, procesor, pevný disk, vstupně-výstupní zařízení). V případě potřeby může operační systém procesům přidělené prostředky násilně odebrat (preempce). Operační systém využívá schopnosti procesoru k ochraně sebe samého, ale i k oddělení pracovního prostoru jednotlivých procesů.
Příklady operačních systémů
- Windows
- Unix a systémy založené na Unix
- MacOS
- iOS
- Linux (známe mnoho OS založených na tomto systému jako je Debian, Fedora, Ubuntu, Raspbian a mnoho dalších
- DOS
- jiné – Android, BlackBerry, Chrome OS a mnoho dalších
