# Besturingssystemen
Een besturingssysteem is software die na de initiële opstart van de computer (of bijvoorbeeld mobiel toestel) via de BIOS (firmware), alle programma’s en werking van de computer behandeld.
Alle andere programma’s worden applicaties genoemd. Het besturingssysteem zorgt ervoor dat deze applicaties kunnen opgestart en gebruikt worden en dat ze toegang hebben tot de nodige hardware van de computer, dit met behulp van de application programming interface.
Gebruikers kunnen rechtstreeks communiceren met het besturingssysteem door middel van een gebruikersinterface zoals bijvoorbeeld een command line of een grafische gebruikersinterface (GUI).
# Taken
# Overzicht
Hoewel elk besturingssysteem zelf kan kiezen welke taken het laat opnemen in het besturingssysteem zijn dit de meest belangrijke die elk besturingssysteem zal aanbieden.
- Opslagbeheer of Storage management: Applicaties toegang geven tot de secundaire opslag zoals een HDD of een SSD
- Processorbeheer of Processor management: Bepalen welke applicatie de CPU wanneer kan/mag gebruiken
- Toestelbeheer of Device management: Beheren van accessoires zoals printers
- Geheugenbeheer of Memory management: Verdelen van de hardware over verschillende applicaties, hoeveel geheugen (RAM) elke applicatie mag gebruiken
- API Beheer of Application Interface management: Applicaties toegang geven tot hardware via API
- User interface: Aanbieden van een gebruikersinterface
# Andere
- Uitvoeren van software: Het besturingssysteem zorgt ervoor dat software correct uitgevoerd kan worden door deze uitvoering in te delen in taken.
- Softwair in primair geheugen laden
- Programma uitvoeren
- Taken laten synchroniseren
- Taken laten communiceren
- Bestandbeheer: Het besturingssysteem geeft software en gebruikers de juiste toegang tot verschillende bestanden in de secundaire opslag. Zo kan deze lees- en schrijfrechten geven voor verschillende software. Het besturingssysteem zorgt ook voor een interface naar de gebruiker toe om het bestandssysteem te gebruiken. De gebruiker kan hierdoor bestanden en folders aanmaken en verwijderen.
- Foutbehandeling: Fouten kunnen overal voorkomen bij het gebruik van een computer. Het kan voorkomen in de CPU, input of output toestellen of bijvoorbeeld in het primair geheugen. Het besturingssysteem probeert deze problemen tijdig op te sporen en deze op te lossen. Indien dit niet lukt zorgt het besturingssysteem ervoor dat de gebruiker een duidelijke foutboodschap krijgt zodat de gebruiker weet wat er mis gegaan is.
- Bescherming: Het besturingssysteem controleert en beschermt het gebruik van bijvoorbeeld hardware door software en input of output toestellen. Het beschermt daarnaast ook de toegang tot bepaalde folders en bestanden indien deze beschermt worden door een wachtwoord. Zo kan een gebruiker folders of bestanden afschermen van andere gebruikers van hetzelfde toestel.
# Onderdelen
Er zijn 2 componenten die een hedendaags besturingssysteem maken tot wat ze zijn, de kernel en de shell. Ze werken samen om een computer te laten functioneren en kunnen worden beschouwd als de “achterkant” (kernel) en “voorkant” (shell) van het besturingssysteem.
# Kernel
De kernel is een computerprogramma dat de kern vormt van het besturingssysteem van een computer en heeft volledige controle over alles in het systeem. Het is een deel van het besturingssysteem dat altijd in het geheugen aanwezig is en faciliteert de interactie tussen hardware- en softwarecomponenten.
Het beheert het geheugen, de opslagruimte, de CPU, de beveiliging van data, en meer. Voor elk besturingssysteem zullen de taken van deze kernel een beetje verschillen. Het besturingsysteem van een mobiel toestel heeft bijvoorbeeld meer behoefte aan het efficient beheren van geheugen en opslagruimte dan het besturingssysteem van een server.
Om externe toestellen en accessoires correct en vlot te laten werken heeft het besturingssysteem device drivers nodig om ze juist te laten werken.
Een device driver is een groepering van bestanden die ervoor zorgt dat accessoires en toestellen kunnen communiceren met het besturingssysteem. Denk hierbij aan een printer waarvoor je extra software moet installeren. Je kan device drivers vergelijken met een tolk tussen het aangesloten toestel of accessoire en het besturingssysteem. Deze drivers zijn specifiek voor een bepaald besturingssysteem.
Sommige kernels worden ontwikkeld los van een specifiek besturingssysteem. Op deze manier kan de kernel hergebruikt worden in verschillende besturingssystemen die er gebruik van willen maken.
# Shell
Een Shell is een computerprogramma dat de services van een besturingssysteem blootstelt aan een gebruiker of een ander programma. Over het algemeen gebruikt de Shell van het besturingssysteem ofwel een Command Line Interface (CLI) of een grafische gebruikersinterface (GUI), dit is afhankelijk van de rol van de computer en de specifieke werking.
Bijvoorbeeld: Windows is het besturingssysteem maar wat je als gebruiker ziet heet de Windows Shell. Dit geeft je de desktop, startmenu, taskbar… Bash (Bourne Again Shell) is een populaire Shell voor Linux.
# Het bestandsysteem
Het besturingssysteem geeft de gebruiker een interface om het bestandssysteem te gebruiken. De gebruiker kan hierdoor bestanden en folders aanmaken en verwijderen.
# Bestand
Een bestand is een collectie van gerelateerde informatie met een bepaalde naam die weggeschreven staat op secundair geheugen zoals een Hard Disk Drive of Solid State Drive, dankzij ruimtetoewijzing krijgt het bestand een “adres” zodat het op die plaats teruggevonden kan worden.
Een bestand heeft een bepaalde structuur op basis van het bestandstype waardoor het besturingssysteem ze kan begrijpen. Zo is bijvoorbeeld een tekstbestand een sequentie van characters, opgedeeld in verschillende lijnen. Een bronbestand is dan weer een sequentie van procedures en functies. Het besturingssysteem bevat de code om het bestand te ondersteunen en uit te voeren of te tonen.
# Bestandsextensie
Bestandsextensie verwijst naar de mogelijkheid van het besturingssysteem om verschillende types bestanden te onderscheiden van elkaar.
Je hebt verschillende soorten bestanden zoals tekstbestanden, afbeeldingbestanden etc.
# Application Programming Interface
Een API is een set van commando’s, functies, protocollen en objecten die programmeurs kunnen gebruiken om software te maken of om met een extern systeem te communiceren. Het geeft de programmeurs een aantal standaard commando’s om veelgebruikte acties uit te voeren zodat ze deze niet opnieuw moeten programmeren.
Een API is een set van commando’s, functies, protocollen en objecten die programmeurs kunnen gebruiken om software te maken of om met een extern systeem te communiceren. Het geeft de programmeurs een aantal standaard commando’s om veelgebruikte acties uit te voeren zodat ze deze niet opnieuw moeten programmeren.
Indien computers een upgrade krijgen in hardware, zal het besturingssysteem er voor zorgen dat de applicatie in kwestie de juiste hardware ter beschikking gesteld krijgt om correct te werken. Het is de taak van de ontwikkelaars van de besturingssystemen om compatibel te zijn met de verschillende makers van hardware- en computercomponenten. Denk maar aan de verschillende bedrijven van CPU’s, grafische kaarten, laptops, harde schijven, printers en andere accessoires.
# Desktop besturingssystemen
Er zijn redelijk wat besturingssystemen maar we kunnen de markt onderverdelen in 4 grote spelers / soorten.
- Windows
- MacOS
- Linux
- Unix
# Microsoft Windows
Microsoft Windows is een familie van besturingssystemen voor persoonlijke en bedrijfstoestellen. Windows is een van de marktleiders binnen de besturingssystemen en biedt zijn gebruikers een grafische gebruikersinterface aan.
Deze reeks van besturingssystemen werd geïntroduceerd in 1985 en kende veel verschillende versies nadien. Voor het volledige Windows besturingssysteem werd eerste MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) uitgebracht, op dat moment ontwikkeld voor IBM-compatibele persoonlijke computers.
IBM had Microsoft gevraagd om een besturingssysteem te maken (1981), iets waarvoor Microsoft geen tijd had. Microsoft kocht daarop het besturingssysteem van SCP, genaamd 86-DOS, dat op zijn beurt een variant was op een ander besturingssysteem genaamd CP/M. Microsoft hernoemde dit besturingssysteem naar MS-DOS.
Vanaf 1985 bracht Microsoft het besturingssysteem “Windows” uit, op dat moment versie 1.0 en 2.0. Het werd “Windows” gedoopt door de verschillende “vensters” die je kon openen binnen het besturingssysteem. Deze versie liet toe dat gebruikers verschillende vensters konden aanklikken om ze te gebruiken. Vanaf versie 2.0 werden bureaubladiconen en toetsenbordsneltoetsen toegevoegd.
Pas 5 jaar later, in 1990, werd Windows 3.0 uitgebracht. Iconen werden beter en het besturingssysteem ondersteunde grafische elementen met 16 kleuren. Het was de eerste versie van Windows die de uitstraling had van Windows zoals die nog vele jaren gekend zou blijven. Het is in deze versie dat spelletjes zoals Mijnenveger en Solitair toegevoegd werden.
De grootste update kwam in 1995 toen Windows 95 uitgebracht werd. Het had een groot aantal verbetering ten opzichte van zijn voorgangers. Op dat moment kwam de ondersteuning voor 32-bit applicaties tot stand. MS-DOS werd weggehaald als onderliggend platform waardoor bepaalde limitaties verwijderd werden.
Na de Windows 95 volgden de Windows versie elkaar sneller op dan voorheen, zo kwam 3 jaar later Windows 98 uit gevolgd door de minder gekende Windows ME (Millennium Edition). Windows ME was eerder een update bovenop Windows 98 met enkele features die kort daarna in Windows 2000 verschenen, een besturingssysteem voornamelijk voor bedrijfscomputers en laptops. Van Windows 2000 kwamen 4 verschillende versies uit genaamd Professional, Server, Advanced Server en Datacenter Server.
Niet lang daarna volgde de populaire Windows XP in 2001. Het was een meer betrouwbare en stabiele versie van Windows die in twee versies kwam, namelijk Home en Professional.
5 jaar later werd deze opgevolgd door Windows Vista (2006). In 2009 was het aan Windows 7 om zijn voorganger op te volgen met onder meer multitouch ondersteuning.
In 2012 werd Windows 8 uitgebracht. Deze versie van Windows werd vooral gekenmerkt door een volledige redesign met het concept van touchscreens in het achterhoofd. Voor dit besturingssysteem gebruikten ze de “Metro” gebruikersinterface met een startscherm opgebouwd uit tegels die de verschillende applicaties voorstelden.
Niet alle gebruikers waren blij met de volledige redesign van het besturingssysteem, vooral het verdwijnen van de start-button, waardoor Microsoft in hun volgende versie in 2015 gedeeltelijk teruggreep naar het oude concept en zo Windows 10 uitbracht. Elk toestel dat het Windows besturingssysteem kon installeren werd in staat gesteld om dit te installeren, zelfs illegale kopieën van vorige Windows versies.
Microsoft kondigde op 31 augustus 2021 aan dat Windows 11 op 5 oktober lanceert als een gratis upgrade. Computers die voor de upgrade in aanmerking komen zullen vanaf dat moment een notificatie krijgen dat ze kunnen upgraden net zoals bij Windows 10. De taakbalk in Windows 11 is geoptimaliseerd voor touchbediening, zodat het systeem even goed presteert op tablets. Het startmenu, genaamd The Dock, bevindt zich tevens in het midden, waardoor het iets toegankelijker is met je muis.
# Apple Mac OS
Mac OS is de officiële naam van het Apple Macintosh besturingssysteem. Het biedt een grafische gebruikersinterface aan met schermen, iconen en applicaties die een specifieke uitstraling hebben. In tegenstelling tot Windows werd de eerste versie van Mac OS pas uitgebracht in 2000. De allereerste versies van Mac OS (een publieke beta genaamd Kodiak en 10.0 Cheetah) trokken amper tot geen aandacht. Enkele geïnteresseerden en ontwikkelaars hadden interesse in het nieuwe besturingssysteem maar het grote publiek was niet op de hoogte van Mac OS. Op dat moment was Mac OS een optioneel besturingssysteem, dat niet verplicht was voor Apple toestellen ondertussen al jaren op de markt waren.
In januari 2002 deelde Apple mee dat OS X het standaard besturingssysteem ging worden voor alle toekomstige Mac toestellen. Rond die tijd kwam OS X 10.1 uit met weinig extra updates maar vooral veel wijzigingen om het besturingssysteem stabiel te maken.
Een jaar later, in 2003, kwam de volgende versie al uit genaamd Mac OS X 10.3, Panther. In deze versie werd Safari de standaard web browser voor Mac OS samen met nog 150 andere features waaronder iCal die alles gebruiksvriendelijker en sneller moesten maken.
In 2005 was het de beurt aan Mac OS X 10.4, Tiger. Deze keer met 200 nieuwe features zoals Dashboard, slimme mailboxes, enzoverder. Amper 2 jaar later was het al aan de beurt aan versie 10.5, Leopard. De release hiervan werd uitgesteld omdat de iPhone eerder dat jaar werd uitgebracht en alle mankracht werd daarop ingeschakeld. Deze versie introduceerde onder meer Photo Booth, Spaces en Booth camp waarmee de gebruiker zowel Mac OS X en Windows kon installeren op hetzelfde toestel.
Opnieuw 2 jaar later kwam Mac OS X 10.6, Snow Leopard uit in de vorm van een“onderhoud” release, dit was in 2009. De meeste nieuwigheden waren onzichtbaar voor de gebruiker maar de versie bracht een aantal verbeteringen met zich mee op basis van snelheid. Vorige versies van Mac OS X kostten vaak veel geld (ongeveer 100€) maar Snow Leopard kostte maar ongeveer 25€.
Nogmaals 2 jaar later in 2011 kwam Mac OS X 10.7, Lion uit. Apple had de tijd gehad om aan nieuwe features te werken in plaats van bij te houden wat andere besturingssystemen uitbrachten of enkel te verbeteren. Deze nieuwe versie kon voor het eerst gedownload worden via de Mac App Store die een aantal maanden eerder uitkwam. Een jaar na Lion kwam er een onderhoud update aan, genaamd Lion, OS X (op dit moment verwijderden ze de Mac uit de naam). Het bracht een aantal nieuwe features met zich mee zoals Game Center, Notes en de Messages applicatie.
In 2013 kwam voor het eerst een gratis versie van het besturingssysteem uit, OS X Mavericks. Ze haalden inspiratie uit het mobiele besturingssysteem iOS om bijvoorbeeld Maps en iBooks naar de computertoestellen te brengen. Voor Mavericks kwam er geen onderhoud update maar het werd opgevolgd door een nieuwe versie genaamd OS X Yosemite. Hierin werd onder meer de interface gelijkgetrokken met het mobiele iOS besturingssysteem. Een jaar later in 2015 kwam hiervoor wel een onderhoud update onder de naam OS X El Capitan die vooral problemen moest oplossen die in de vorige versie voorkwamen.
Een jaar na El Capitan werd er een nieuwe versie uitgebracht genaamd Sierra, OS X 10.12 ondertussen al. Ook voor deze versie werd er een jaar later, in 2017, een onderhoud update uitgebracht onder de naam OS X High Sierra (10.13).
MacOS 10.14, genaamd Mojave, is de opvolger van macOS High Sierra. Het werd gedemonstreerd tijdens de WWDC 2018 op 4 juni 2018, en kwam beschikbaar op 24 september 2018. In deze versie werd een donkere modus geïntroduceerd.
Op 7 oktober 2019 kwam er een kleine visuele update genaamd Catalina (10.15) maar die wel een heel grote inmpact had, deze versie ondersteunde geen 32-bit apps meer. In vergelijking met 32-bits apps kunnen 64-bits apps het geheugen efficiënter gebruiken om snellere systeemprestaties te bieden in macOS.
Big Sur, is de opvolger van macOS Catalina. Het kwam beschikbaar op 12 november 2020. Deze update introduceerde een volledige redesign. Er kwam een vernieuwd dock, een bedieningspaneel en safari kreeg ook een grote update. Ze baseren zich meer op mobile design trends.
De meest recente versie van het besturingssysteem is MacOS 12 of Monterey. Het is een update die zich vooral gericht heeft op de link tussen verschillende Mac devices.
# Linux
Linux is een minder poulair besturingssysteem voor consumenten dan zijn “concurrenten” Windows of Mac OS. In tegenstelling tot Windows of Mac OS zijn alle Linux versies altijd volledig gratis geweest, dit omdat Linux onder de open source licentie valt.
Open source wil zeggen dat iedereen de vrijheid heeft om:
- De software te installeren en te gebruiken voor welk doel dan ook
- Te bestuderen hoe het programma werkt en er wijzigingen in aan te brengen
- Kopieën te maken van de software, of een aangepaste versie ervan, en deze te verdelen
Het feit dat Linux onder deze open source licentie valt, zorgt ervoor dat server- of computergebruikers vaak kiezen om te draaien op Linux.
Linux werd ontwikkeld door Linus Torvalds tijdens zijn universitaire studies. Hij kocht een personal computer waarop het MS-DOS besturingssysteem erop geïnstalleerd in 1991 en was niet tevreden met de werking van het systeem: hij was gewend om met het besturingssysteem UNIX te werken, maar dat was erg duur. Daarop besloot hij om zelf een besturingssysteem te maken (op basis van UNIX) voor zijn eigen computer. 3 jaar later, in 1994, werd de eerste versie van Linux uitgebracht. Hij deed dit met de hulp van meer dan honderd ontwikkelaars.
Om het besturingssysteem te onderhouden doet Linux nog steeds beroep op een groot aantal mensen die bijdragen tot het systeem. Het gaat dan niet alleen om programmeurs maar bijvoorbeeld ook testers, designers, vertalers en schrijvers.
Er zijn een groot aantal verschillende versies van Linux verkrijgbaar (ook wel distributies of distro’s genoemd). Deze versies spelen in op de noden van verschillende soorten gebruikers.
Het lijkt een geweldig besturingssysteem maar waarom is Linux dan niet populairder voor eindgebruikers? Dit komt vooral doordat niet alle applicaties ontwikkeld worden om geïnstalleerd te worden op Linux. Vaak ondersteunen de makers van applicaties enkel de twee meest gekende besturingssystemen en doen geen extra moeite om deze software ook op andere platformen te ondersteunen, zoals Linux.
# GUI
Een aantal van deze versies voor consumenten zijn:
- Ubuntu Linux (opens new window)
- Linux Mint (opens new window)
- Arch Linux (opens new window)
- Deepin (opens new window)
- Fedora (opens new window)
- Debian (opens new window)
- openSUSE (opens new window)
De verschillen tussen deze versies zijn onder meer te vinden in de vormgeving van de gebruikersinterface.
# Servers
Voor servers zijn er een aantal versies zoals Red Hat Enterprise Linux, Ubuntu Server en CentOS. Sommige van deze server besturingssystemen zijn betalend maar hiervoor krijg je dan support in de plaats. Volgens bepaalde bronnen zou 1/3 tot 2/3 van alle websites op het internet op een server staan die als besturingssysteem Linux heeft.
Je zou je kunnen afvragen waarom gebruikers naast Windows en Mac OS, die standaard al geïnstalleerd staan op verschillende toestellen, zouden kiezen voor Linux. De reden hiervoor is dat (naast het feit dat het gratis is) Linux gekend staat als een van de meest veilige besturingssystemen. Doorheen de tijd is Linux een zeer betrouwbaar besturingssysteem geworden dat amper te maken krijgt met virussen, malware of crashes.
Vooral voor servers is het belangrijk dat een besturingssysteem stabiel is en kan weerstaan aan invloeden van buitenaf, zoals virussen en malware. Voor een server is het ook niet zo belangrijk welke gebruikersinterface er gebruikt wordt, wat wel zo is voor laptops en desktops voor persoonlijk gebruik. Hierdoor zal er voor een server iets sneller de overweging gemaakt worden om voor Linux te kiezen.