3.2 SISTEMSKA PROGRAMSKA OPREMA

    Sistemska programska oprema je za uporabnika prav tako nepogrešljiva kot strojna oprema. Na svoje delo »čaka" v računalniku, in to najpogosteje  v zunanjem pomnilniku; uporabljamo jo lahko neposredno. Vključuje programe za lažji razvoj in izvrševanje programov. Nekateri sistemski programi predstavljajo samo vmesnik za izvajanje sistemskih klicev, drugi pa so lahko mnogo bolj kompleksni.

Sistemsko programsko opremo v osnovi delimo na (slika 106):

    Vsa našteta sistemska programska oprema je za delovanje računalniških oz. informacijskih sistemov izjemnega pomena, a se bomo v tem poglavju podrobneje posvetili le sistemskim programom za upravljanje računalniškega (informacijskega) sistema, med katerimi so med gotovi najpomembnejšimi operacijski sistemi. Za delovanje računalnika je sprva skrbel izključno človek, imenovan tudi operater. Ko so se pojavili zanesljivejši in tudi zmogljivejši računalniki (še posebno mikroračunalniki), so postala opravila v zvezi z računalniki izredno zapletena in tudi raznolika, zato so jih vse številčnejši uporabniki,  vse težje nadzirali. Potrebno je bilo izdelati posebne nadzorne programe, imenovane monitorji, ki so prevzeli večino operaterjevih nalog.  Uporabnikovo delo se je tako omejilo le na zagon in izklop računalniškega sistema, za vse drugo pa poskrbi močan nadzorni program, imenovan operacijski sistem.

Operacijski sistem je skupek programov, ki upravlja delovanje računalnika; skrbi za normalno delovanje vseh priključenih enot strojne opreme računalnika in delovanje notranjih operacij računalnika  ter za ustrezno povezavo med računalnikom in uporabnikom (slika 107). 

Operacijski sistem ima torej nalogo razbremeniti uporabnika in čim bolj izrabiti zmogljivosti računalnika. To pomeni, da sprejema opravila, ki se tičejo delovanja strojne opreme in programa, ki ga uporabljamo in to od trenutka, ko smo ga vnesli v računalnik, do pridobitve rezultatov in konca dela z njim. Operacijski sistem tako pokliče prevajalni program in sproži prevajanje, prevedeni program shrani v pomnilnik in sproži izvajanje programa samega.
Obseg in zahtevnost operacijskega sistema je odvisna predvsem od velikosti računalnika. Najenostavnejši so operacijski sistemi mikroračunalnikov (seveda glede na medsebojno primerjavo, ne pa dobesedno), zahtevnejši pa so operacijski sistemi zmogljivejših računalniških sistemov, ki npr. skrbijo za vzporedno obdelavo večjega števila programov (porazdeljevanje časa), večjega števila enake ali različne periferne opreme itd.

In kje je shranjen operacijski sistem? V glavnem ločimo dva osnovna načina shranjevanja oz. včitavanja operacijskega sistema:

Če je operacijski sistem razmeroma majhen, kot npr. pri starejših hišnih računalnikih, nekaterih pametnih telefonih, nekaterih procesorsko podprtih medicinskih napravah itd., ga lahko brez težav shranimo v ROM-u. Ko računalnik oz. računalniško podprto napravo vključimo, program v ROM-u požene operacijski sistem, in že nam je le-ta na razpolago, tako da lahko z ukazi operacijskega sistema hitro opravljamo želene naloge.

Pri večini računalnikov (večji računalniki, PC računalniki...) pa je operacijski sistem zapisan na elementu zunanjega spomina (disku), to pa ne zaradi tega, ker ga ne bi mogli spraviti v ROM, temveč tudi zato, da lahko uporabimo novejše, izboljšane verzije operacijskega sistema za določen računalnik (npr. Windows XP, Win 7, Win 8, Win 10...), njihove dopolnitve in posodobitve itd. Seveda pa moramo v ROM-u imeti vsaj krajši program, ki skrbi za nalaganje operacijskega sistema.

    Število operacijskih sistemov stalno narašča. Njihove uporabe se večkrat niti ne zavedamo, saj jih uporabljajo že zelo majhne, na videz enostavne naprave. Razdelimo jih lahko v več skupin, pri čemer lahko posamezen operacijski sistem (OS) pripada več skupinam, in sicer:

    Operacijski sistem ima veliko nalog. Vse po vrsti so zelo pomembne. Nekatere od naštetih nalog so v starejših operacijskih sistemih slabše ali pa sploh niso realizirane. Moderni operacijski sistemi imajo sledeče naloge:

V osebnih računalnikih srečujemo različne operacijske sisteme (slika 108). Pred nekaj deset  leti je bil pri nas pogosto uporabljen operacijski sistem MS-DOS (ang. Microsoft Disc Operating System), ki je v začetnem obdobju popolnoma prevladal pri PC računalnikih (npr. D0S 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 4 itd.; vsaka od njih je prinesla izboljšave in tudi novosti). S pojavom nove družine IBM računalnikov se je pojavil tudi nov operacijski sistem OS/2, ki je v začetku pomenil novo kvaliteto; med prvimi je omogočal večopravilnost, delo s programi, ki so bili pripravljeni za sistem MS-DOS (za takratni čas še kako pomembno) itd. Pomemben in zelo uporabljen je bil tudi operacijski sistem UNIX, ki so ga razvili v firmi Bell Laboratories. Od prve delovne verzije v letu 1971 do danes je postal eden najbolj razširjenih operacijskih sistemov; vgrajen je bil v različne mikro in mini računalnike ter celo super računalnike tipa CRAY. Na njegovi osnovi je in še temelji veliko pomembnih operacijskih sistemov, med njimi tudi MAC OS X, ki je  bil in je še prednameščen na vseh Applovih računalnikih. V zadnjem času je na osebnih računalnikih gotovo najbolj razširjen operacijski sistem Windows (slo. Okna), predvsem zaradi preprostega in intuitivnega grafičnega uporabniškega vmesnika ter široke programske opreme.

3.2.1 Operacijski sistem Windows

    Windows je operacijski sistem, ki že od svoje prve izdaje v letu 1985 (slika 109) temelji na grafičnem okolju - vmesniku (GUI - ang. Grafic User Interface);  omogoča enostavno in hitro delo z računalnikom, celovit nadzor nad računalnikom, lahko ter enostavno uporabljanje programov itd. Z njegovo pomočjo lahko poganjamo druge programe in tako urejamo besedila, rišemo slike, urejamo preglednice, shranjujemo razne podatke, organiziramo delovno okolje po lastni želji in podobno. Pomembna prednost okolja Windows je, da omogočajo delo z več programi hkrati, omogoča enostaven prenos podatkov, delo z okni in ikonami ter prikladno zasnovo uporabo miške. Z miško se premikamo po delovni mizi in le pritiskamo na njene gumbe. Tipkovnico potrebujemo le pri delu z besedilom  in ko odpiramo okna ali ikone ter pri posameznih ukazih.

Windowsi imajo ob programih za organizacijo in vodenje sistema tudi veliko uporabnih programov (Pripomočki), kot npr. programe za risanje (Slikar), pisanje besedil (WordPad), neke vrste rokovnik, poleg drugih programov pa tudi kalkulator, nekaj iger za razvedrilo, programe za osnovno delo z multimedijo, povezave prek modema itd.

Proizvajalec se pohvali, da v grafičnem okolju Windows popolneje izrabljamo sistemsko in programsko opremo, ki jo ima naš računalnik. Programi, ki jih izvajamo hkrati, niso prisiljeni deliti pomnilnika, saj okolje Windows vsakemu od njih omogoča uporabo celotnega pomnilnika, ki mu je potreben. Z enim programom lahko računamo npr. žepnino, z drugim pišemo pismo prijatelju, pregledujemo spiske plošč in kaset, tiskamo vabila za šolsko prireditev itd. Istočasno lahko računamo, tiskamo in pišemo. Število programov, ki jih izvajamo hkrati, je omejeno le z velikostjo pomnilnika.

Grafično okolje Windows omogoča delo z več programi hkrati (večopravilnost), saj je organizirano tako, da vsakemu izvajajočemu programu dodeli nekaj časa za izvajanje (časovno prepletanje). Pri delu z manjšim številom programov sploh ne opazimo, da poleg programa, ki je trenutno aktiven, poteka še kak drug program. Če imamo odprtih več programov, upočasnitev zaznamo, še posebno pri računalnikih, ki delujejo z manjšimi hitrostmi.

    Prenos podatkov med programi je v okolju Windows enostaven. V programu za risanje slik (Slikar) npr. narišemo sliko, nato pa jo enostavno prenesemo v urejevalnik besedil kot pojasnilo k besedilu. Prenos podatkov lahko opravimo na več načinov, najpogosteje pa tako, da sliko npr. iz programa Slikar shranimo v vmesni pomnilnik (ang. Clipboard), sliko iz njega pa nato pokličemo v program za urejanje besedil (Word).

Podatke, ki smo jih v vmesnem pomnilniku (Clipboardu) prenesli za kasnejšo uporabo, lahko shranimo tudi na disk ali kateri koli drug medij, ki je namenjen shranjevanju podatkov, prav tako pa jih lahko, ko jih potrebujemo, z medija spet naložimo v pomnilnik.

    Seveda je glavna značilnost grafičnega okolja Windows, že omenjeno delo z okni (sliki 110 in 111). Vsak program, ki se izvaja, odpre svoje okno (programsko okno) ali ikono (sličico), ki označuje izvajajoči program. Tudi vsa sporočila in opozorila se podajajo v oknih, prav tako pa tudi podatki, ki jih program obdeluje. Večino oken lahko skrčimo v ikone, vse pa lahko pomikamo po zaslonu v dovoljenih mejah. Skoraj vsa okna lahko povečujemo in zmanjšujemo, seveda glede na prostor, ki smo jim ga namenili.

Ikona je grafična ponazoritev skrčenega okna. Delo z ikonami je preglednejše, saj z njimi lahko nadzorujemo število odprtih programov in datotek s podatki.

    Kot smo že povedali, je OS Windows narejen tako, da zelo enostavno in učinkovito uporablja miško. Na ekranu je kazalček (kurzor), ki kaže kje se trenutno nahajamo. Kazalček premikamo po ekranu tako, da premikamo miško. Paket Windows omogoča več različnih oblik kazalčka; oblika je odvisna od trenutne lege in od postopka, ki ga želimo izvesti. V Windows okolju uporabljamo predvsem levi gumb miške, v nekaterih programih pa tudi desnega. Z enojnim pritiskom na levi gumb (klik) največkrat dosežemo, da ikono, na katero kaže kazalček, označimo. Če pa pritisnemo gumb dvakrat zaporedoma (dvoklik), ikono, na katero kaže kazalček, izberemo, tudi, če je predhodno nismo označili. Poleg enkratnega ali dvakratnega pritiskanja gumba poznamo tudi operacije, pri katerih gumb pritisnemo, ga držimo, premaknemo kazalček na nov položaj in ga nato spustimo. Na tak način zlahka spreminjamo velikost oken, jih premikamo, premikamo ikone po oknu, pa tudi kopiramo programe iz enega mesta na drugega itd.

    Oglejmo si še nekatere osnovne elemente programskega okolja Windows (slika 110):

 

3.2.2 Operacijski sistem Linux

    Za avtorja operacijskega sistema Linux velja finski študent Linus Torvalds (slika 104). Leta 1991 je spisal prvo jedro operacijskega sistema, ki se zgleduje po operacijskem sistemu Unix. Različica 1.0 je izšla leta 1994, pomemben mejnik pa predstavlja leto 1996, ko naj bi z različico 2.0, Linux postal primeren tudi za običajne uporabnike, ne le za poznavalce. Že od začetka je Linus kodo operacijskega sistema Linux objavil na internetu, zaradi česar se je projektu izgradnje Linux-a pridruževalo vedno večje število programerjev, še posebej na akademskem nivoju. Rezultat tega razvoja, ki je skoraj izključno potekal preko omrežja Internet, je današnje jedro operacijskega sistema Linux. Današnji Linux operacijski sistem poleg jedra vključujejo še obilo druge programske opreme, namenjene upravljanju s sistemom, lažjo namestitev in nadgradnjo in kopico uporabniške programske opreme (npr. Open Office).

    Linux je večuporabniški, večopravilni in odprtokodni operacijski sistem (slika 113). Teče na številni, zelo različni strojni opremi. Sestoji iz jedra,  sistemskih knjižnic in sistemskih orodij. Naloga jedra je abstrakcija sistema v najširšem smislu, sistemske knjižnice opredeljujejo standarden nabor funkcij s pomočjo katerih lahko program vzpostavi stik z jedrom, sistemska orodja pa so programi, ki opravljajo določena opravila. Lahko se izvršijo samo enkrat, na primer ob zagonu, ali pa tečejo v ozadju kot servisi. Sem prištevamo vse programe, ki poskrbijo za inicializacijo sistema (nalaganje modulov, konfiguracija omrežja), programe, ki tečejo celoten čas delovanja sistema in čakajo na zahteve za prijavo v sistem, vzpostavitev povezav in čakalnih vrst za tiskanje, kakor tudi enostavne programe za delo z mapami in datotekami.

    V Sloveniji je do sedaj nastalo več distribucij OS Linux. Društvo Lugos je pripravilo distribucijo Pingo, pri združenju Ljudmila so pripravili distribucijo Slix, svojo distribucijo so pripravili tudi v skupini Slo-Tech (Slo_Tech_Linux) in na Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko v Mariboru (FeriX).

    Tako OS Linux kot OS Windows imata svoje slabosti in prednosti. Pri Windowsu je npr.  lažja uporaba, pri Linuxu boljše administrativne funkcije, pri Windowsu lažje nastavljanje nastavitev, pri Linuxu pa manjša možnost za velike napake. Pomembna prednost Linuxa v primerjavi z Windows ali iOS sistemom je njegova dostopnost, saj je njegova distribucija brezplačna in odprtokodna. Windows, po frekvenci uporabe kaže, da je bolj primeren za vsakdanjega uporabnika, Linux pa za poznavalca in navdušenca, ki bi rad vzpostavil server, omrežje ali pa le preizkušal uporabno vrednost Linuxa. Linux ima prednost tudi na področju varnosti uporabe, saj ga dnevno urejajo programerji celega sveta ter rešujejo določene težave, Windows pa ureja in trži le eno veliko podjetje. Vendar pa Windows dandanes, kljub temu, da je treba zanj plačati kar visoko ceno, drži skoraj 60% delež operacijskih sistemov, brezplačen Linux pa le okoli 10%.

 

3.2.3 Operacijski sistemi za mobilne sisteme

    Mobilni operacijski sistem (slika 114) je programska platforma, s pomočjo katere delujejo vse aplikacije in ostali programi na pametnih telefonih in tablicah. Sodobni operacijski sistemi te vrste združujejo lastnosti osebnega računalnika z drugimi funkcijami, vključno z zaslonom na dotik, možnostjo klicanja, različnimi brezžičnimi povezavami, mobilno GPS-navigacijo, fotoaparatom, prepoznavanjem govora, snemalnikom zvoka, predvajalnikom glasbe itd.

Obstaja kar nekaj operacijskih sistemov za mobilnike, med katerimi ima trenutno (leto 2017) najvišjo frekvenco uporabe Google Android, ki je ob koncu leta 2016 obvladoval kar 84.9 odstotkov trga pametnih mobilnih naprav (sledi iOS s 14.4%, Windows Phone z 0.4%, RIM BlackBerry z 0.1%). Android je odprtokodna programska platforma in operacijski sistem za mobilnike, ki temelji na Linuxovem jedru. V prvi vrsti je namenjen mobilnim telefonom, vendar ga najdemo tudi na drugih napravah kot recimo tabličnih računalnikih, ročnih urah in podobno.

Zakaj je Android tako priljubljen? Eden izmed dejavnikov je ta, da je ta OS za razliko od drugih (npr. Apple iOS, RIM za Blacberry) odprt in ga lahko proizvajalci mobilnikov prirejajo za svoje potrebe. Je hiter, zmogljiv in uporabniku prijazen, nenehne posodobitve pa skrbijo, da se iz dneva v dan izboljšuje. Ker je lastnik Androida Google, je ta OS še posebej priljubljen za vse navdušence nad Googlovimi storitvami (Gmail, Google Calendar, Google Voice,...), saj do njih nudi hiter dostop.

    Kot smo že omenili, se po pogostosti uporabe na trenutno drugo (leto 2017) mesto uvršča zaprt sistem Apple iOS, ki ga uporabljajo vsi Applovi izdelki. Po mnenju uporabnikov sistem odlikuje prijazen uporabniški vmesnik, hitrost in dobra odzivnost, vse plačljive aplikacije pa so shranjene v trgovini Apple Store. Omenili kaže še BlackBerry OS - RIM  (ustvarjen je za poslovno uporabo z enostavnim dostopom do elektronske pošte in pošiljanja sporočil; mobilnik je opremljen z mini QWERTZ tipkovnico), Symbian OS, ki ga uporabljajo Nokijini telefoni, Firefox OS (odprtokodni operacijski sistem na osnovi Linux za pametne telefone, tablične računalnike in pametne TV) ter Windows 8 in 10, ki sta s svojo vsestranskostjo primerna za pametne telefone, tablice in računalnike.