Mitä käyttöjärjestelmissä ylipäätään on niin suurta? Mitä ne oikeastaan tekevät? Käyttöjärjestelmä on ohjelmoinnin taso, jonka avulla voit tehdä asioita tietokoneellasi. Käyttöjärjestelmä on vuorovaikutuksessa tietokoneen laitteiston kanssa perustasolla ja välittää komentosi kielelle, jota laitteisto osaa tulkita. Käyttöjärjestelmä toimii alustana kaikille koneen muille sovelluksille. Ilman sitä tietokoneesi olisi pelkkä paperipaino.
Ydinasioiltaan tietokone on numeroita murskaava laite. Se ottaa vastaan syötteitä nollien ja ykkösten – bittien – muodossa ja kanavoi ne erilaisten piirien ja prosessoreiden läpi. Laitteisto käyttäytyy tiukkojen sääntöjen mukaan. Määrittelemme nämä säännöt esimerkiksi logiikkaporttien avulla, jotka ottavat syötteen ja tuottavat tuloksen ennustettavalla tavalla. Jotkin yksinkertaiset tietokoneet eivät tarvitse käyttöjärjestelmää, koska ne suorittavat vain tietyn tehtävän. Henkilökohtaisten tietokoneiden on kuitenkin oltava monipuolisempia. Käyttöjärjestelmän avulla monimutkaiset ohjelmat voivat käyttää laitteiston ominaisuuksia saadakseen tuloksia. Vain laitteiston fyysiset ominaisuudet ja oma mielikuvituksemme voivat rajoittaa sitä, mitä ohjelmat voivat tehdä.
Esittely
Voit suunnitella käyttöjärjestelmän ohjelmoimalla sen fyysisesti tietokoneen virtapiireihin. Tämä vaatisi sähköisten väylien rakentamista miljoonien logiikkaporttien avulla. Mutta tällainen käyttöjärjestelmä olisi joustamaton. Siksi Mac OS X:n ja Windowsin kaltaiset käyttöjärjestelmät ovat ohjelmistoja. Ohjelmistot ovat muokattavampia kuin laitteistot – niihin voi tehdä muutoksia ohjelmistokorjausten ja versiopäivitysten avulla. Saman tekeminen laitteiston kanssa tarkoittaisi fyysisten sirujen ja piirilevyjen vaihtamista.
Käyttöjärjestelmät ovat kuin tietokoneen manageri. Käyttöjärjestelmän tehtävänä on valvoa, mitä ohjelmisto tarvitsee ja mitä laitteisto pystyy tarjoamaan. Kun käytät tietokoneella sovelluksia, käyttöjärjestelmä jakaa tehtävän suorittamiseen tarvittavat resurssit. Tähän voi kuulua muun muassa prosessointiteho, muistin jakaminen ja tietokoneen tallennustilan käyttöoikeus. Ihannetapauksessa käyttöjärjestelmä huolehtii siitä, että tietokoneen laitteisto ei koskaan kuormitu liikaa.
Käyttöjärjestelmä mahdollistaa myös ohjelmien suorittamisen tietokoneella. Ilman käyttöjärjestelmää ohjelmoijan olisi suunniteltava sovellus, joka toimii suoraan laitteistossa. Tämä ei ole kovin tehokasta. Käyttöjärjestelmä toimii sovelluksen rajapintana laitteistoon. Käyttöjärjestelmä tekee tämän sovellusohjelmaliittymän (API) avulla. Ohjelmien kehittäjät rakentavat sovelluksia API:lle. Olettaen, että ohjelmoija on tehnyt hyvää työtä rakentaessaan sovelluksen ilman vakavia virheitä, sen pitäisi toimia hienosti käyttöjärjestelmässä.
Mac-tietokoneen yksi tärkeä osa on laiteohjelma. Firmware on ohjelmointitaso, joka on suoraan laitteistokerroksen päällä. Se ei ole osa itse käyttöjärjestelmää. Macin laiteohjelma on ensimmäinen tallennettu ohjelma, joka suoritetaan, kun käynnistät Mac-tietokoneen. Sen tehtävänä on tarkistaa tietokoneen suorittimen, muistin, levyasemien ja porttien virheet. Macin laiteohjelmaa vastaava PC-ohjelmisto on nimeltään BIOS, joka on lyhenne sanoista Basic Input-Output Systems. Toinen ohjelma, jota kutsutaan bootloaderiksi, lataa Mac OS X:n olettaen, että laiteohjelmisto ei ole ilmoittanut virheitä.
Seuraavaksi tarkastelemme tarkemmin, mikä saa Mac OS X:n toimimaan.