Vysoká škola ekonomická v Praze Fakulta informatiky a statistiky Katedra informačních technologií
Student:
Bc. Jan Kafka
Vedoucí diplomové práce:
Ing. Helena Benáčanová, CSc.
Oponent diplomové práce:
Ing. Petr Koubský, CSc. TÉMA DIPLOMOVÉ PRÁCE
ANALÝZA TRHU OPERAČNÍCH SYSTÉMŮ
ROK : 2013
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval(a) samostatně a že jsem uvedl(a) všechny použité prameny a literaturu, ze kterých jsem čerpal(a).
V Praze dne 3. 12. 2013
................................ .......................... podpis
Poděkování Na tomto místě bych rád poděkoval vedoucí mé diplomové práce Ing. Heleně Benáčanové, CSc. za trpělivost a vstřícnost při vedení mé diplomové práce a rovněž za mnoho jejích podnětů, které vedly ke zkvalitnění obsahu.
Abstrakt Tématem této práce jsou operační systémy, jejich význam, historie, analýza současného stavu a pokus o predikci blízké budoucnosti. První část uvádí základní pojmy, definici operačního systému a jejich stručnou historii. Druhá část se věnuje současné situaci na trhu operačních systémů, hlavních tahounů tohoto sektoru a používaných obchodních modelů. Poslední část se věnuje predikci situace na trhu operačních systémů, jejich budoucí genezi, pravděpodobnému vývoji jejích obchodních modelů a odhadu blízké budoucnosti z business hlediska. Dále byla provedena rešerše dostupných nových odborných publikací na téma OS. Přínosem práce je vyhodnocení úlohy a budoucnosti operačních systémů a predikce toho, co lze z obchodního hlediska v tomto odvětví očekávat.
Abstract The reason of this work are operating systems, their significance, history, analysis of the current situation and attempt to predict the future. The first part introduces the basic concepts, the definition of operating system and brief history. The second part deals with the current situation on the market for operating systems, the main drivers of this sector and the business models used. The last part deals with the prediction of the situation on the market for operating systems, their future evolution, the probable evolution of their business model and estimate the near future from the business point of view. It were also made study of available new scientific publications about OS. Contribution of this thesis evaluate role and future operating systems and prediction business perspective in the industry branch.
Klíčová slova operační systém, počítač, software, internet, obchodní modely, analýza stavu trhu OS, predikce trhu OS
Obsah 1.
Úvod................................................................................................................................................ 9 1.1. Cíle diplomové práce ............................................................................................................. 9 1.2. Metody a přístupy v diplomové práci ................................................................................. 10 1.3. Přínosy diplomové práce ..................................................................................................... 10
2.
Rešerše prací .............................................................................................................................. 11
3.
Uvedení do problematiky operačních systémů ...................................................................... 15 3.1. Definice operačního systému ............................................................................................. 15 3.1.1.
Funkce operačního systému ..................................................................................... 15
3.1.2.
Struktura operačního systému .................................................................................. 16
3.1.3.
Definice operačního systému dle různých autorů .................................................. 17
3.2. Historie operačních systémů............................................................................................... 18 3.2.1. Čtvrtá generace (1980 – současnost) – osobní počítače ..................................... 19 4.
Současná situace na trhu s operačními systémy .................................................................. 22 4.1. Rozdělení operačních systémů .......................................................................................... 22 4.1.1. Podle typu zařízení ..................................................................................................... 22 4.1.2.
Podle vývojových skupin............................................................................................ 23
4.1.3.
Podle způsobu zpracování dat ................................................................................. 24
4.2. Dostupná data zastoupení jednotlivých OS ..................................................................... 25 4.3. Rozbor situace na trhu s operačními systémy ................................................................. 25 4.3.1. Žebříček TOP500.org ................................................................................................. 26 4.3.2.
OS střediskových počítačů ........................................................................................ 26
4.3.3.
Metody rozboru zastoupení OS datových a síťových serverů ............................. 28
4.3.4.
OS datových a síťových serverů .............................................................................. 30
4.3.5 Metody rozboru zastoupení OS pracovních stanic.......................................................... 30 4.3.6 Historičtí sokové Apple a Microsoft .................................................................................... 31 4.3.7 OS osobních a pracovních stanic ...................................................................................... 32 4.3.8 Metody rozboru zastoupení OS mobilních zařízení ........................................................ 33 4.3.9 OS mobilních zařízení .......................................................................................................... 33 4.3.10 5.
Vestavěné (embedded) operační systémy ................................................................ 34
Obchodní modely distribuce operačních systémů ................................................................. 36 5.1. Typy používaných obchodních modelů ............................................................................. 36 5.1.1. Prodej tradičních licencí ............................................................................................. 36 5.1.2.
Prodej technické podpory .......................................................................................... 36
5.1.3.
Prodej aktualizací ....................................................................................................... 37
5.1.4.
Prodej přidané hodnoty .............................................................................................. 37
5.1.5.
Prodej ucelených řešení ............................................................................................ 37
5.1.6.
Prodej kombinovaných řešení .................................................................................. 38
5.2. Softwarové pirátství a operační systémy .......................................................................... 38
5.2.1.
Prodej tradičních licencí ............................................................................................. 38
5.2.2.
Prodej přidané hodnoty, podpory, či řešení ............................................................ 39
Zmapování trendů na poli OS ................................................................................................... 40
6.
6.1. Velká změna na trhu operačních systémů........................................................................ 40 6.2. Trendy v oblasti operačních systémů ................................................................................ 41 6.2.1.
Přehled IEEE ............................................................................................................... 41
6.2.2.
Třináct trendů IT pro rok 2013 dle IEEE.................................................................. 42
6.2.3.
Hlavní trendy současných OS .................................................................................. 44
6.3. Konfrontace trendů IT s trendy OS .................................................................................... 45 7. Pokus o predikci vývoje OS z hlediska trhu............................................................................ 51 7.1. Pokus o predikci vývoje trhu OS ........................................................................................ 51 7.1.1.
OS střediskových počítačů ........................................................................................ 51
7.1.2.
OS datových a síťových serverů .............................................................................. 51
7.1.3.
OS osobních a pracovních stanic ............................................................................ 51
7.1.4.
OS mobilních zařízení ................................................................................................ 52
7.1.5.
Vestavěné (embedded) operační systémy ............................................................. 53
7.2. Pokus o predikci vývoje OS z hlediska business modelů .............................................. 54 7.2.1. OS střediskových počítačů ........................................................................................ 54 7.2.2.
OS datových a síťových serverů .............................................................................. 54
7.2.3.
OS osobních a pracovních stanic ............................................................................ 54
7.2.4.
OS mobilních zařízení ................................................................................................ 54
7.2.5.
Vestavěné (embedded) operační systémy ............................................................. 55
8.
Závěr ............................................................................................................................................. 56
9.
Seznam použité literatury .......................................................................................................... 58
10.
Terminologický slovník ........................................................................................................... 64
11.
Seznam vložených obrázků .................................................................................................. 66
12.
Seznam vložených tabulek ................................................................................................... 66
Příloha: Stručná historie OS ............................................................................................................. 67
1. Úvod Zatímco v některých případech dnes představuje operační systém něco samozřejmého, o jehož existenci nemá majitel zařízení téměř ani ponětí, v jiných vznikají přímo masové spory mezi příznivci operačních systémů (dále jen OS) té které značky. Od doby vzniku zárodku toho, co dnes nazýváme operační systém, se od padesátých let tento software nebývale rozvinul a rozvětvil do mnoha vývojových verzí. Existují operační systémy pro superpočítače, domácí počítače, mobilní zařízení, avšak i zařízení velikosti ručních hodinek. Za každým z těchto operačních systémů se skrývá dlouhá historie, pokud ne přímo u samotného jednoho OS, tak u jeho předchůdců, ze kterých se vyvinul. U každého odvětví (mobilní zařízení, nebo stolní počítače) existuje počet výrobců, kteří si navzájem konkurují a pokouší se obsadit si další část z trhu. Jaké jsou používané operační systémy současnosti, kdo je vyrábí a jaký mají vůbec podíl na trhu. Do kterého segmentu trhu patří a co to vlastně operační systém přesně je? Jaká budoucnost asi čeká tu kterou část trhu s operačními systémy, do jakých forem se vyvinou a jaké obchodní modely je budou distribuovat? Tyto otázky se pokusí zodpovědět tato diplomová práce. V její první části se budu věnovat uvedení do problematiky pojmu operační systém, proberu jeho definici, neboli co přesně tento SW představuje, do kapitoly bude patřit i malý historický přehled týkající se poslední (4.) generace patřící do 80. let až dneška. Další část se pokusí popsat současný stav na trhu s operačními systémy, rozdělený dle jednotlivých segmentů, spolu s rozborem aktuálně existujících obchodních modelů. Poslední a předposlední kapitola se bude týkat perspektivy operačních systémů do budoucna, a to jak z hlediska technologického, tak obchodního. Protože vývoj operačních systémů a software vůbec těsně souvisel s vývojem hardware, je v příloze B připojena i stručná historie těchto systémů. Cílem mé diplomové práce je tedy zmapování současné situace na trhu s operačními systémy, prostudování současných používaných obchodních modelů a pokus o predikci budoucího vývoje jak tohoto softwaru, tak možných příštích postupů jeho distribuce.
1.1.
Cíle diplomové práce
Pro splnění hlavních, potažmo dílčích cílů a přínosů je nutné seznámit se s použitou terminologií v této oblasti, vytvořit si teoretický základ a samozřejmě seznámit se s danou problematikou do nutné hloubky. Teprve poté lze očekávat úspěšné splnění následujících hlavních, potažmo dílčích cílů této práce, kterými jsou:
vysvětlení pojmu Operační systém a jeho význam
současné zastoupení operačních systémů na trhu
9
zmapování obchodních modelů současných OS
pokus o zmapování trendů na poli OS
pokus o predikci vývoje trhu OS
pokus o predikci vývoje OS z hlediska business modelů
1.2.
Metody a přístupy v diplomové práci
Jako výchozí literatura pro tuto práci obecně posloužila řada elektronických i tištěných zdrojů z problematiky operačních systémů, ať už se jednalo o knihy, odborné články z oblasti OS, internetové články, blogy, dokumenty, jiné bakalářské a diplomové nebo také vědecké práce. Velkou část obsahu obstarají také zkušenosti autora s tímto softwarem, dané dosavadní odbornou i uživatelskou prací s operačními systémy. Součástí práce se tak staly i úvahy a analýzy autora, opírající se o dosavadní nabyté vědomosti z této oblasti.
1.3.
Přínosy diplomové práce
Hlavním přínosem diplomové práce bude zmapování situace na trhu s operačními systémy, analýza současného technologického stavu, a určitá predikce do budoucnosti.
10
2. Rešerše prací Při vyhledávání materiálů, vhodných pro rešerši v této práci, jsem si rozdělil nalezené práce do tří hlavních skupin:
materiály, zabývající se přímo ekonomickou stránkou obecného software - tzn. především trh, tržní segmentace, nebo existující business modely SW. Tyto studie se svým zaměřením značně podobají tématu této práce, jejich problémem je však příliš obecné zaměření, tj. na celou oblast software. Operačními systémy se zabývají buď velmi okrajově, nebo vůbec. I když by za určitých okolností mohlo být zajímavé studovat korelaci mezi vývojem světa obecného SW a operačních systémů, něco takového nebylo cílem této diplomové práce a může být spíše podnětem pro navazující práci. Příkladem takové studie může být diplomová práce Františka Kučery "Možnosti využití svobodného a otevřeného softwaru pro podnikání".
materiály, zabývající se sice přímo operačními systémy, avšak především z technického hlediska, bez nahlédnutí do ekonomických aspektů jejich existence. Těchto prací lze dohledat dostatečné množství, především z fakult technických vysokých škol. Pro účely této diplomové práce jsou však použitelné pouze ve vztahu k úvodním kapitolám, rozebírajícím ve stručnosti technickou stránku operačních systémů. Mohou posloužit jako jejich doplněk pro čtenáře, toužící po další, rozšiřujících informacích. Pro rešerši této oblasti posloužila práce Milana Ďurkova z Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích "Operační systém BSD".
práce, zabývající se přímo operačními systémy a jejich business modely. S touto specializací se mi podařilo dohledat několik prací, jejich stinnou stránkou se však tentokrát stala přílišná specializace. Autoři se nezabývají celým trhem operačních systémů, ale specifickými druhy OS, v případě recenzovaných prací systémy pro mobilní zařízení. Pro rešerše použité do této kapitoly jsem si vybral práci "Srovnání mobilních systémů" od Jana Nešpora a "Analýza trhu mobilních operačních systémů" od Josefa Frnky.
Práce Milana Ďurkova "Operační systém BSD" z roku 2012 se zabývá operačním systémem BSD. V teoretické části popisuje poměrně rozsáhle historii tohoto systému, včetně jeho vývoje z OS UNIX na počítačích VAX. Pokračuje rozborem open source licencí, přesněji řečeno srovnáváním BSD licence (která za svůj vznik vděčí právě tomuto systému) s GNU licencí. Tato kapitola je spolu s částí věnovanou jednotlivým verzím BSD vítanou vsuvkou do jinak technicky laděné práce. Ta následně pokračuje popisem struktury BSD jádra a srovnáváním s hlavním rivalem na poli open source operačních systémů Linuxem. Po uvedení do souborového systému UFS a jeho opětovném srovnání s jedním z linuxových protějšků Ext4 se autor dostává k jedné z nejrozsáhlejších kapitol, a totiž popisu jednotlivých verzí (distribucí) BSD, jako jsou např. FreeBSD, NetBSD, nebo DragonFly BSD. V druhé, praktické části své práce se pak autor věnuje instalaci a testovacímu používání jedné z verzí systému BSD - PC BSD. Poslední dvě kapitoly jsou věnovány srovnání s nejvýznamnějším komerčním operačním systémem - MS Windows a dotazníkové anketě na téma obecného povědomí o systému BSD mezi laickou veřejností.
11
Zadání svých cílů, tedy představení rodiny BSD systémů, stejnojmenné licence, bližšího pohledu na jádro systému, pokusné použití tohoto systému a jeho srovnání s hlavními konkurenty autor obstál se ctí. Snad jen výzkum ohledně znalosti a používání operačního systému BSD mohl být realizován mezi více znalým vzorkem respondentů. Oslovení laikové odpověděli na otázku, zda znají tento systém v 97 % případů záporně, což vzhledem k základu 90 osob mohlo značně zkreslovat přesnost dalších odpovědí na specifičtější otázky. Práce "Srovnání mobilních operačních systémů" od Jana Nešpora z roku 2012 je již podle svého názvu úzce specializována na operační systémy mobilních zařízení. Na rozdíl od předchozí recenzované práce se zabývá kromě technologické stránky OS rovněž rozborem tržního postavení produktů jednotlivých výrobců. Ze začátku autor pečlivě popisuje genezi od prvního mobilního telefonu s jednořádkovým segmentovým displejem k prvním smartphonům, tak jak si je představujeme dnes. Končí popisem prvního telefonu Apple iPhone jako uvaděče nové generace těchto přístrojů. Celkem přirozeně pak navazuje i popisem vývoje operačních systémů pro mobilní telefony, avšak poměrně rychle přechází od historie k současným operačním systémům. Z těch rozebírá jejich představitele, od těch nejvýznamnějších, tedy Google Android, Apple iOS a Symbian OS, po ty méně rozšířené jako MS Windows Phone, nebo BlackBerry OS od RIM, až ve stručnosti i po ty spíše raritní typu WebOS. Tím také, ještě po krátkém technologickém srovnání významnějších operačních systémů končí teoretická část práce. V té praktické se pak autor zabývá výzkumem tržního podílu jednotlivých mobilních operačních systémů. Zde využívá jak výstupy analytické společnosti Gartner, tak alternativně společnosti NetMarketshare, získávající statistiky tržních podílů pomocí analýzy návštěvnosti vybraných internetových stránek. V práci jsou použita data z let 2010 a 2011, což z dnešního pohledu znamená již menší zastaralost tohoto rozboru. Dle autorova výzkumu v té době dominoval operační systém Applu iOS, a nemalý podíl měl stále ještě i Symbian od společnosti Nokia. Už tehdy se ukazoval jasný nárůst používání zařízení s OS Google Android. Tato kapitola končí ještě krátkou, avšak zajímavou kapitolou, věnovanou předpovědi vývoje na trhu mobilních operačních systémů do roku 2015 společnosti Gartner. Predikce jejích analytiků vycházejí zatím velmi dobře, podařilo se předpovědět sesazení Apple iOS z prvního místa systémem Android, úpadek BlackBerry OS spolu se Symbianem od Nokie a smutek v Redmontu pro stagnaci jejich systému Windows Phone. I tuto práci uzavírá dotazníkový průzkum, stejně jako v minulém případě realizovaný přes portál vyplnto.cz a opět mezi laickou veřejností. Odbornost respondentů však v tomto případě prakticky nevadí, neboť operační systémy mobilních zařízení jsou již záležitost mainstreamu. Přinejmenším větší podíl laických uživatelů alespoň přibližně tuší název operačního systému na jeho mobilním telefonu, než co si představit pod pojmem FreeBSD. Jan Nešpor ve své práci splnil se ctí všechny stanovené cíle, text dobře uvádí do světa mobilních operačních systémů, popisuje jejich historii, současný stav a čtenář je po přečtení dobře informován o situaci v tomto odvětví. Tato studie může být ideálním základem pro pokračování v rozšiřující práci. "Analýza trhu operačních systémů" od Josefa Frnky z roku 2010 si vytýčila za hlavní cíl vypracování přehledné analýzy trhu s mobilními operačními systémy v Evropě. Tomu chce pomoci dílčími cíli, tj. zpracováním teoretického podkladu pro rozbor těchto systémů, 12
skládajícího se z přehledu historie mobilních OS, hodnocení výhod a nevýhod jednotlivých mobilních OS, odhadu možného budoucího vývoje těchto systémů a trhu s nimi celkově. Ze začátku své práce se autor zabývá popisem operačního systému jako takového, bez omezení na svět mobilních zařízení. Následně pokračuje stručným popisem historie mobilních OS, a o poznání podrobněji se zabývá dosavadním vývojem každého významného operačního systému pro mobilní zařízení zvlášť. U všech recenzovaných systémů rozebere nejdříve jejich historii, pak současný stav a nakonec výhody a nevýhody jejich používání dle názoru autora. Takto práce analyzuje Symbian od Nokie, Apple iOS, Microsoft Windows Mobile, Google Android a Palm OS. V praktické části se pak autor věnuje analýze stavu trhu s operačními systémy pro mobilní zařízení a pokusu o predikci budoucího vývoje. K tomu využívá především data poskytovaná společností Gartner. Na rozdíl od novější práce Jana Nešpora se autor kromě analýzy globální zabývá i údaji zastupujícími děje na evropském kontinentu. Dochází k závěru, že evropský trh se značně liší od celosvětového a severoamerického. V době psaní práce (2010) dominoval ve světě, stejně jako v Evropě operační systém Symbian fy Nokia, i když už byly znát sestupné tendence. Smartphonu Apple iPhone s iOS i přes určité zpoždění, dané vyšší cenou než v např. v USA rovněž pomalu vzrůstala popularita. Zlepšující se čísla prodeje zařízení s OS Android byla předzvěstí dnešního stavu, kdy systém od Googlu již téměř obsadil pozici jedničky na trhu. Tou hlavní odlišností ale byla obliba telefonů BlackBerry od společnosti RIM s BlackBerry OS, které v USA obsadily 52 % trhu s chytrými telefony, což pro ně globálně znamenalo druhé místo v počtu provozovaných zařízení, zatímco v Evropě se "ostružiny" krčily až na zadních místech. Poslední místa celosvětově patřila i systému Windows Mobile od Microsoftu, který v té době teprve čekal na své nahrazení současnou nadějí této společnosti OS Windows Phone. V závěru práce se pak autor věnuje pokusu o predikci budoucího vývoje trhu operačních systémů pro smartphony. Nejlepší budoucnost správně přisuzuje systému Android, následovanému Apple iOS. Černým koněm se dle něj měl stát další OS od společnosti Google, cloudově orientovaný Chrome. Ten dodnes, pod změněným jménem Chromium existuje (uvolněný pod open source GPL2 licencí), avšak nezaznamenal zatím větší rozšíření. Přesto do něj však Google nadále investuje další prostředky a snaží se napravit chyby přechozích verzí. Podstatně více však autor přecenil možnosti firmy Nokia, kde si hodně sliboval od nástupce Symbianu, nového OS Maemo. Dnes vše vypadá jinak. Společnost Nokia nejprve začala implementovat operační systém Microsoftu Windows Phone, čímž odsunula jak Symbian, tak Maemo do pozadí. Nakonec v říjnu roku 2013 odkoupil Microsoft samotnou Nokii, což odsoudilo jak Symbian, tak pro budoucnost připravované Maemo k osudu minoritních, v podstatě fanouškovských (druhý jmenovaný nyní patří pod komunitní open source vývoj) systémů. Naopak autor poněkud podcenil agilitu Microsoftu. Zde spíše předpokládal postupný úpadek platformy, bez větší inovace ze strany této společnosti. O budoucí mobilní verzi jejího systému předpokládal, že bude především jakousi odlehčenou verzí budoucích stolních Windows. To se splnilo s určitou rezervou pouze v ovládacím rozhraní (Metro), ve skutečnosti však i Microsoft vytvořil svou obdobu moderního plnohodnotného operačního systému pro přenosná zařízení, se vším, co k němu patří (nízká náročnost na systémové zdroje, vlastní online obchod s aplikacemi atd.). Podobnost se stolními operačními systémy této firmy nevychází z portace na mobilní zařízení, nýbrž ze sjednocovací strategie 13
Microsoftu. Dá se předpokládat sice malý, avšak stabilní podíl této firmy na trhu s mobilními telefony a tablety. Rovněž tato práce dostála svým cílům a obstojně popsala jak podstatu mobilních OS, jejich historii, tak současné postavení na trhu jednotlivých značek, autor rovněž fundovaně provedl predikci budoucího stavu.
14
3. Uvedení do problematiky operačních systémů Abychom mohli pokračovat v naší studii současných operačních systémů, bude nutné si nejdříve ve stručnosti osvětlit, co si vlastně pod tímto pojmem představit. Tomu se budou věnovat následující kapitoly.
3.1.
Definice operačního systému
Operační systém je základním softwarovým vybavením počítače. Jednoduše řečeno, je to program, který nám umožňuje počítač ovládat. Tvoří rozhraní mezi aplikačními (uživatelskými) programy a hardwarem - organizace přístupu k datům, spouštění aplikací, řídí jejich průběh, přiděluje jim hardwarové prostředky (čas a místo v paměti a na procesoru, přístup k periferním zařízením, přístup k datovým souborům atd.), poskytování služeb aplikačním programům. Zavádí se do operační paměti hned po zapnutí počítače ze zvláštní oblasti pevného disku, zvané boot sektor, kde jsou fyzicky uloženy jeho soubory. Jinými slovy, jde o soubor programů, které řídí činnost technického vybavení počítače, umožňují a usnadňují činnost aplikací. Hlavním úkolem OS je zprostředkovat vazbu mezi technickým vybavením počítače a aplikacemi. OS poskytuje aplikacím služby a aplikace voláním těchto služeb ovládají technické vybavení počítače. Aplikace by neměly mít přímý přístup k technickému vybavení počítače. 3.1.1. Funkce operačního systému
řídí a spravuje přístup k HW zdrojům - rozděluje strojový čas procesoru, přiděluje operační paměť, přistupuje k vnějším pamětem (disk, optické mechaniky), spravuje komunikaci s periferiemi (myš, klávesnice, tiskárny, 3D brýle atd.)
organizuje přístup k datům - zamezuje neoprávněným přístupům
řídí zpracování úloh – řídí přípravu, plánování a průběh úloh tak, aby byla zajištěna maximální efektivita jejich zpracování
podporuje komunikaci s uživatelem - provádí uživatelem zadané příkazy a spouští aplikace, informuje uživatele o vzniklých problémech, nebo chybách. Způsob, jakým uživatel zadává pokyny operačnímu systému a v jaké formě dostává zprávy o výsledku provedených operací, se souhrnně označuje jako uživatelské rozhraní (User Interface, UI). V současnosti existují dvě hlavní formy UI - textové uživatelské rozhraní (MS-DOS), kde uživatel zadává pokyny prostřednictvím tzv. příkazového řádku (command line) a grafické uživatelské rozhraní (Graphical User Interface, GUI). GUI lze nalézt v převážné většině současných operačních systémů, i ty však obvykle umožňují zapisovat příkazy v příkazovém řádku
15
podporuje bezpečnost a spolehlivost výpočetního systému – většinou pomocí různých úrovní přístupových práv, šifrováním úložných zařízení, oddělováním běhu programů apod. 3.1.2. Struktura operačního systému
Operační systém je zpravidla tvořen tzv. jádrem (kernel), ovladači I/O zařízení (drivery), příkazovým procesorem (shell) a podpůrnými systémovými programy.
jádro (core) - po zavedení do paměti řídí činnost počítače, poskytuje procesům služby a řeší správu prostředků a správu procesů
ovladače - zvláštní (pod)program pro ovládání konkrétního zařízení standardním způsobem. Použití strategie s ovladači umožňuje snadnou konfigurovatelnost technického vybavení
příkazový procesor - program, který umožňuje uživatelům zadávat příkazy ve speciálním, obvykle jednoduchém jazyce
podpůrné programy - do této kategorie jsou mnohdy zahrnovány i překladače (jazyk C v OS UNIX) a sestavující programy. Stojí na stejném místě jako aplikační programy.
Jádro operačního systému se pak zpravidla dělí na dvě podstatné části:
správa procesů - správa procesů (prakticky není u jednoduchých OS) řeší problematiku aktivování a deaktivování procesů podle jejich priority resp. požadavků na prostředky. správa prostředků - zajišťuje činnost V/V zařízení, přiděluje paměť, případně procesory. Velmi důležitou částí správy prostředků je správa souborů - způsob ukládání souborů a přístupu k nim. Moderní OS zajišťují jednotný pohled na soubory a zařízení. Zařízení jsou považovány za soubory se speciálním jménem.
Obrázek 1: Struktura operačního systému Unix, zdroj: Tanenbaum, Modern Operating Systems
16
3.1.3. Definice operačního systému dle různých autorů Jak už to u komplikovaných věcí bývá, i pro operační systém existuje více definic. Dle Tanenbauma je operační systém (Operating System, OS) software, který běží v kernel módu (supervisor mode), zatímco běžné aplikace využívají user mód. Tato definice však mírně pokulhává u embedded systémů, ve kterých se nemusí kernel mód vůbec vyskytovat, nebo u systémů napsaných v interpretovaných programovacích jazycích (JavaOS, JOS napsané v JAVA), které pak z principu nemají přímý přístup k HW. Navíc existují různé programové součásti, které nejsou ani "ryba nebo rak", např. utilita obsluhující souborový systém, nebo interní zabezpečení systému. Takovýto software sice nemá přímý přístup k HW, avšak OS by se bez něj neobešel a defacto jsou tedy za použití protected módu jeho součástí. Další definicí, opět dle Tanenbauma, může být, že se jedná o software, který od programátorů aplikací (rovněž aplikací samotných) odděluje složitost ovládání HW a jako prostředník nabízí podstatně jednodušší abstrakci. Tedy například program (a jeho vývojář) nemusí znát postup ovládání disketové mechaniky (příkazy pro spouštění, zastavování motorku, zápis, změnu, mazání dat), nýbrž přistupuje k symbolické mechanice, reprezentované písmenem disku (A:\) a souborům ve filesystému. Dle autorů Silberschatze, Galvina a Gagneho pak lze přirovnat operační systém k jakési vládě, která přerozděluje zdroje, tj. čas CPU, místo v paměti, nebo tiskové úlohy uživatelským aplikacím (textový procesor).
Obrázek 2. Operační systém dle A. Tanenbauma. Zdroj: A. Tanenbaum, Modern Operating Systems
Podle encyklopedie Britannica je operační systém programem, který spravuje počítačové zdroje, speciálně pak jejich alokaci mezi jednotlivé programy. Typickými zdroji se rozumí např. CPU, paměť, I/O zařízení, nebo síťová spojení. Správou zdrojů se pak myslí jejich řízení za účelem předejití vzniku konfliktů a interferencí mezi programy. Na rozdíl od 17
většiny programů, které za běhu počítače startují i končí svůj provoz, operační systém běží nekonečně dlouho a svůj provoz terminuje až s vypnutím systému. American Heritage Science Dictionary tvrdí, že operační systém je software vytvořený za účelem řízení základních operací provozu počítače, jako např. odesílání pokynů hardware (pevné disky, síťové karty, tiskárny) a přidělování systémových zdrojů (paměti, procesorový čas) software. Operační systém sjednocuje prostředí pro běh programů, tzn. není třeba psát software pro každou konfiguraci počítače zvlášť a představuje tedy standardní platformu pro nové programy. Syntézou těchto tvrzení můžeme dospět k tvrzení, že operační systém je speciálně designovaný software, začínající a končící svůj provoz s během počítače, běžící často ve specifických procesorových módech. Řídí základní operace týkající se hardware a přiděluje jeho zdroje běžícímu software. Odděluje uživatele i programátora od složitosti hardwarové implementace (poskytuje určitou míru abstrakce) a vytváří sjednocené prostředí (environment) pro práci uživatele a běh programů.
3.2.
Historie operačních systémů
Na úvod si dopřejme trochu nostalgie úryvkem z článku Richarda Havlíka v časopise Amatérské rádio z roku 1988 o nastupujícím systému OS/2. "Je všeobecně známo, že v loňském roce uvedla IBM na trh systém PS/2. Podle sloganu firmy jsou to stroje, které mají změnit tvář počítání na osobních počítačích. Zdá se však, že na tuto změnu bude mít ještě větší vliv firma Microsoft, která pro novou řadu PS/2 připravuje zcela nový operační systém s možností multi-taskingu, který plně využívá možností mikroprocesoru 80286. Nejdůležitější však je, že tento systém nebude omezen pouze na IBM hardware, ale bude též provozovatelný na kompatibilních PC. Jistě již víte, že jde o operační ystém OS/2. Časový plán jeho uvedení na trh je přibližně následující: koncem roku 1987 byla k dispozici verze 1.0, u níž komunikace s uživatelem probíhá podobně jako v MS-DOSu - tedy pomocí komunikačního řádu. Koncem 1. pololetí letošního roku by měla být k dispozici verze 1.1, která již umožňuje operování myší v prostředí grafického tzv. Presentation Manageru - viz dále." 1 Vývoj operačních systémů je těsně spjat s vývojem počítačů, na kterých běžely, rozdělíme si proto historii dle Tanenbauma do čtyř velkých období, popisujících současně vývoj výpočetní techniky. První generace (1945 – 55), jako etapa relé a elektronek, do které spadají téměř počátky počítačů samotných, druhá generace (1955 – 65), znamenající období dávkového zpracování a transistorů, třetí generace (1965 – 1980), zahrnující éru integrovaných obvodů a nakonec čtvrtá (1980 – současnost), která se týká období vzniku osobních počítačů a trvá až do dneška. Pro účely této práce se budeme stručně zabývat pouze generací čtvrtou.
1
HAVLÍK, Richard RNDr. MS DOS a OS/2. Amatérské radio, časopis pro elektroniky a radioamatery, červen 1988, s. 222.
18
3.2.1. Čtvrtá generace (1980 – současnost) – osobní počítače Čtvrtá generace počítačů sice začínala svou existenci v raných osmdesátých letech, technologie a vůbec vědomostní podhoubí pro ni vzniklo ještě v předchozí dekádě. Proto se tato kapitola krátce zabývá i předchozím desetiletím. Technologií umožňující nástup osobních počítačů byl mikroprocesor (CPU)2. Za všechny jmenujme alespoň Motorolu 68000 (základ budoucího prvního PC Apple), Zilog Z80 nebo Mostek 6502 (všechny 8bitové). Taková konkurence zvládla do roku 1975, kdy byl uveden první osobní počítač, na cca 100 USD. Tento první osobní počítač, uvedený v lednu 1975 dostal jméno Altair 8800. Jednalo se vlastně jen o kutilskou sadu pro fandy, prodávanou jako zásilkový kit za cca 400 dolarů (za příplatek byl možný i smontovaný stav). Tento počítač neměl žádný displej, klávesnici a zdánlivě příliš málo paměti pro užitečnou práci. Programoval se pomocí switchů a odezva probíhala pomocí svítících žárovek. Toto omezení Altairu se však nakonec stalo výzvou pro mnoho malých podnikatelů a visionářů, kteří brzy přišli s různými užitečnými rozšířeními. Od roku 1977 již mnoho výrobců jako MITS, IMSAL a dalších nabízí své mikropočítače s 8" disketovými mechanikami, většinou od výrobce Shugart Associates a především s OS CP/M. I přes lavinový nárůst popularity mikropočítačů mezi edukovanými nadšenci, zůstávala náročnější výpočetní technika stále za dveřmi běžných domácností. Vznik a růst Apple Computer V roce 1975 dva počítačoví nadšenci, Steve Jobs a Steve Wozniak založili společnost Apple Computer. Byli rozhodnuti dostat mikropočítač z mrakodrapů velkých korporací do běžných amerických domácností. Jejich mikropočítač se měl od základu skládat z klávesnice, disketové mechaniky, obrazového výstupu a tuto vizi ztělesnil Apple I, s výstupem na TV v roce 1975. V roce 1977 přišla dvojice s vylepšenou verzí Apple II s procesorem Motorola, což byl rozdíl od tehdy téměř výhradně používaného Intelu. Apple II měl excelentní možnosti práce s grafikou, využitelnou např. pro hry. Dalším přelomem pak byl nápad Applu přidat do softwarového vybavení nový produkt - tabulkový kalkulátor, nazvanýVisiCalc. Právě VisiCals demonstroval užitečnost počítačů pro běžné uživatele, s tím, že úspěch Apple II (a VisiCalcu) přiměl uvažovat o vlastním mikropočítači dokonce samotné IBM. Snaha IBM o svůj mikropočítač pak dramaticky změnila situaci v počítačovém průmyslu 80. let 80. léta - vstup IBM na trh osobních počítačů a dopad na operační systémy V roce 1980 se po dlouhém váhaní rozhoduje pro svůj osobní počítač samotná IBM. Jakmile se jednou „velká modrá“ rozhodla, věci vzaly rychlý spád, na tak velkou korporaci 2
CPU, central−processing unit (centrální procesorová jednotka). Základní součást počítače, která provádí výpočty a řídí překlad i vykonávání instrukcí uložených v operační paměti počítače. Z technického hlediska jde o jeden elektronický obvod (jednočipový procesor) s vysokou hustotou integrace, který je umístěn na základní desce počítače.
19
nevídaný. Výběrové řízení překvapivě vyhrál díky vyjednávacím schopnostem svého šéfa Billa Gatese Microsoft. V letech 1982 až 1983 se staly osobní počítače IBM průmyslovým standardem. Na počátku IBM rozhodla, že její počítač bude plně zdokumentovaný (zásluha šéfa vývoje PC Dona Estridge), včetně BIOSu (převzatého z CP/M), z důvodu snadného vývoje rozšiřujících karet. To však pomohlo především výrobě klonů, které se díky nižší ceně a "plné" kompatibilitě teprve doopravdy zasloužily o budoucí dominanci platformy "IBM PC kompatibilní". S růstem nabídky počítačů IBM compatible, rostla i nabídka software (Lotus Development Corp’s Lotus 1-2-3 tabulkový kalkulátor, WordStar jako textový editor, dBase jako databázový software atd.). Podobně to platilo i v oblasti komponentů a periférií. Dopad existence IBM PC compatible tak velký, že byl v roce 1983 vyhlášen v Time magazínu jako "Muž roku", namísto člověka. Z tohoto hnutí na trhu PC nejvíce profitoval Microsoft, který za každý z modelů PC a jeho klonů získával licenční poplatky za MS-DOS. Osmdesátá léta - představení modelu Macintosh v roce 1984 Na počátku 80. let Apple zůstalo jediným významným výrobcem, který nepřevedl svou výrobu na IBM PC kompatibilní. Jeho Macintosh dalece překonával PC svou uživatelskou přítulností, již používal GUI a myš, tudíž nebylo třeba si pamatovat příkazy OS. Léta 90. - dominance Microsoftu na trhu operačních systémů a výzvy Microsoft 22. dubna 1990 uvedl Windows 3.0 a to se světově velkolepou a drahou kampaní, v ceně 10 milionů tehdejších dolarů. Výsledek na sebe spolu s dalším stupněm kvality nenechal dlouho čekat - nové Windows byly přijaty dobře. To Microsoft povzbudilo při vývoji dalších operačních systémů, a aby napravil výtky týkající se technologické zastaralosti jeho operačních systémů, přišel 24. srpna 1995 s plně 32-bitovým operačním systémem Windows 95. Právě tento systém se pak stal svědkem počátku sítě Internet. Ačkoliv Microsoft zpočátku Internet podceňoval, již další verze, Windows 98 a ME, byly plně připraveny pro práci s touto sítí. V této době také došlo k rozdělení vývojových větví Windows na dvě: NT (New Technology) pro profesionální použití na pracovních stanicích a serverech a 9x pro domácnosti. Toto rozdělení později zaniklo až s uvedením Windows XP, které z důvodu bezpečnosti a výkonu zavedly NT jádro jako jediné používané. Operační systémy konkurenčních společností v této době jednoznačně hrály druhé housle. Systém od IBM OS/2 mizel z pracovních stanic a Apple měl co dělat, aby se udržel jako firma – existovaly dokonce úvahy o jeho bankrotu a prodeji značky výrobci praček! Začátek nového milénia, až dnešek – nová konkurence Zdálo se, že nadvládu Microsoftu nemůže už dlouho nic narušit, snad s výjimkou soudních sporů, které na něj podávali zoufalí konkurenti. Avšak z internetového 20
undergroundu se nakonec vynořila nová konkurence – open source operační systémy, především Linux. Jejich největší výhodou byla distribuce zdarma, čemuž komerční výrobce jako MS mohl těžko konkurovat. Nakonec však největší výzvou pro tuto firmu začal být souboj platforem, po té, co se po návratu Steva Jobse v roce 1998 vzpamatoval Apple. Ten postupně začal opanovávat nezanedbatelnou část segmentu především náročnějších zákazníků. Bylo uvedeno několik další verzí OS Windows, všechny již na NT jádře. Windows NT, Vista, 7 a poslední 8 s podporou „dlaždicového“ ovládání Metro. I přes setrvávající dominanci na trhu OS pro stolní PC však Microsoft čelí několika potencionálně vážným problémům: 1. soudní spory, týkající se získání a udržování současné převahy na trhu s OS. 2. budoucnost trhu OS - vznik Internetu znamenal příchod nových možností; volně získatelné a přizpůsobitelné Open Source systémy "zdarma" jako Linux, nebo FreeBSD rovněž poněkud ohrožují dominantní pozici MS. 3. otázka důležitosti OS v budoucnosti – je docela dobře možné, že operační systém za nějaký čas bude hrát pro uživatele vlastně docela marginální úlohu.
21
4. Současná situace na trhu s operačními systémy Následující kapitola se bude věnovat analýze světového trhu s operačními systémy. Data pocházejí od analytických společností (Gartner, IDC), z průzkumů nezávislých skupin (NetApplications), případně kvalifikovaných odhadů expertů.
Rozdělení operačních systémů
4.1.
S tím jak se operační systémy vyvíjely, docházelo k jejich specializaci a segmentaci dle různých ukazatelů. Pro další pokračování je proto vhodné si současné OS rozdělit. Dělení se liší dle použitého klíče.
4.1.1. Podle typu zařízení
3
OS střediskových počítačů - existence této skupiny začala se vznikem počítačů vůbec - patří sem i první operační systémy typu IOCS, IBM/360 nebo Multics. Počítače a superpočítače, na kterých jsou tyto systémy provozovány se od např. běžných IBM PC liší hlavně v řádech - disková pole obsahují třeba i tisícovky pevných disků, základní desky stovky a tisíce CPU. Tento druh operačních systémů je orientován na zpracování velkého množství úloh současně, doprovázeného masivními objemem I/O operací. Základem architektury těchto OS je důraz na podporu dávkového zpracování úloh, timesharing a transakční zpracování. Uživatelská interaktivita může být omezena ve prospěch nerušeného zpracovávání velkého objemu dat (typicky vědecká úloha, běžící několik týdnů strojového času). Zástupci této větve může být historicky IBM/360, jeho současný nástupce IBM/390, různé verze UNIXů, v některých případech nahrazovaných upravenými variantami OS LINUX.
OS datových a síťových serverů - tyto operační systémy by se daly přirovnat k OS střediskových mainframů, avšak běží na HW řádově se mnohem více blížícím běžným osobním počítačům. Většinou běží na serverech, architekturou velmi podobných IBM PC, avšak s vyšším výkonem a spolehlivostí. Obsluhují více uživatelů najednou, často prostřednictvím sítě (od lokální až po Internet), kterým sdílí své hardwarové a softwarové prostředky. Mohou fungovat jako fileservery, tiskové servery, velmi specifickou a známou úlohu hrají webservery - jeden ze základů služby WWW sítě Internet. Od těchto OS je požadována spolehlivost a schopnost bezproblémově obsloužit velké množství požadavků (třeba i tisíce za sekundu).3 Jako typické zástupce jmenujme Oracle Solaris, FreeBSD, Linux a také řadu MS Windows Server.
OS osobních a pracovních stanic - tato kategorie historicky následovala po operačních systémech střediskových počítačů. Jejich úkolem je zajistit co možná největší komfort práce s PC uživateli, k čemu využívají většinu
http://www.hosting.cz/2009/12/hostovat-facebook-je-prace-pro-30-tisic-serveru
22
moderních vlastností - multitasking, podporu multiprocessingu (vícejádrových CPU), GUI, multimédia, snadná údržba a velká paleta snadno instalovatelných programů. Jejich dostupné programové vybavení je skutečně rozsáhlé, pestré a pokrývá snad všechny oblasti lidské činnosti. Nečastěji jsou používány pro kancelářské aplikace, multimédia (hry) a práci s Internetem. Jde o natolik známou větev OS, že svým vlivem zastiňuje existenci těch ostatních. Typickými příklady jsou MS Windows, Apple Mac OS, Linux nebo FreeBSD (OpenBSD).
OS mobilních zařízení - s postupem doby se počítače stále více zmenšovaly, až se nakonec výkon sálového počítače počátku 80. let smrsknul do zařízení ne o moc většího než dlaň, která ho drží. Na takovýchto počítačích opět běží specializovaná sorta operačních systémů, jejichž hlavní odlišností od OS pracovních stanic je nutnost vystačit s mnohem více omezenými zdroji (bráno ze současného pohledu). K významným vlastnostem patří rychlý start systému, odladěná instalace provedená již výrobcem a schopnost pracovat se širokou škálou dostupných datových konektivit a úložišť (ovladače pro obsluhu modemů bezdrátových sítí, paměťových úložišť). Musí být upraveny pro specifické ovládání mobilních zařízení (náhrady počítačové myši, dotyková obrazovka). Najdeme je nejčastěji na hanheldech (PDA), navigacích, nebo mobilních telefonech. Jako typičtí reprezentanti této větve poslouží za minulost Symbian a Palm OS, za současnost Google Android, Apple iOS, Samsung BADA, nebo Windows Phone.
Vestavěné OS - vestavěné (emdedded) OS najdeme nejčastěji buď v řídících zařízeních, nebo jednoúčelových počítačích. Typickými příklady mohou být za spotřební elektroniku různé settopboxy, herní konzole, levnější mobilní telefony, multimediální přehrávače, fotoaparáty, kalkulačky nebo třeba mikrovlnné trouby. Z jiného segmentu jmenujme autonomní zařízení (inteligentní sensory, vesmírné satelity), stroje (NC soustruhy), nebo OS běžící na čipových kartách. Jako další část této větve můžeme uvést real-time operační systémy (RTOS), jejichž hlavním úkolem je schopnost co možná nejrychlejší reakce. Ty najdeme např. v továrních zařízeních, palubních počítačích (letadel, aut, lodí), kontrolních stanicích (jaderných elektráren). Typickými zástupci této kategorie jsou různé upravené verze Linuxu, MS Windows, za real-time OS QNX, WxWorks, nebo RTLinux, za čipové karty např. MULTOS.
4.1.2. Podle vývojových skupin Vztaženo k současnosti lze vývoj operačních systémů shrnout do tří základních větví. Dvě mají svůj základ ve světě osobních počítačů, avšak zasahují svou působností i další segmenty IT, jako počítače střediskové, síťové či embedded. Do třetí větve se pak řadí systémy, které vznikaly nezávisle na hlavním proudu, i když se s ním v minulosti mohly křížit, nebo mít podobné základy (systémy sálových PC, Real-Time OS)
Unix - Unix, nepřímo vzešlý z vývoje slibného operačního systému Bellových Laboratoří General Electric a MIT Multics, se stal základem pro mnoho dalších
23
významných systémů dneška. Unixové systémy mívají alespoň částečně otevřený kód 4 a díky tomu i větší množství různých nezávislých dodavatelů. Verze Unixu i nástupnických systémů se mohou i značně lišit, v závislosti na přání jeho výrobce. Unix se stal předchůdcem i zdánlivě odlišných systémů, které se však v něm minimálně inspirovaly. Za tyto jmenujme OS DOS, nebo některé real-timové systémy (RTLinux). Kromě samotného užití Unixu (HP Unix) běžícího dnes hlavně na střediskových počítačích, nástupci z hlediska otevřené licence jsou FreeBSD (OpenBSD), používaný hlavně v síťových aplikacích, Open Solaris, nebo OS Linux. S části uzavřenou licencí pak jako nástupce Unixu může posloužit rodina OS společnosti Apple (MAC OS, iOS), případně předchůdce ze společnosti NeXT, NeXT OS.
MS Windows - přímým konkurentem světa Unixu jsou pak systémy Windows společnosti Microsoft. Jde tak trochu i o rozdíl mezi různými světy, kdy Unix se používal původně spíše v univerzitním prostředí, nebo naopak prostorách těch největších společností, Windows byly od začátku určeny pro domácí uživatele a menší až střední firmy. Windows mají zcela uzavřený zdrojový kód a neexistují tak žádní další dodavatelé, než Microsoft. To na jednu stranu zamezuje konkurenci v tomto sektoru, na druhou stranu však z drtivé většiny odstraňuje problémy s kompatibilitou napříč verzemi, tak jak je známe z unixového světa. Z produktů Windows (a tím i Microsoftu) jmenujme Windows 3.11, 95, NT, Seven, Mobile, nebo Windows RT, určenou pro procesory ARM (mobilní zařízení).
Další systémy - ačkoliv dnes i 94 % superpočítačů používá nějakou verzi OS LINUX5, existují i systémy vzniklé a pokračující nezávisle. Za tyto jmenujme alespoň IBM OS/390 (Z/Architecture), QNX, HP OpenVMS, embeded OS (Java Card OpenPlatform, Cisco OS), real-time operační systémy (VxWorks), OS mobilních zařízení (Symbian, Palm OS), nebo raritní a experimentální OS (BeOS, brickOS, Cambridge CAP OS). 4.1.3. Podle způsobu zpracování dat
4
Jednoúlohové OS - systém dokáže spravovat pouze jeden proces, běží na něm pouze jedna úloha, všechny prostředky jsou věnovány jediné, právě běžící úloze. Pracovat s operačním systémem může pouze jeden uživatel současně. Typičtí představitelé jsou k nalezení v začátcích počítačů - IOCS, nebo operační systémy na chytrých platebních kartách.
Víceúlohové OS - systém dokáže spravovat více procesů, nechat běžet více úloh současně, umožňuje sdílení prostředků a plánování procesů. Podporuje současnou práci více uživatelů současně. Typický přestavitel: OS Windows 95, Apple System.
Víceprocesorové (multiprocessing) - systém dokáže spravovat více procesů, nechat běžet více úloh současně, umožňuje sdílení prostředků a plánování procesů. Podporuje
KUČERA, František, Možnosti využití svobodného a otevřeného softwaru pro podnikání, 2011.
5
https://www.linux.com/news/enterprise/high-performance/147-high-performance/666669-94-percent-of-the-worlds-top500-supercomputers-run-linux-
24
současnou práci více uživatelů současně a to za simultánního běhu na více CPU (nebo jader CPU). Typičtí představitelé: všechny nové OS pro většinové použití, Google Android, Windows 7, Cisco OS.
Vícepočítačové (multicomputing) - jinak též distribuované (paralelní) systémy se skládají z navzájem nezávislých výpočetních jednotek, které nesdílejí společnou paměť a komunikují spolu prostřednictvím zpráv posílaných přes počítačovou síť. To v praxi představuje velké množství např. obyčejných IBM PC propojených do sítě. Většina z nich pracuje na modelu klient/server. Jejich úlohou je spojit prostředí mnoha nezávislých počítačů (výpočetních jednotek) do jednoho, aby uživatel měl pocit, jako kdyby pracoval se standardním mainframe. Jsou užívány pro úzce specializované, většinou vědecké úlohy, kde je třeba zpracovat malým množstvím úloh velké množství dat. Tuto skupinu reprezentují OS Amoeba (jedním z autorů je Andrew S. Tanenbaum), Chorus, nebo Spring.6
Pro účely této práce bude nejvhodnější použít rozdělení dle typu zařízení.
4.2. Dostupná data zastoupení jednotlivých OS Pokud chceme analyzovat zastoupení různých druhů operačních systémů na trhu, narazíme na problém, jak tato čísla objektivně zjistit. Zatímco podle jedné metodiky jsou určité verze operačního systému odděleny (Linux pro osobní PC a v embedded systémech), podle druhé patří do jedné skupiny. Stejně tak může být obtížné, vůbec nějak zjistit, které operační systémy se aktuálně po celém světě používají. V některých případech mohou být vhodným zdrojem zprávy státních regulátorů, především v případě mobilních OS. Vzhledem k různým soudním sporům mezi výrobci se však mohou pro určité roky týkat i dodavatelů jiných druhů OS (soudní spory o monopol systému Windows společnosti Microsoft). Většina (globálního) trhu však zůstává z těchto dat nedohledatelná, dokud nějakým způsobem nezačnou stát zajímat. Jako další zdroj mohou dobře posloužit analýzy vydávané experty, nebo analytickými společnostmi v odborných publikacích. Tato data by měla být nejpřesnější a také nejaktuálnější, problémem může být, jak se k nim dostat (vysoká pořizovací cena) tak rovněž omezení na určitý úzký výsek trhu. Jako třetí informační kanál v některých případech poslouží studie přímo od samotných výrobců operačních systémů. K výhodám takových dat patří aktuálnost, přesnost a snadná dostupnost. Na druhou stranu je však celkem zřejmé, že takováto studie může snadno (i když jen nějakou měkkou formou) stranit svému laskavému zadavateli. Ve většině případů bude nejlepší používat druhý uvedený zdroj informací, v některých kapitolách však mohou posloužit i informace dodavatelů OS. Pro každou kapitolu budu proto uvádět, jaký zdroj byl pro získání dat použit.
4.3. Rozbor situace na trhu s operačními systémy V následující kapitole bude proveden rozbor stávající situace na trhu s operačními systémy, jemuž jako základ poslouží rozdělení dle OS dle typu zařízení, na kterém běží. 6
ZAVORAL,Filip, Distribuované operační systémy, Pomocné učební texty k stejnojmenné přednášce. 2001
25
4.3.1. Žebříček TOP500.org Projekt TOP500 hodnotí a analyzuje 500 nejvýkonnějších současných počítačových systémů světa. Jeho počátky se datují do roku 1993, kdy se za účelem jeho sestavení daly dohromady týmy Hanse Meuera z Mannheimské univerzity v Německu, Jacka Dongarra z univerzity v Tenesse, USA a Ericha Strohmaiera s Horstem Simonem z NERSC/Lawrence národní laboratoře v Berkeley. 7 TOP500 přináší dvakrát ročně aktualizovaný seznam superpočítačů, z toho první aktualizace přichází vždy s konáním Mezinárodní superpočítačové konference v červnu, druhá v listopadu se superpočítačovou konferencí ACM/IEEE. Projekt si klade za cíl poskytnout spolehlivý základ pro sledování a odhalování trendů v oblasti vysoce výkonných výpočetních systémů. K tomu využívá benchmark HPL, upravenou implementaci testovací utility LINPACK, k měření výkonu již od 70. let a napsanou v jazyce FORTRAN. Postupem času se TOP500 stal ostře sledovaným a respektovaným základem pro hodnocení výkonu současných superpočítačů. V následující kapitole budou data z jeho výzkumu použita pro rozbor situace na trhu OS pro tuto sortu počítačů. 4.3.2. OS střediskových počítačů Superpočítače (mainframy) byly vlastně prvními opravdovými počítači, které na Zemi spatřily světlo světa. V minulosti tak provozovaly celou škálu operačních systémů, z nichž některé se staly legendárními, jiné základem operačních systémů současných a některé z nich obojí. Na jejich prvních verzích dokonce neběžel ani žádný operační systém - programovaly se pomocí assembleru, nebo dokonce přepínáním mechanických přepínačů. Ačkoliv tedy superpočítače z hlediska početního zastoupení tvoří opravdovou minoritu (několik tisícovek kusů po celém světě), ukazatel využití operačního systému v jejich segmentu představuje určitým způsobem prestižní záležitost. Proto může příznivce operačního systému Linux velmi potěšit, že jejich oblíbenec v tomto roce zajistil chod celých 97,4 % superpočítačů na tomto světě. Podle přehledu TOP500 uvedeného 18. června je zřejmé, že v této oblasti naprosto dominuje operační systém Linux. Všech deset nejrychlejších superpočítačů světa běží na nějaké modifikaci tohoto OS,8 a teprve od 44. pozice nadvládu narušuje OS IBM AIX (který však představuje variantu UNIXu). MS Windows HPC 2008, určený pro superpočítače, ovládá pouze tři kusy superpočítačů. Podle instalací funguje Linux na 95,2 % počítačů, dle procesorového výkonu dokonce na 97,4 %. Nejrychlejší systém s MS Windows se nachází v Číně a na 187. místě přehledu.9 Doplňme tento přehled čerstvým průzkumem z listopadu 2013. Podle něj za několik měsíců podíl Linuxu v nejvýkonnějších strojích ještě stoupl, a to na 96,4 %, následován UNIXem (IBM AIX) s 2,2 % a Windows s 0,8 % (nárůst o jeden superpočítač).
7
TOP500, videopřednáška. URL http://www.youtube.com/watch?v=zTIKUxO9kf4 http://businessworld.cz/infrastruktura/ve-svete-superpocitacu-dominuje-linux-10965 9 http://www.top500.org/statistics/sublist/ 8
26
Druh OS
Počet ks
Celkový tržní podíl (%)
Rmax (GFlops)
Rpeak (GFlops)
Linux
482
96,4
244 945 300
358 396 841
Unix Windows Mixed BSD based
11 4 2 1
2,2 0,8 0,4 0,2
3 496 347 1 184 521 331 900 122 400
4 208 920 1 420 492 401 203 131 072
Jader CPU 20 125 301 137 536 417 792 38 784 1 280
Tabulka 1: výzkum organizace TOP500 z listopadu 2013, zdroj: http://www.top500.org/statistics/details/osfam/7
Následující tabulka probírá detailněji zastoupení přímo jednotlivých operačních systémů. Jen samotný „obecný“ Linux zabírá 82,8 % tržního podílu, další místa zabírají „brandované“ verze toho samého systému, jako Cray Linux (výrobce superpočítačů Cray), Suse, CentOS (plně open-source verze částečně komerčního Linux OS Red Hat), již zmiňovaný AIX atd. Zajímavě vypadá Kylin Linux, který až nainstalován pouze na jenom počítači, běží na celých 3 120 000 jader CPU. Jedná se o čínskou verzi nejdříve BSD, nyní UBUNTu Linux, která je provozována na celosvětově nejvýkonnějším čínském superpočítači Tianhe-2. Ten kombinuje 12jádrové procesory Intel Xeon E5-2692 s výpočetními “grafickými” kartami Intel Xeon Phi 31S1P. Operační systém Linux Cray Linux Environment SUSE Linux Enterprise Server CentOS AIX CNK/SLES Bullx Linux RHEL 6.2 Redhat Enterprise Linux bullx SUperCOmputer Suite A.E.2.1 Redhat Linux SLES10 + SGI ProPack 5 Super-UX Windows Azure CNL Windows HPC 2008 Scientific Linux RHEL 6.1 SUSE Linux Kylin Linux
414
Celkový tržní podíl (%) 82,8
Rmax (GFlops) 158 369 073
Rpeak (GFlops) 230 603 982
20
4
30 911 722
43 804 792
1 302 984
13
2,6
9 174 795
13 081 620
432 150
11 11 4 4 4
2,2 2,2 0,8 0,8 0,8
2 685 015 3 496 347 1 184 521 1 103 827 1 738 900
3 654 410 4 208 920 1 330 204 2 132 582 3 388 905
192 552 137 536 417 792 50 960 102 528
4
0,8
2 571 639
3 583 180
321 976
3
0,6
2 942 070
424 760
165 888
2
0,4
327 834
439 910
26 636
2
0,4
398 000
131 072
38 400
1 1 1
0,2 0,2 0,2
122 400 151 300 165 600
167 731 201 216 233 216
1 280 8 064 20 960
1
0,2
180 600
233 472
30 720
1 1 1 1
0,2 0,2 0,2 0,2
188 725 230 600 274 800 33 862 700
199 680 340 915 308 283 54 902 400
9 600 37 056 26 304 3 120 000
Počet ks
Jader CPU 14 277 307
Tabulka 2: výzkum organizace TOP500 z listopadu 2013, zdroj: http://www.top500.org/statistics/details/osfam/7
27
Obrázek 3: Zastoupení operačních systémů na pětistech nejvýkonnějších počítačích světa, zdroj: http://www.top500.org/statistics/sublist/
4.3.3. Metody rozboru zastoupení OS datových a síťových serverů Získat důvěryhodná data o zastoupení něčeho tak marketingově a obchodně kritického, jako jsou masově prodávané operační systémy pro servery není tak jednoduché, jak by se mohlo na první pohled zdát. Společnosti, dodávající tyto systémy možná disponují přesnými údaji o prodeji jejich produktů, avšak z celkem pochopitelných důvodů s nimi nerady chodí na světlo, možná s výjimkami marketingové hodnocení některého z jejich úspěchů. Dále samozřejmě neexistuje žádná centrální evidence používaných systémů, kam by se např. každý uživatel takového OS musel i s příslušnými biometrickými udají povinně registrovat. Velké slovo v této nejasné situaci má i softwarové pirátství, kdy komerčně prodávaných OS může v některých částech světa ve skutečnosti běžet i několikanásobně více, než by napovídaly počty prodejů. Pokud tedy chce analytik získat použitelná data z této oblasti, musí trochu improvizovat. V současnosti se používají dva hlavní způsoby zjištění zastoupení operačních systémů na trhu. Průzkum veřejně přístupných serverů – výhodným způsobem, jak zjistit zastoupení tohoto segmentu operačních systémů na trhu, je průzkum veřejně přístupných serverů, jako jsou například webové servery, mailservery, nebo internetové DNS. Tento způsob však může přinést světlo pouze do oblasti serverů přístupných z veřejných počítačových sítí. Jako příklad, jak takový průzkum probíhá, může posloužit metodika společnosti Netcraft Ltd., soukromé britské konzultingové společnosti, zabývající se poskytováním expertíz za počítačovou bezpečnost a online služby. Světová síť Internet se velmi zjednodušeně řečeno skládá z komunikačních linek, dále zařízení, řídících provoz po těchto linkách (routery) a dále (v zásadě řečeno) počítačů. Tyto počítače se dělí na dva druhy - stanice koncových uživatelů, konzumující obsah a servery, obsah poskytující. Když spolu koncová stanice a server navazují spojení, dojde k výměně jistých nutných informací, potřebných k jeho započetí, udržení a ukončení. Nějaké informace obsahuje UDP spojení, další TCP, jiné komunikace DNS serveru s protějškem. Netcraft 28
využívá pro svou těžbu informací např. "HEAD" request, posílaný z internetového prohlížeče jejich "klientských" počítačů na servery. Tento head request obsahuje jednoduchý dotaz: HEAD / HTTP/1.0 User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; SecuritySpace WebSurvey; http://www.securityspace.com ) Accept: text/plain,text/html Na tento request pak internetový server vrátí odpověď, reprezentovanou mnoha údaji, mimo jiné, který webový server je používán pro odesílání webových stránek, čas a také informaci, na kterém operačním systému tento software běží. Např. v červnu 2013 bylo tímto způsobem kontaktováno 672 985 183 internetových adres (platí však, že vždy více takových adres běží na stejném serveru).
Obrázek 4: Počet zkoumaných internetových serverů společností Netcraft v průběhu času. Zdroj: netcraft.com
Data od výrobců serverů - další dobře použitelnou cestou, jak zjistit zastoupení i systémů, které nejsou veřejně přístupné, je použití dat od výrobců serverů a samotných dodavatelů operačních systémů. Použitím této metody může být podíl jednotlivých operačních systémů odhadnut buď podle počtu kusů prodaných serverů, nebo podle tržeb společností dodávajících OS. První způsob se v každém případě primárně týká prodaného HW, nepřímo však lze zjistit i aktuální množství prodaných licencí OS, dodávaných s prodanými servery. Podle uveřejněných tržeb softwarových společností za jejich OS se rovněž dá dobře vypočítat množství jejich produktů na trhu, je však třeba zohlednit další části těchto příjmů (uživatelská podpora) a odlišnou licenční politiku pro různé zákazníky. Zatímco první zmiňovaný způsob (veřejně přístupné servery) je vhodný pro zjištění aktuálního stavu, druhý dobře poslouží pro zjištění trendu na poli OS.
29
4.3.4. OS datových a síťových serverů Pro následující přehled budou použita data z průzkumu analytické společnosti W3Techs z ledna roku 2013, provedená na jednom milionu veřejně dostupných webových serverů. Dále pak data od společnosti IDC vydaná 27. února 2013.10 11 Podle výzkumu W3Tech vypadaly prodeje serverů z pohledu OS v prvním kvartálu roku 2013 takto. Zdroj Datum Metoda W3Tech Q1/13 Web
Unix celkem 64,7 %
BSD 1.16%
Linux 32.9%
Ostatní 30.5%
Windows 35.3%
Tabulka 3: výzkum rozšířenosti serverových OS dle společnosti W3Tech, Q1/2013
Podle výzkumu IDC vypadaly prodeje serverů z pohledu OS ve čtvrtém kvartálu roku 2012 takto. Zdroj
Datum
Metoda
Unix
IDC
Q4/12
Revenue
17.6 %
Linux 20,4 %
z/OS
Windows
12,3 %
45,8 %
Tabulka 4: výzkum rozšířenosti serverových OS dle společnosti IDC, Q4/13
Jak tyto statistiky ukazují 64.7% serverů obsluhuje nějaká forma unixového systému (z toho nejčastěji open source klony Linux a BSD), zbytek pak nějaká verze OS Windows od společnosti Microsoft. Avšak dle statistiky prodaných počítačů za poslední kvartál minulého roku je zaznamenatelný nárůst podílu systému od Microsoftu s 45,8 %, zatímco na Unix-like systémy zbývá 38 %. Nutno podotknout, že IDC počítá do systémů pro servery i OS IBM Z/OS, provozovaný na mainframech. Podle průzkumu v předchozí kapitole však drtivou většinu mainframů ovládá systém Linux, proto by tato odchylka neměla být příliš významná. 4.3.5 Metody rozboru zastoupení OS pracovních stanic Rovněž o tomto segmentu je poměrně těžké získat objektivní a přitom třeba i za poplatek dostupná data. Cestou mohou být odhady analytických domů (Gartner), avšak přesný způsob konstrukce těchto odhadů zůstává utajovaným know-how těchto společností. Rámcově vzato pocházejí z informací o současných prodejích počítačů a operačních systémů. To však zavádí další problém, protože většina počítačů se prodává s předinstalovaným OS; to ale neznamená, že si koncový uživatel takový systém nezměnil dle své preference. Ještě větším nedostatkem je nezohlednění pirátských kopií těchto systémů, které zvláště v rozvojových zemích mohou tvořit velkou většinu. Např. podle odhadu společnosti IDC z roku 2009, až 80 % software v ČLR je pirátského původu.12 Další metodou jsou údaje z webových prohlížečů počítačů připojených na Internet. Každý prohlížeč při komunikaci s webovým serverem odesílá o sobě určitá data, mezi jinými
10
Worldwide Server Market Rebounds Sharply in Fourth Quarter as Demand for x86 Servers and High-end Systems Leads the Way, According to IDC. URL: http://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS23974913 11 Usage of operating systems for websites". W3Techs. January 2013.URL: http://w3techs.com/technologies/overview/operating_system/all 12 Software Pirates in China Beat Microsoft to the Punch". The New York Times. 19 October 2009. URL: http://www.nytimes.com/2009/10/19/business/global/19iht-windows.html
30
webový požadavek, adresu IP, typ prohlížeče a typ použitého OS.13 Způsob jejich získávání je podobný jako serverových OS, s tím rozdílem, že se sbírají data z koncových stanic, prakticky řečeno analytická společnosti odkupuje data od společností vlastnících hojně navštěvované internetové servery. 4.3.6 Historičtí sokové Apple a Microsoft Specifikem trhu osobních počítačů je historický souboj mezi dvěma souputníky, operačními systémy společností Apple a Microsoft. Zatímco Apple téměř vždy dodávalo svůj OS na svých počítačích (s výjimkou éry PowerPC), Microsoft se stal dodavatelem široké škály samostatných výrobců počítačů. V roce 1975 Steve Jobs a Steve Wozniak založili společnost Apple Computer. Byli rozhodnuti dostat mikropočítač z mrakodrapů velkých korporací do běžných amerických domácností. Jejich mikropočítač se měl od základu skládat z klávesnice, disketové mechaniky a obrazového výstupu. Tuto vizi ztělesnil osobní počítač Apple I. Původní verze operačního systému byla napsána samotným Stevem Wozniakem a inspiraci čerpala z populárního UNIXu. Dalším milníkem se stal v roce 1984 model Macintosh, který přinesl pro tehdejší dobu něco nevídaného - grafické uživatelské rozhraní (GUI), podpořené ovládáním pomocí myši (což Apple přebral od laboratoří firmy Xerox). Ačkoliv tento koncept byl pro svou dobu revoluční a provázela ho velká marketingová podpora (uvedení v reklamě během dalšího ročníku Super Bowlu), kvůli jeho uzavřenému designu nakonec prodeje přinesly spíše zklamání. Ve stejné době (duben 1975) byla založena dvěma studenty Harwardské univerzity, Billem Gatesem a Paulem Allenem společnost Microsoft. Uvedla se vývojem programovacího jazyku BASIC pro vůbec první domácí počítač Altair, a pokračovala se systémem MS DOS, který v jednom z "kontraktů století" díky svým brilantním obchodním schopnostem Bill Gates prodal IBM. Ačkoliv tento řádkový OS udělal i díky softwarovému pirátství a rovoji klonů IBM PC strojů z majitelů Microsoftu miliardáře, operačnímu systému (nazývanému jednoduše "System") od Apple s GUI nemohl konkurovat. Bill Gates proto rozšířil s Apple spolupráci, která vzala základ už při vývoji BASICu pro počítače této firmy, na podílení se při vývoji některých částí OS System. Když tímto způsobem nabral Microsoft potřebné knowhow, uvedl za nějaký čas vlastní Microsoft Windows. Ačkoliv se nejednalo o plnohodnotný operační systém (byl nadstavbou DOSu), jednalo se o významnou konkurenci systému od Apple. Znovu díky výborným vyjednávacím schopnostem Billa Gatese se podařilo uzavřít mezi Microsoftem a Apple smlouvu o koexistenci obou systémů. Nicméně MS Windows byly v zásadě opravdu kopií Systemu od Apple, což se projevilo v pozdějších soudních sporech. Již v další verzi Windows 2.0 Apple konečně rozpoznal hrozbu (za dva měsíce se prodalo více než 5 milionů kopií) a s odvoláním na předchozí smlouvu podal na Gatesovu firmu žalobu. Soudní spor týkající se porušení autorských práv a okopírování vzhledu rozhraní z počítače Macintosh trval celých pět let. Na jeho konci byla žaloba Applu zamítnuta (dle výnosu se zmiňovaná smlouva např. týkala pouze Windows první verze), což znamenalo pro jablečnou firmu obrovský šok, a pro Microsoft jedno z mnoha nakopnutí vpřed.
13
http://www.google.com/intl/cs/policies/privacy/archive/20090311/
31
Dnes zůstává systém MacOS (nástupce původního Systemu) minoritním OS ve světě osobních počítačů (6,21 % v roce 2013), zasahující pouze prodávané počítače společnosti Apple. Ačkoliv technicky i počtem inovací vede nad svým konkurentem od Microsoftu, především díky uzavřenosti platformy počítačů Apple, horšímu marketingu a obchodním dovednostem (spolu s trochou smůly) se stal tím, který v historii prohrál. Tuto skutečnost si však Apple trochu odčinil na poli OS pro mobilní zařízení. 4.3.7 OS osobních a pracovních stanic Jak je vidět, trhu osobních počítačů stále vládnou Microsoft Windows s více než 70 % tržního podílu. Následuje Apple se svým OS X a pouhými 6,21 %, a ještě nižší zastoupení Linuxu s 1,29 %. To je však sestupná tendence oproti minulosti, kdy např. v roce 2000 měly Microsoft OS 92,1% podíl v nově prodaných PC. 14
Obrázek 5: výzkum organizace Net Market Share z října 2013, zdroj: http://marketshare.hitslink.com/operatingsystem-market-share.aspx?qprid=10&qpcustomd=0
Další průzkum pochází od neziskové organizace Wikipedia.org, provozující věhlasnou stejnojmennou internetovou encyklopedii. Zde je měřen počet přístupů na její součást Wikimedia (úložiště pro mediální část), v milionech za období jednoho měsíce od 1. října do 31. října 2013. První tři příčky přístupů zde zastupují produkty Microsoftu Windows 7 (NT 6.1), pak XP (NT 5.1) a Windows 8 (NT 6.2), následně s necelými 5 % MAC OS X 10.8. Dohromady obsáhly produkty Microsoft Windows 54,05% následovány MAC OS s 12,52 %, stanice provozující Linux obsadily pouhých 2,32 %. Celkový součet 72,8 % pak připadá na celkový podíl stolních počítačů, zbylých 37,2 % zabírají jiná zařízení.
Operační systém Windows 7 / Server 2008 R2 Windows XP Windows 8 / Server 2012 Mac Intel OS X 10.8 Other Windows Vista / Server 2008 Mac Intel OS X 10.6 Mac Intel OS X 10.7 Linux x86.64 Other Mac Intel OS X 10.9 Windows 8.1
Počet požadavků (v milionech) 78 682 25 591 15 826 11 924 8 779 7 672 7 003 6 768 3 705 3 528 1 102
14
Microsoft and Windows through the years - The Seattle Times. URL: http://seattletimes.nwsource.com/news/business/links/vista19.pdf
32
Podíl požadavků (%) 32,61 10,61 6,56 4,94 3,64 3,18 2,9 2,81 1,54 1,46 0,46
Mac Intel OS X 10.5 Linux i686 Ubuntu Linux i686 Other Linux x86.64 Ubuntu Windows NT 5.2 Windows NT 5.0 Mac Intel OS X 10.4 Linux Other Mac PowerPC OS X Mac PowerPC OS X Total
988 772 677 520 516 512 366 151 91,6 75,6 175 691
0,41 0,32 0,28 0,22 0,21 0,21 0,15 0,06 0,04 0,03 72,8
Tabulka 5: přístupy na servery Wikimedia.org za říjen 2013, v milionech přístupů, zdroj: wikimedia.org
4.3.8 Metody rozboru zastoupení OS mobilních zařízení U tohoto typu operačních systémů je o poznání jednodušší odhadnout jejich tržní podíl. Až na vcelku bezvýznamné výjimky zde nehrozí žádné softwarové pirátství. Systémy totiž přicházejí předinstalované, a uživatelé je zpravidla nemění, naopak si mobilní zařízení kupují i dle použitého typu OS. Proto počet prodaných zařízení s uvedenými OS dobře reprezentuje i tržní podíly jednotlivých OS. 4.3.9 OS mobilních zařízení Mobilní zařízení, reprezentované dnes především telefony a od roku 2010, kdy byl uveden Apple iPad i tablety, značně ukusují z tržního podílu notebooků a ostatních osobních počítačů vůbec. Ten výrobce, který ovládne segment mobilních zařízení, se může stát Microsoftem příštích desetiletí. Zdroj Gartner
Datum Metoda Units 08/2013 sold
iOS 14,2 %
Android BlackBerry Symbian Bada Windows Ostatní 0,4 79,0 % 2,7 % 0,3 % 3,3 % 0,2 % %
Tabulka 6: přehled tržního zastoupení mobilních operačních systému dle spol. Garner15 Zdroj: http://www.gartner.com/newsroom/id/2573415
Z průzkumu společnosti Gartner provedeného v srpnu 2013 obsahovalo 79 % mobilních zařízení prodaných v druhém kvartále stejného roku operační systém Android, 14,2 % Apple iOS, jen 3,3 % MS Windows Phone, 2,7 % RIM BlackBerry a 0,9 % patřilo ostatním, např. Samsung BADA, nebo proprietárním čínským systémům. Zde vzniká poněkud schizofrenní situace pro některé výrobce, když sami poskytují vlastní operační systém, avšak většinu prodejů jim přináší systém konkurence (Samsung s jeho OS BADA). Z prodeje již zcela vypadl kdysi slavný systém Nokia Symbian, který nahradily Windows Phone, v souvislosti s akvizicí této firmy spol. Microsoft. 16 I zde mohou k dalšímu průzkumu posloužit data z měření přístupů na internetové servery. Použitá data tentokrát pocházejí od společnosti StatCounter, sebraná za měsíc říjen 2013.
15
Garner. Worldwide Smartphone Sales to End Users by Operating System in 2Q13. URL: http://www.gartner.com/newsroom/id/2573415 16 Microsoft koupil Nokii a akcie finského výrobce vystřelily o desítky procent. URL: http://byznys.ihned.cz/c1-60569760microsoft-koupil-nokii-a-akcie-finskeho-vyrobce-vystrelily-o-desitky-procent
33
Obrázek 6: přehled tržního zastoupení mobilních operačních systému dle výzkumu StatCounter. Zdroj: http://gs.statcounter.com/#mobile_os-ww-monthly-201310-201310-bar
Podle tohoto průzkumu jednoznačně dominuje operační systém Android s 39,39 % zastoupení na mobilních zařízeních, následován Apple iOS s 20,54 %, OS Nokia Symbian Series 40 s 14,64 %, dále poslední uvedenou verzí Nokia Symbianu zastoupenou 6,49 %, „Samsung“ reprezentující jak OS Bada, tak především proprietární operační systémy na jeho levnějších telefonech, komunikátor BlackBerry s 3,81 %. Na Windows Phone připadá pouhých 1,71 %, zdálky předstihlých položkami „unknown“ a „other“, představujících vše od upravených mainstreamových telefonů, chyb v TCP/IP komunikaci až po exotická mobilní zařízení čínských výrobců. 4.3.10 Vestavěné (embedded) operační systémy Tento segment obsahuje velké množství různých zařízení, které rovněž obsahují různé operační systémy. Pro potřeby této práce, jejímž účelem je zjistit situaci na trhu operačních systémů z pohledu celku a globálně, jsem proto vybral dva typické zástupce embedded systémů, s jejichž daty budu nadále pracovat.
herní konzole
I herní konzole patří do embedded systémů a objemem svého prodeje patří k významné položce na trhu s počítači. Např. společnost SONY očekává u svého nového typu s pořadovým číslem čtyři prodej tří milionů kusů do konce roku 2013 (údaj z počátku listopadu), následně 5 milionů do března roku 2014. Produktu konkurence, Microsoft Xbox 360 se dle tvrzení výrobce prodalo až do dnešních dnů 80 milionů kusů.17 Stejně jako u mobilních zařízení, i zde se snadno zjišťuje tržní podíl jednotlivých OS, protože přicházejí předinstalovány na zařízení, a uživatelé nemají příliš důvodů je měnit. 17
Microsoft: Po celém světě se prodalo 80 milionů kusů Xboxu 360. URL: http://www.zing.cz/novinky/19477/microsoft-pocelem-svete-se-prodalo-80-milionu-kusu-xboxu-360
34
Situace na tomto trhu je velmi vyrovnaná. Oba hlavní výrobci, Microsoft i SONY jen těsně po sobě tento rok vyhlásili dosažení mety 80 milionů prodaných nejnovějších typů jejich konzolí. SONY tohoto čísla dosáhla v listopadu 2013,18 Microsoft u konzole Xbox 360 již v říjnu toho samého roku. Poslední úspěšná konzole od společnosti Nintendo, Nintendo Wii pak do října tohoto roku dokázala zaplavit svět celými 70,93 miliony ks svého výrobku.19 Z výše uvedených dat je vidět, že trh operačních systémů konzolí je rozdělen prakticky stejně, co se týká konzolí Microsoftu a Sony, celkem s přehledem vede Nintendo se svou Wii. Rozdělení operačních systémů na těchto přístrojích kopíruje rozdělení výrobků, na kterých tyto OS běží. Konzole MS PlayStation 360 využívá speciální verzi Windows 2000, PlayStation CellOS, u kterého se předpokládá, že pochází ze systému FreeBSD, Nintendo svůj IOS (Internal Operating Systems, nebo Input Output Systems), což je proprietární verze vlastního systému určená pro procesory ARM.20 Zatím spíše zajímavostí je konzole Ouya, která vznikla jako crowdsourcingový projekt a jedná se vlastně o tablet, nebo mobilní telefon nainstalovaný do formy malé herní konzole, i s potřebným příslušenstvím, jako je např. herní ovladač. Běží na ní operační systém Android, a její zastoupení na trhu se zatím i vzhledem k opravdu nedávnému uvedení (červen 2013) limitně blíží nule.21 Značka konzole MS Xbox 360 Sony Playstation 3 Nintendo Wii Ouya
Celkové zastoupení (%) 29,5 29,3 40,9 0
Počet prodaných kusů (mil. ks) 80+ 80+ 100,3 22 cca10 000+
Tabulka 7: zastoupení OS herních konzolí, zdroj: http://tech.ihned.cz/c1-59335660-nintendo-wii-u-spatne-prodeje
domácí routery
Domácí routery, v současnosti především šířící bezdrátovou síť standardu 802.11a/b/g/n (Wi-Fi) vesměs využívají upravené distribuce open source systému Linux. Tyto distribuce často vytváří přímo dodavatelé čipových sad těchto routerů, kteří k nim přidávají i příslušné SDK (Small Developement Kit), umožňující si každému výrobci zvlášť dodávaný systém upravit podle svého. Další, i když možností rozhodně pro technicky založenější uživatele, je instalace vlastního systému. Zde lze jako příklad uvést dvě možnosti. Komerční systém litevského výrobce Mikrotik,23 a nekomerční open source distribuci OpenWRT/DDWRT.24
18
model PlayStation 3, prodávaný od roku 2006. URL: http://cs.wikipedia.org/wiki/PlayStation_3 Nintendo v nesnázích: žádná jiná konzole se v historii neprodávala tak špatně jako Wii U. URL: http://tech.ihned.cz/c159335660-nintendo-wii-u-spatne-prodeje 20 IOS: history, build process. URL: http://hackmii.com/2009/06/ios-history-build-process 21 http://arstechnica.com/gaming/2013/06/ouya-hardware-impressions-a-k-a-indie-game-the-console/ 22 Odhad dle http://www.gameranx.com/features/id/17077/article/ouya-s-free-the-games-promotion-incites-dubiouskickstarter-behavior 23 http://www.mikrotik.com 24 https://openwrt.org 19
35
5. Obchodní modely distribuce operačních systémů V následující kapitole si probereme používané obchodní modely v případě distribuce operačních systémů. Odvětví operačních systémů je dostatečně pestré, aby v jejich případě existovalo větší množství používaných business modelů. Historickým vývojem se tento software posunul od prostého prodeje licencí k distribuci spolu se zařízením, na kterém OS poběží, platbou za klientskou podporu nebo dokonce i nabídce "zdarma".
5.1. Typy používaných obchodních modelů 5.1.1. Prodej tradičních licencí Tento obchodní model je celkem přirozeně jedním z nejstarších a jeho kořeny sahají až ke vzniku komerčního software vůbec. V oblasti operačních systémů přivedl ke slávě především společnosti Microsoft a Apple. Především první jmenovaná si tímto způsobem vydělala na svou další existenci, když se jejímu šéfovi Billu Gatesovi díky výborným vyjednávacím schopnostem a znalostem požadavků zákazníka podařilo prosadit samostatný prodej licencí operačního systému (MS) DOS oproti přímému prodeji všech práv IBM. Podstatou tohoto modelu je prodej kombinovaného produktu, který zahrnuje jak licence k použití OS, tak i určitou úroveň služeb technické podpory a aktualizací. V praxi tak distribuce OS vypadá podobně jako u většiny jiných produktů. Zákazník přijde do obchodu, vybere si operační systém, odnese ho k prodavači a seznámen s obchodními podmínkami zaplatí, čímž se OS stane jeho majetkem, jako např. i vysavač, který také zakoupil. A obdobně jako u vysavače, i na OS získává zákazník určitou, obchodními podmínkami stanovenou záruku, spočívající v opravě OS (bezpečnostní update), případně uživatelskou podporu (manuál k použití, internetové stránky věnované problematice produktu, zákaznická linka). Popisovaný obchodní model je, především díky OEM licencím na PC, nebo embedded a mobilním systémům, s přehledem nejrozšířenější. Tato cesta je tedy buď doménou vyloženě komerčních operačních systémů hlavního proudu, jako jsou MS Windows, Apple MacOS, nebo původně open source systémů, které začaly být distribuovány komerčně. To je případ buď síťového OS Novell, nebo systémů dodávaných se zakoupenými počítači, mobilními a embedded zařízeními. 5.1.2. Prodej technické podpory Business model prodeje technické podpory přišel evolučně s rozvojem open source software a nutností nějak finančně podpořit jeho další vývoj. V tomto případě získá zákazník samotný OS zadarmo, ať už stažením z Internetu, jako DVD přílohu k časopisu, zkopírováním od kamaráda, nebo přímo bezplatným zasláním od výrobce (Linux Ubuntu). Zdarma bývá také pasivní zákaznická podpora, ve smyslu dostupnosti aktualizací systému. Uživatelé takového systému pak platí až za aktivní technickou podporu, poskytovanou na komerční bázi. Typickým odběratelem takového, vesměs pod open source licencí distribuovaného operačního systému jsou menší firmy a organizace, případně některé státní úřady.25 Další skupinou zákazníků tohoto obchodního modelu jsou domácí uživatelé, kteří z 25
http://www.root.cz/zpravicky/francouzske-cetnictvo-linux-nam-usetril-40-nakladu
36
nějakého důvodu nechtějí používat komerční OS, avšak současně si chtějí užívat zákaznického komfortu, který k placeným systémům obvykle patří. Od tohoto modelu se odvíjejí velká očekávání velké části dodavatelů open source operačních systémů (především OS LINUX). Jeho problémem však zůstává relativně tržní nika, kdy placenou technickou podporu nemusí využívat dostatečné množství uživatelů daného OS. Dodavatelé OS pak zkoušejí najít další příjmy v rozšířených službách podpory uživatelů, jak např. školení uživatelů, nebo placenou pomoc s přípravou přechodu na vyšší verzi systému a jeho realizaci atd. Tento obchodní model se z drtivé většiny týká open source operačních systémů, z toho především různých verzí OS Linux (UBUNTU), (free)BSD nebo SUN OpenSolaris. 5.1.3. Prodej aktualizací Tento způsob výdělku z vývoje operačních systémů je poněkud diskutabilní. Spočívá v modelu, kdy samotný software je stále k dispozici zadarmo (stažen z Internetu, zkopírován od kolegy), avšak uživatel kromě technické podpory platí rovněž za samotné aktualizace systému. Tento způsob se může stát snadno velmi rizikovým, pokud do placené části spadají i aktualizace bezpečnostní. Systém uživatele, rozhodnutého (nebo nepoučeného) ušetřit za každou cenu i na bezpečnostních aktualizacích se snadno může stát rizikem jak pro svého majitele, tak i pro okolí v dosahu IP adresy a paměťových médií jeho počítače. Touto cestou se v minulosti vydala v počátcích vývoje pod licencí open source společnost Novell, nutno dodat, že neúspěšně. 5.1.4. Prodej přidané hodnoty I v tomto případě získává zákazník základní verzi svého produktu zdarma. Navíc však existují ještě také placené verze OS, přinášející další funkce a vlastnosti, případně i užitečné služby. Tato cesta v zásadě nepřináší mnoho nového oproti dřívějšku, protože v podstatě se jedná o variantu prodeje trial (nadneseně řečeno i demo) verze produktu, s možností odemčení dalších jeho možností za poplatek. Tím pádem se tento obchodní model vlastně velmi podobá způsobu uvedenému v prvním případě, totiž prodeji licencí. Nejčastějšími účastníky tohoto modelu ze zákaznické strany jsou buď nadšení jednotlivci, žádající však plnohodnotnou zákaznickou podporu, nebo malé firmy a státní organizace. Otázkou zůstává, nakolik může tento obchodní model těmto zákazníkům pomoci ušetřit finanční prostředky ve chvíli, kdy začnou potřebovat rozšířené funkce. Tento způsob distribuce používá především francouzský dodavatel Mandriva Linuxu. 5.1.5. Prodej ucelených řešení Mottem dodávek software a informačních systémů vůbec se v posledních cca 5 letech stalo slovo "řešení". Dodavatel tak již neprodává svému zákazníkovi jen samotný holý produkt, ale přináší (řádně zaplacené) řešení celého problému, který ho v souvislosti s nasazením produktu tíží. Tento obchodní model se v případě operačních systémů týká http://www.linuxexpres.cz/business/jak-celit-hospodarske-krizi-islandska-cesta-k-open-source
37
především dodavatelů Linuxu středním a větším soukromým, případně státním organizacím. Samotný operační systém zůstává nadále bezplatný, způsobem vytvoření zisku se stává komplex dalších dodávaných služeb. Do toho patří nejenom technická podpora, ale i celkový proces návrhu nasazení operačního systému u zákazníka, realizace nasazení, následná optimalizace a testing. Po tomto procesu následuje fáze dlouhodobé plnohodnotné zákaznické podpory. Takovýto obchodní model používá pro střední a větší zákazníky společnost Red Hat, dodávající stejnojmenný operační open source systém Linux. 5.1.6. Prodej kombinovaných řešení Tento business model vlastně kombinuje body 2 až 4, s tím, že dává zákazníkovi velkou svobodu v tom, jaké součásti tradičního zákaznického servisu si chce vybrat. Zákazník si tedy nekupuje kompletní zákaznické zázemí, jako v předchozím případě, nýbrž si ho "konfiguruje". To dává odběrateli možnost za výhodnou cenu získat širokou a flexibilní paletu různých variant téhož produktu, každou použitelnou pro jiný účel. Tím pádem operační systém prodávaný pomocí zmíněného obchodního modelu může oslovit mnohem větší skupinu zákazníků, než ty předchozí. Na druhou stranu to však klade mnohem větší nároky na firmu, která hodlá tímto způsobem provozovat svůj business.
5.2.
Softwarové pirátství a operační systémy
I ve světě operačních systémů zůstává velkým problémem softwarové pirátství. Podle studie IDC, objednané organizací BSA (Business Software Alliance),26 tvořily pirátské kopie softwaru celosvětově celých 42 % trhu v roce 2011. Z toho 33 % v Evropské unii, 70 % v zemích BRIC, podíl nelegálně získaného software v České republice činil 35 %. Existují hlasy, že například Microsoftu při jeho rozvoji softwarové pirátství ve skutečnosti pomohlo.27 Podle tohoto názoru obecně nelegálně získaný software tvoří jakýsi druh guerillové reklamy. Navíc uživatelé používají nelegální kopie software prostě proto, že nedisponují dostatečnými prostředky na koupi daného SW, případně by nebyli ochotni za danou cenu si produkt koupit.28 Přesto však softwarové společnosti tento jev příliš netěší a snaží se proti němu více či méně úspěšně bojovat. Bylo to právě softwarové pirátství, které rovněž stálo za rozvojem nových obchodních modelů jak SW, tak i operačních systémů. Jak tedy používané business modely řeší problém nelegálního software? 5.2.1. Prodej tradičních licencí Zde vlastně fenomén softwarového pirátství vznikl. Tento obchodní model je z tohoto hlediska nejzranitelnější. Pro zcizení programu stačí získat přístup k legálně získaným instalačním souborům operačního systému a ty zkopírovat. V milosti docházelo k mnoha
26
SHADOW MARKET 2011. BSA global software piracy study NiNth editioN, May 2012. URL: http://globalstudy.bsa.org/2011/downloads/study_pdf/2011_BSA_Piracy_Study-Standard.pdf 27 http://articles.latimes.com/2006/apr/09/business/fi-micropiracy9 28 IDC. Reducing Software Piracy Could Have Exponential Effect on Channel Profitability, IDC White Paper 2013
38
pokusům o protipirátské (protikopírovací) ochrany, avšak všechny se nakonec ukázaly jako nedostatečně odolné vůči prolomení pirátskou komunitou. Něco jiného je však trh mobilních a embedded zařízení. V tomto případě každý uživatel získává svou kopii OS se zakoupeným zařízením a v některých případech ani příliš netuší o jeho existenci. Není příliš pravděpodobné, aby pak měl někdo potřebu OS v embedded, nebo mobilním zařízení nelegálně kopírovat. 5.2.2. Prodej přidané hodnoty, podpory, či řešení Tyto modely vcelku elegantně problém softwarového pirátství eliminují. V situaci, kdy základní produkt je nabízen uživateli zdarma, nezbývá pro nelegální získávání kopií příliš místa. V případě komplexně stavěných řešení je nějaká zaznamenatelná míra pirátství v podstatě nemožná, protože zde největší hodnotu tvoří know-how dodavatelské společnosti. Tato kapitola probrala existující obchodní modely distribuce operačních systémů. Některé z nich se podstatně liší, jak dobou své existence, tak způsobem získávání profitu, nebo odolnosti proti problému softwarového pirátství. Bude záležet na dalším vývoji, které z nich se spíše prosadí a případně dále rozvinou. Také tím se bude zabývat následující kapitola při pokusu o predikci budoucích trendů. V následující kapitole se pokusím rozebrat současné trendy v oblasti operačních systémů.
39
6. Zmapování trendů na poli OS V této kapitole se pokusím zmapovat trendy na poli operačních systémů, uvést čtenáře do značně změněné situace, odlišné od skutečností platných ještě před pěti lety a rozepsat hlavní „taháky“ současných OS.
6.1. Velká změna na trhu operačních systémů Dlouhou dobu, prakticky někdy od vzniku faktického spojenectví výrobce procesorů Intel a dodavatele OS Windows Microsoft (WinTel), až do nedávné doby stačilo operačním systémům držet se osvědčeného schématu. S každou další verzí zvýšit rychlost, stabilitu, vylepšit zabezpečení, upravit k lepšímu uživatelské rozhraní (GUI). Rovněž přidat několik nových funkcí, buď souvisejících s technologickými požadavky doby, vývojovou linií stanovenou firemními vizionáři, nebo i s předchozím souvisejícím zvětšujícím se množstvím úkolů, které byly OS schopny zastat (včetně přibalených kancelářských a internetových aplikací). S tím vším bylo samozřejmě nutno si říci zase o něco větší porci hardwarového výkonu. Toto se však někdy s mohutným nástupem mobilních zařízení začalo náhle měnit. Svým způsobem vlastně mobilní zařízení přinesla konkurenci do světa osobních počítačů. Protože on už takový první iPhone, tablet, nebo samozřejmě netbook opravdu osobními počítači jsou, jen možná trochu zvláštními. Již dlouhou dobu existují lidé, kteří vyměnili stolní počítač, nebo dokonce i vlastní (ne-služební) notebook za kombinaci mobilního telefonu s tabletem, a jejich "domácí" potřeby ohledně IT jsou touto sestavou plně saturovány. Pro současné tablety již existují i externí klávesnice, dodávané samotným výrobcem (GoClever), nebo dokonce i koncepce umožňující z tabletu během okamžiku vytvořit poměrně šikovný ultrabook (Microsoft Surface).
Obrázek 7: Microsoft Surface Windows tablet s klávesnicí. Zdroj: http://www.theregister.co.uk/2012/10/17/microsoft_surface_priced_up_for_uk
Protože takováto zařízení byla od počátku nevýkonná, museli výrobci své operační systémy určené pro tato zařízení optimalizovat, co se týče spotřeby systémových prostředků. 40
A tak vznikla jakási sorta "lightweight" operačních systémů, buď podobných těm ze stolních PC (z historie Windows CE, současnosti Apple iOS), nebo verzí přímo určených pro mobilní zařízení (OS Android). Tato zařízení tak nedisponovala nejnáročnějším GUI, měla četná technická omezení (rozlišení displeje, malá kapacita úložného prostoru) avšak k údivu stratégů softwarových společností vlastně většině lidí stačila. Ačkoliv typickým požadavkem zákazníka je dodnes počítač určený pro "nenáročné všeobecné použití", tedy především pro práci, pak brouzdání na Internetu a také trochu střihání videa, plus hraní posledních her v nejvyšším rozlišení za rozumnou cenu, typický domácí spotřebitel časem poznal, že vlastně už stolní PC tak často nespouští. Trh počítačů byl až do nástupu současné generace mobilních zařízení (datováno buď uvedením Apple iPhone, nebo netbooku Asus eEE, nebo prvního tabletu iPad) vlastně tažen nabídkou - přesně v duchu pravidla Steva Jobse: "Lidé často nevědí, co chtějí, dokud jim to neukážete". Po nich se ke slovu snad téměř až po čtvrt stolení znovu dostala ke slovu poptávka. Segment výkonných stolních PC s náročnými operačními systémy začala vytlačovat malá, nevýkonná, avšak velmi šikovná zařízení, která ukázala koncovému uživateli kouzlo racionalizace. Zákazník najednou pochopil, že vlastně nepotřebuje všechny ty výkřiky poslední doby, ba nepotřebuje ani mnoho věcí, které do té doby považoval za nezbytné. Níka mainstreamových uživatelských požadavků se náhle přesunula k mobilitě, konektivitě, provázanosti s internetem, rychlosti a jednoduchosti. A vzhledem k částečné náhradě výkonných stolních počítačů mobilními zařízeními, tyto požadavky nakonec prosákly i do světa standardních PC. Svět stolních PC, old-school notebooků se značně prolnul s dimenzí mobilních zařízení. To postihlo i operační systémy pro tato zařízení, a tak hranice mezi těmito světy se do určité míry smazala. OS Android lze provozovat i na standardním, upraveném notebooku (Chomebook) a Windows 8 nezapřou své dlaždiče kromě tabletů ani na prostorných obrazovkách stolních PC. Proto trendy v oblasti OS pro jeden druh zařízení se značně překrývají s těmi pro ten další a vlastně už se slévají v jeden proud.
6.2. Trendy v oblasti operačních systémů V následujících kapitolách se pokusím rozebrat trendy ve vývoji operačních systémů. Podklady pro tuto podkapitolu pocházejí jak výzkumů analytických společností (Gartner, EY, Deloitte), tak z odborných článků kvalifikovaných expertů. Část informací pro komentáře také zastanou zprávy organizací IEEE a Gartner, týkající se trendů, které hýbaly světem IT v roce 2013. 6.2.1. Přehled IEEE Organizace IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) je profesní organizace působící v oblasti elektroniky a elektrotechniky původem z USA. Sdružuje cca 350 000 odborníků z celého světa. Má zásluhu na vzniku mnoha známých standardů dneška, jako např. IEEE 802.3 - Ethernet, a díky své velikosti se dělí ještě na téměř čtyřicet dalších tématicky založených "společností" (society). Od společností pro antény a prostorové šíření signálu až po společnost pro spotřební elektroniku. Z těchto však zdaleka nejznámější a také největší je "počítačová společnost" (Computer Society) s cca 100 000 členy, působící v oblasti počítačových věd.
41
Tento rok se rozhodla IEEE Computer Society vytvořit seznam 13. trendů, hýbajících rokem 2013 a návazně i těmi dalšími. 6.2.2. Třináct trendů IT pro rok 2013 dle IEEE Internet věcí - Internet of Things je prvním jmenovaným fenoménem. Podle názoru IEEE se prosadí stále masivněji již v roce 2014. Do sítě sítí by mělo být připojeno stále více zařízení, které neovládají přímo lidé, ať už prvky "inteligentní domácnosti", automobily nebo prvky různých senzorických sítí. Tato zařízení by si měla ukrajovat stále větší část z celkového síťového provozu. To bude znamenat nutnost urychlení nástupu protokolu IPv6, který kromě o mnoho řádů většího adresního prostoru nabízí i další důležité funkce. Počítačová bezpečnost - je tradičně důležitým trendem už od dob prvního velkého zavádění počítačových systémů ve firmách. Problematika počítačové bezpečnosti se bude rovněž více prosazovat a současně zásadním způsobem měnit. Pravděpodobně vzniknou nové nástroje bezpečnostní politiky, vytvořené za spolupráce akademiků, komerční a veřejné sféry. S tím, jak kvůli dalšímu rozšiřování ICT do našich životů roste její význam, rostou také nároky na bezpečnost. Big data a jejich vizualizace - Big data, s tím související obor business inteligence a problematika jejich efektivního zobrazování se staly jedním z největších problémů současné informatiky. Postupně se stále více prosadily nejrůznější NoSQL databáze a netradiční způsoby, jak efektivně pracovat s velkými daty. Jako jeden ze slibných způsobů se ukazuje být vizualizace. Management při svém rozhodování často nepotřebuje znát přesné detaily, ale spíše celkový pohled, souhrnné informace, vztahy mezi těmito informacemi atd. Zpracování a prezentaci dat v tomto duchu může dobře zastat právě jejich vhodná vizualizace. Cloud ve službách vědy a inženýrství - technika cloudu významně změnila celou řadu oblastí a stala se známým trendem. Pronájem infrastruktury, platformy a služeb (IAAS, PAAS, SASS) se stal běžnou věcí pro firmy i jednotlivce, což značně změnilo způsob, jakým se lidé dívají na IT bezpečnost, ochranu dat a využívání služeb obecně. Podle názoru IEEE technika cloudu naplno zasáhne rovněž vědu, výzkum i průmysl. Možnost pronájmu služeb a schopnost tak rychle provádět výpočty silně urychlí a zlevní další vývoj. Integrace mobilních technologií s cloudem - proces integrace mobilních zařízení s Internetem a jeho prostřednictvím s cloudem můžeme pozorovat již několik let. Podle mínění IEEE se bude tato symbióza nadále prohlubovat, ruku v ruce se zlepšování pokrytí mobilním Internetem (dostupnost LTE a 3G sítí). Podle všeho se bude stále více výpočtů, realizovaných nyní na klientském zařízení, přesouvat na stranu serverů, což by mohlo mít za následek vznik mnohem rychlejších a náročnějších aplikací běžících na mobilních telefonech. Cenzura a pokusy o kontrolu Internetu - Internet se stal bojištěm mnoha vlivných skupin, které buď usilují o jeho větší kontrolu, nebo udržení co možná největší svobody. IEEE očekává pokračování rozporu mezi snahami o vyšší uživatelský komfort služeb a o lepší ochranu soukromí, střet snah států regulovat a omezovat Internet (oficiálně odůvodněný argumenty o bezpečnosti obyvatel, boji proti praní špinavých peněz, proti terorismu atd.) se snahou jednotlivců se těmto regulacím a omezením co možná nejvíce vyhnout. Veřejné interaktivní obrazovky - poslední trendy ukazují rostoucí oblibu interaktivních obrazovek různých velikostí ve veřejném životě a architektuře. Postupně se prosazují na 42
různých veřejných místech, např. muzeích, galeriích, nebo obchodních domech. Slouží buď jako jakési informační body, nebo přímo architektonické prvky budov. Lze očekávat postupný nárůst funkcionality těchto přístrojů a široké spektrum jejich využití, např. i ve volné přírodě. Mobilní zařízení další generace - mobilní telefony (tablety) se dnes zdaleka nepoužívají jen pro telefonování a posílání krátkých textových zpráv, ba dokonce překročily i metu jednoduchého používání Internetu. Dnešní smartphone dovede číst QR kódy, bezdotykově platit, pohotově objednávat služby (SMS jízdenky), nebo využívat dat o poloze svého majitele např. k inteligentní navigaci. Nárůst počtu a dovedností těchto zařízení však znamená i velké zatížení obsluhujících sítí. Zatímco za předpokládaných podmínek přenosná zařízení budou dobře plnit své úkoly, jejich užitečnost dramaticky klesne na místech se špatnou bezdrátovou infrastrukturou, ve chvílích živelných pohrom, kdy jsou sítě provozovatelů poškozeny, nebo třeba i během veřejných ohňostrojů sledovaných desítkami tisíc lidí. 3D vizualizace a multimediální aplikace - myšlenka trojrozměrného zobrazování dat není nikterak nová, pokusy o ní trvají již asi 30 let. Nyní se konečně dostává ke slovu i praktická realizace, až již pomocí 3D televizí, nebo specializovaných náhlavních zařízení (Oculus Rift). Obraz zahrnující třetí rozměr se kromě kin a televizí dostává i do oblastí jako jsou architektura, lékařství, nebo inženýrské disciplíny, vlastně všude tam, kde se hodí vidět věci trojrozměrně. Tento trend se bude týkat i vstupních zařízení, reprezentovaných levnými 3D kamerami. Nová generace bezpečnostních systémů - nový druh systémů, které by měly být schopny efektivně kontrolovat osoby, zařízení či komunikaci a pružně reagovat na změnu podmínek. Může jít třeba o systémy do automobilů, které detekují ospalost, nebo opilost řidiče a zablokují start, hlídání pacientů s průběžně měněným dávkováním léků, nebo software pro mobilní telefony, umožňující sledovat svého zloděje v případě odcizení. Spolehlivost se stává jedním ze zcela zásadních trendů. Nastupující operační systémy, či zařízení nebudou už tolik soutěžit v množství nových funkcí a výkonu (většina uživatelů více v této oblasti nepožaduje), ale svou spolehlivostí. Požadavek na spolehlivost provozu by měl podstatně změnit způsob, jakým bude vyvíjen software, nová zařízení, průběh inovačních cyklů apod. Zajištění pohyblivosti pacientů za pomoci haptických zařízení - jedním z prvních, masově používaných haptických zařízení byly destičky s Brailleovým písmem. Haptická technologie je hmatová zpětná vazba, vzniklá použitím síly, vibrací, nebo konstrukcí zařízení. Tato mechanická stimulace může pomoci při vytváření hmatatelných objektů počítačové simulace, nebo umožnit vzdálenou kontrolu zařízení, včetně úkolů typu robotického operačního sálu. Možností tohoto odvětví stále přibývá, například některé druhy medicíny začínají připomínat spíše aplikovanou kybernetiku. Haptická zařízení, jako třeba náhradní končetiny, implantáty nahrazující, nebo rozšiřující poškozené části těla, rehabilitační tréninkové pomůcky, nebo displeje poskytující hmatovou odezvu se stávají důležitým trendem, který rozhodně nelze přehlížet. Vícejádrové sdílení paměti - se vstupem do éry multiprocesorových (multijádrových) zařízení se stala velmi aktuální otázka, jak tuto architekturu účinně podpořit (sdíleným) paměťovým modelem. Předpokládá se, že kolem roku 2020 narazíme na fyzikální limity velikosti základních jednotek integrovaných obvodů, korelující navíc s kvantovými efekty. Proto efektivnější využívání paměti pomocí inteligentního sdílení může pomoci i nadále 43
dodržet Moorův zákon. Již dnes se tato problematika významně dotýká oblasti realtime 3D renderingu, nebo vysoce výkonných síťových zařízení. 6.2.3. Hlavní trendy současných OS V této kapitole budou rozebrány hlavní a určující trendy současných operačních systémů Důraz na rychlost S tím, jak se těžiště mainstreamových operačních systémů přesouvá na mobilní zařízení, je nutná jejich optimalizace směrem k méně výkonnému hardware. I když jsou k dispozici např. již i tablety s čtyřjádrovými procesory (Asus Google Nexus), není to běžný stav. I v oblasti stolních PC se kvůli přesunu směrem k přenosným zařízením zpomalila míra technické inovace, a tak současné operační systémy musí počítat s méně štědrým základem, než třeba ještě před pěti lety. Nyní tedy platí, že zrychlení operačního systému, dané technologickou inovací, nesmí být zaplaceno vyššími hardwarovými požadavky. Výkon procesoru, grafických čipů, množství operační paměti i úložného prostoru je dnes omezeno, což se negativně projevuje v případě více spuštěných aplikací. Navíc vyšší zátěž způsobenou operačním systémem má za následek i zvýšenou spotřebu zařízení. Právě spotřeba zařízení se v této souvislosti stává jasným ukazatelem, který systém bude ve výhodě. Uživatel touží po co možná nejdelší výdrži jeho mobilního zařízení, v případě domácího počítače po nejvyšší možné ekonomičnosti a ekologičnosti. Bezpečnost I běžní uživatelé objevují nutnost zabezpečení svého systému. Nejde "pouze" o přístup k heslům od účtů v elektronických verzích bank, číslům kreditních karet, které by mohla ukrást šikovná součást nějakého internetového botnetu. Vysokou hodnotu může mít i odposlech citlivých dat, případně i zabezpečení komunikace přes sociální sítě. Je jen otázkou času, kdy se najde první internetový červ, specializující se na krádeže některé z cryptoměn, myšleno např. BitCoin. Bezpečnost operačních systémů se stále více ubírá směrem k provozu na síti Internet. Synergie mezi desktopovým a mobilním světem Windows 8 se už velmi podobají Windows určeným pro mobilní zařízení, dokonce až tak, že to v případě mobilní verze RT uživatele mate.29 Oba systémy obsahují uživatelské (dlaždicové) prostředí Metro, lze do nich nakupovat aplikace přes Windows Store. Podobná situace panuje i ve světě Apple (desktopový MAC OS vs mobilní iOS), pro oba systémy se vyskytují stejné (i když ve vnitřku jinak programované) aplikace, kromě prohlížeče, repository s programy (Apple Store) také např. hudební manager iTunes. Zjevnou snahou výrobců je učinit tyto světy stále více konvertibilními.
29
http://pctuning.tyden.cz/hardware/multimedia-zvuk-tv/26402-ocima-michala-rybky-windows-8-vs-nesmyslne-winrt?start=8
44
Zavádění centrálních databází aplikací Jednou z velkých výhod Linuxu (o obecně unixových řešení) oproti jiným systémům byla existence centrálních databází aplikací, nazvaných repository. Zkráceně jde o jakousi databázi programů, které lze nainstalovat (a doplňovat), takže si uživatel jednoduše vybere, že hledá hru, podle určitého klíče si vybere konkrétní produkt a jedním klepnutím instaluje. Zatímco pro Windows nebo Apple (v éře před MAC OS X) systémy bylo třeba nejdříve zjistit samotnou existenci příslušného programu (astrologický kalkulátor), pak nalézt způsob, jak ho získat (paměťové médium, stažení z Internetu) a pak se pokusit nainstalovat, což mohlo být spojeno s mnoha problémy i riziky (virová nákaza u souborů z neověřeného zdroje), Linux toto kolečko víceméně neznal. Jeho uživatel jednoduše navštívil nějakou centrální repository umístěnou nejčastěji na Internetu, dohledal příslušný program a několika kliky myší (údery klávesnice) ho nejdříve stáhnul a pak i nainstaloval. Výhody tohoto řešení byly jasné - rychlost, přehlednost, snadnost instalace a velkou roli hrála také určitá garance spolehlivosti zdroje těchto programů. Tento způsob poprvé přinesl do komerčních systémů Apple s iOS pro první mobilní telefon Apple. S AppStore, jak svou repository nazval, vytvořil přímo jeden obrovský ekosystém programového vybavení pro jeho zařízení a přidal výhody již výše zmíněné. Tohoto konceptu se chytl i Google se svým Google Play a Microsoft s Windows Storem. Výhody takového řešení již byly v zásadě řečeny:
snadná kontrola kvality a bezpečnosti nabízených aplikací jednoduchost a rychlost instalace vytvoření ekosystému aplikací snadná přenositelnost aplikací snadná údržba programů na počítači
Zábava Do oblasti výpočetní techniky tradičně patří i zábava, a pro velikost tohoto segmentu nelze ani tento bod přehlížet. Budoucnost velké většiny počítačů, mobilních zařízení (androidová herní konzole Ouyo), nebo netbooků bude stále patřit zábavě (multimédia), Internetu a komunikaci (na sociálních sítích). Současné operační systémy proto musí nabídnout patřičné zázemí pro takového aktivity. S tím souvisí přesun množství dříve desktopových aplikací směrem na internet, do cloudu a spouštěných z internetového prohlížeče. Ve velké výhodě budou systémy, které včas zachytí trendy ze spotřební elektroniky (3D, instantní platby NFC apod.).
6.3. Konfrontace trendů IT s trendy OS Trendy provázející informační technologie jsou za každých okolností výzvou i pro genezi operačních systémů. Drtivá většina nároků, přicházejících s novými požadavky na počítačová zařízení všech druhů, se nějakým způsobem musí projevit i ve funkcionalitě operačních systémů, které tato zařízení řídí. Bude proto zajímavé si konfrontovat trendy v oblasti operačních systémů, sepsané v předcházející kapitole s obecnými trendy informačních 45
technologií podle IEEE. Vždy uvedu jeden z trendů, týkající se operačních systémů a zkusím odhadnout, jak může korelovat s výše vyjmenovanými obecnými trendy. 6.3.1. Internet věcí Zařízení, o kterých mluvíme v případě Internetu věcí - domácí spotřebiče, automobily, senzorická zařízení, v případě zobrazovacích a řídích prvků i stolní a přenosné počítače většinou nedisponují příliš výkonným procesorem, nadbytkem paměti a dalších zdrojů.30 Např. Intel Quark, procesor oznámený touto společností na podzim tohoto roku a určený právě speciálně pro Internet věcí,31 bude oproti standardním desktopovým CPU přímo "trpasličí", co se týče velikosti, spotřeby, ale i výkonu. Jádro Quarku má být, co se týče spotřeby a velikosti, ještě více optimalizované, než nejméně náročné úsporné mobilní procesory Intel Atom. Spotřebou elektrické proudu se má vejít do desetiny hodnot Atomu, při pětině zabrané plochy. Proto bude maximálně důležité, aby operační systémy podobných zařízení (budou-li vůbec v některých případech nějaké) byly maximálně optimalizované z hlediska využívání dostupného výkonu a úspory spotřeby elektrické energie. V případě přizpůsobených embedded operačních systémů např. v ledničkách, hodinkách, případně senzorech to pravděpodobně nebude problém, výrobce s těmito požadavky bude počítat při návrhu od samého začátku. Rovněž bezpečnost bude znamenat pro tento segment mnoho. Není tak těžké si představit, že komunikace mezi zařízeními, obsluhujících běh velké části moderní domácnosti budoucnosti, bude obsahovat mnoho, když už ne důvěrných, tak přinejmenším snadno zneužitelných údajů. Do spektra Internetu věcí bude patřit výkonná bezdrátová komunikace, uživatelsky snadná autorizace, možnost vzdáleného přístupu. Na toto vše musí softwarová část těchto zařízení rozhodně myslet. Aplikace obsluhující podobná zařízení pak budou často potřebovat podporu operačního systému, ať už ve formě nových ovladačů, funkcionalit, nebo implementace nových autorizačních protokolů. Další otázkou zůstává zabezpečení podobných systémů před zvědavýma očima různých organizací, požadujících pro všelijaké účely zadní vrátka.
Obrázek 8: Intel Quark CPU. Zdroj: http://ark.intel.com/products/79084/Intel-Quark-SoCX1000-16K-Cache-400-MHz
30 31
http://extrahardware.cnews.cz/intel-chysta-quark-cpu-pro-internet-veci-o-rad-mensi-uspornejsi-nez-atomy http://technet.idnes.cz/intel-a-internet-veci-056-/hardware.aspx?c=A131112_104141_hardware_vse
46
Internet věcí bude vlastně dalším rozšířením synergie mezi stolními a přenosnými zařízení, přinese rozvoj této oblasti na další úrovni. Vztah, který dnes vzniká mezi stolními a přenosnými zařízeními, co se týče komunikace, kontinuity uživatelského prostředí, nebo snadného přenosu dat, bude pokračovat i za Internetu věcí, jehož součástí jsou mobilní zařízení vlastně již dnes. Operační systémy mobilních zařízení mohou být dobrou inspirací pro implementace např. ve spotřební elektronice, v některých případech se tak děje iv současnosti, kdy operační systém Android, určený původně pro mobilní telefony nalézá své použití např. v přehrávačích videa nebo chytrých32 hodinkách. Jako podobný případ může posloužit využití mobilního OS Windows CE v jednoúčelových navigacích. Stejně tak se dá předpokládat určité, byť možná omezené využití dalších vlastností zařízení z mobilního světa, jako např. nějaká specializovaná verze "AppStore", používaná pro rozšíření funkčnosti zařízení, nebo aktualizaci software. Z hlediska zábavy mohou zařízení Internetu věcí vykonat také určitý díl práce především však v diskutabilní oblasti přizpůsobení na základě uživatelských preferencí. Jednoduše to, co známe dnes ze světa Internetu - přizpůsobená reklama, obsah zpráv, nebo nabízená videa na multimediálních portálech se přenese i do světa hmotného. Naše televize nám tak před shlédnutím pořadu předloží k zapamatování reklamu na nový druh jogurtu stejné značky, kterou máme v naší inteligentní ledničce a automobil nedovolí cestovat nad určitou rychlost, protože podle údajů přicházejících z našeho těla nedisponujeme pro takový úkol dostatečnou psychickou kondicí. Facebook přidělí našim dětem 30 trestných bodů za to, že řekly v blízkosti svého mobilního telefonu sprosté slovo. Všechny tyto vlastnosti se však operačních systémů dotknou spíše okrajově, především v oblasti systémové podpory (ovladače zařízení). 6.3.2. Počítačová bezpečnost a nová generace bezpečnostních systémů Počítačová bezpečnost a nová generace bezpečnostních systémů - bezpečnost dat se již dávno stala jedním z nejdůležitějších témat nejen ICT, ale diskuze o naší civilizaci vůbec. V budoucnosti se břímě těchto starostí bude stále více přesouvat i na jednotlivce. Lidé si stále více budou uvědomovat nebezpečí, plynoucí z možnosti úniku dat, úbytek soukromí, daný sběrem informací pro různé přizpůsobování obsahu i ve vztahu k jejich vlastním, běžným životům. Podobně jako firmy, dle pravidla, že zabezpečení dat nemá být dražší, než škody, které by jejich únik mohl způsobit, se naučí kalkulovat cenu svého soukromí a autorizačních kódů. Proto by měly operační systémy nabízet časem se rozšiřující možnosti zabezpečení již v samém svém základu. Další otázkou bude také náročnost zabezpečení na systémové zdroje, což se týká již zmíněné kalkulace nákladů na zabezpečení. Opět se budou otevírat otázky bezpečnosti operačních systémů před vládními agenturami a korporacemi, vyžadujícími např. zadní vrátka v komerčních systémech. Vzrůst popularity by tedy mohly zaznamenat OS s otevřeným kódem (open source). S tím jak bude stoupat objem datových přenosů mezi stolními a mobilními zařízeními, bude také stoupat důležitost nativního zabezpečení této komunikace. Nejde jen o softwarovou implementaci nových šifrovacích standardů, ale také o možnost snadné, rychlé a přitom bezpečné autorizace mezi těmito zařízeními. Hesla k domácímu cloudu, nebo zabezpečovací 32
http://smartmania.cz/clanky/vyzkouseli-jsme-hodinky-galaxy-gear-umeji-spoustet-klasicke-android-aplikace-5904
47
certifikáty by měly být tak snadno nastavitelné a přitom ošetřené z hlediska bezpečnosti, jako např. standard automatického nastavení WPA klíčů u Wi-Fi moderních domácích sítí.33
6.3.3. Big data a jejich vizualizace Zpracování "velkých dat" a jejich následná vizualizace naopak patří k jedněm z nejnáročnějších výpočetních úloh vůbec. IBM NeXtScale System, doporučovaný touto společností jako řešení pro tuto oblast obsahuje pozice pro několik 12-jádrových vysoce výkonných procesorů Xeon E5-2600 v2, až 32TB lokální úložiště a až 32 GB operační paměti.34 Takové prostředí mohou obsluhovat pouze systémy určené pro podobné náročné úkoly, např. serverová verze Windows 2008 R2 Server, nebo speciální verze Linux (Red Hat Enterprise version). Opět je třeba, aby si operační systém neukrajoval příliš mnoho ze systémových prostředků, protože obrovské možnosti zde existujícího hardwaru jsou draze zaplacené. Rovněž je opět třeba dbát na patřičné zabezpečení používání dat, neboť se často jedná o citlivé, nebo pro konkurenci zajímavé informace. To opět přikládá důležitost implementaci takovéhoto zabezpečení v operačních systémech. 6.3.4. Cloud a integrace mobilních zařízení s cloudem Pro cloudové nasazení existují specializované verze operačních systémů, jako např. Chrome OS od Google. Zatímco výkon zařízení, používaného v cloudu není až tak kritický, naopak zabezpečení je důležité velmi. Cloudová zařízení přenášejí na serverovou stranu prakticky všechna důležitá data, od nastavení OS, údajů o chování uživatele, po hesla a soukromé (důvěrné firemní) informace. Už tak je značně diskutabilní použití cloudu z hlediska bezpečnosti, proto není záhodno tuto nedůvěru ještě prohlubovat operačním systémem, zanedbávajícím zabezpečení skladovaných a především přenášených dat. Proto správný cloudový operační systém musí šifrovat jak data lokálně uložená, tak komunikaci mezi klientem a serverem. Různé obchody s aplikacemi (AppStory) budou v oblasti cloudových operačních systémů velmi důležité - stanou se v podstatě jediným autorizovaným způsobem, jak rozšířit jejich funkčnost a přidat nový software. Navíc mohou posloužit i jako skladiště uživatelských nastavení, kdy přizpůsobení cloudového notebooku bude v podstatě shodná s obsahem uživatelského účtu v cloudu, reprezentovaného právě účtem v daném AppStore. S tím souvisí i téma zábavy - multimediální obsah bývá uložen v případě těchto zařízení právě na vzdáleném serveru, je proto nutné, aby operační systém dokázal s takovýmto síťovým připojením nativně pracovat, aby uživatel nepoznal s výjimkou delší odezvy rozdíl od lokálního úložiště. Stejně tak musí být operační systém dobře navržen z hlediska stability datového přenosu pro případ méně kvalitního (mobilního připojení). 6.3.5. Cenzura a pokusy o kontrolu Internetu Toto téma těsně souvisí s bezpečností operačních systémů, avšak poněkud jinak, než by se mohlo na první pohled zdát. Z pohledu kontroly Internetu může být samozřejmě důležitá nativní podpora operačních systémů v oblasti šifrování přenosu dat, hlavní nebezpečí se však tentokrát může skrývat v operačních systémech samotných. Jak ukázala aféra 33 34
http://www.o2.cz/osobni/techzona-modemy-pro-adsl-vdsl/huawei-echolife-hg622u.html?article=297955 http://www.xseries.cz/2013/09/13/nova-produktova-oznameni
48
WikiLeaks35 a především pozdější kauza "špiona se svědomím" Edwarda Snowdena,36 státy neváhají využít celé své obrovské moci, kterou stále mají ve skutečnosti nad korporacemi, aby prosadily do společnostmi dodávaných softwarů, včetně operačních systémů, své utajené "doplňky". Že stejný nátlak probíhá i v českém prostředí víme z aféry nátlaku BIS na spolenčost CircleTech.37 Podle Snowdenových dat americká NSA odposlouchávala mobilní telefon značky Nokia německé kancléřky Merkelové, který na rozdíl od jiného jí používaného telefonu Blackberry Z 10 neobsahoval šifrování uskutečňovaných hovorů. Protože software pro podobná zabezpečení přibývá a díky odhaleným praktikám vlád bude přibývat i jejich kupců, je pravděpodobná zvýšená snaha států donutit výrobce operačních systémů zakomponovat "zadní vrátka" přímo do samotného OS. Dokonce se již bere za pravděpodobné, že v případě operačních systémů s uzavřeným kódem původem z USA, již taková zadní vrátka mohou dlouhou dobu existovat, viz spolupráce Microsoftu s agenturou NSA.38 Backdoor se může týkat jak šifrované komunikace mezi počítači, záznamu činnosti na sledovaném systému, tak např. i software BitLocker, který pro šifrování disků svých počítačů firmy často s důvěrou používají. Toto téma může opět znamenat velkou příležitost pro operační systémy s otevřeným kódem (open source). 6.3.6. Veřejné interaktivní obrazovky Tato multimediální zařízení souvisí s tématem operačních systémů pouze okrajově. Samozřejmě je třeba, aby i tyto obrazovky běžely na nějakém druhu operačního systému. Ve většině případů však roli takového backendu hrají standardní operační systémy (MS Windows), na kterých pouze běží obslužný software. Zatím se zde neuplatní žádná verze AppStore, protože se jedná o dodavatelem nakonfigurovaná a uzavřená zařízení. Ve vzdálenější budoucnosti je však s posunem ovládání operačních systémů (MS Surface)39 možné, že jako tato zařízení bude vypadat standardní uživatelský počítač. 6.3.7. Mobilní zařízení další generace Přímo existenciálním úkolem pro mobilní operační systémy je držet se nových trendů u mobilních zařízení a dostatečně rychle pro ně dodávat softwarovou podporu. Ať už se jedná o ovladače NFC platebních čipů, nebo schopnost využívat nových možností hardware, neutrální uživatelé těchto zařízení podporu těchto možností sledují. Současně je třeba udržet stabilitu operačního systému z důvodu stále většího využívání těchto zařízení v kritických aplikacích (bezkontaktní platby). Jako ve většině ostatních případů, i zde je důležitá bezpečnost, ve stejném smyslu, jaký jsme zmínili už např. u cloudových zařízení. Již přirozenou součástí těchto zařízení jsou online obchody s aplikacemi, jako např. Apple AppStore, které nadále rozšiřují svou funkčnost (přehrávání muziky). Integrace s různými takovými obchody rozhodně neoslabí, 35
http://www.wikileaks.ch/About.html http://wiki.idnes.cz/edward-snowden-01e-/osobnosti-svet.aspx?klic=461157 37 http://zpravy.idnes.cz/lide-z-bis-tlacili-na-podnikatele-ten-si-je-nahral-na-kameru-pnq/domaci.aspx?c=A100912_210704_domaci_mad 38 http://technet.idnes.cz/microsoft-spolupracoval-s-nsa-skydrive-skype-outlook-p1i/sw_internet.aspx?c=A130712_100954_sw_internet_vse 39 http://www.zive.cz/bleskovky/dotykovy-stul-surface-20-od-microsoftu-je-v-prodeji/sc-4-a-161975/default.aspx 36
49
spíše naopak. Pro operační systém bude také důležitá podpora multimediálních aplikací, především možností nových grafických čipů, ovladačů pro TrueSound zvukový výstup, dostatečné pokrytí kodeků pro přehrávání videa, integrace augmented reality apod. 6.3.8. 3D vizualizace a multimediální aplikace Z hlediska vizualizace a multimediálních aplikací bude důležitá především podpora na straně dodávaných ovladačů zařízení. Bude podstatné, aby součásti operačního systému, pracující s používanými zařízeními (Oculus Rift) dodávaly plynulý tok dat (výkon) a nezpůsobovaly nižší kvalitu uživatelského požitku. Z hlediska dodávaní aplikací můžou velkou část práce odvést centrální repository (AppStore), přes které uživatel snadno nainstaluje požadované multimediální aplikace. 6.3.9. Zajištění pohyblivosti pacientů za pomoci haptických zařízení Podpora haptických zařízení ze strany operačního systému se může dít buď na úrovni potřebných ovladačů, nebo upraveného uživatelského rozhraní. Uživatelské rozhraní musí být připraveno smysluplně využívat nových možností, jako např. hmatové odezvy displejů, nebo ještě lépe je již využívat pro zvýšení komfortu používání. Haptická zařízení mohou mít opět velkou úlohu v odvětví zábavy, kde mohou pomoci lepšímu prožitku z multimediálních aplikací. U haptických zařízení, používaných např. pro vzdálené ovládání operačního sálu, je pak potřeba spolehlivost (bezpečnost), u zařízení usnadňujících život postiženým, nebo nemocným lidem, pak stabilita a nízká spotřeba (souvisí s výkonem OS).
6.3.10.
Vícejádrové sdílení paměti
Ačkoliv se tento bod zatím týká především výkonných síťových zařízení a grafických karet, což by znamenalo úlohu operačního systému především v podpoře ovladačů, může patřičná podpora ze strany OS značně pomoci zvýšení výkonu celého systému. Pro výkon OS je tak důležité, aby i samotné jeho jádro bylo připraveno na nové způsoby zpracování instrukcí v architektuře HW a umělo je správně využívat. Výzvou bude také zajištění zpětné kompatibility, při zachování rozumného výkonu.
50
7. Pokus o predikci vývoje OS z hlediska trhu Následující kapitoly se pokusí predikovat vývoj na trhu operačních systémů v blízké budoucnosti cca 5 let a současně se pokusí odhadnout, jaké typy obchodních modelů by se v budoucnosti mohly prosadit.
7.1. Pokus o predikci vývoje trhu OS 7.1.1. OS střediskových počítačů Jak jsme viděli v kapitole 3.3.2, v tomto segmentu počítačů se neodvratně prosazuje open source, jmenovitě operační systém Linux. Je to dáno jak licenční politikou komerčních dodavatelů operačních systémů, kdy při platbě poplatku za každé jádro provozující OS by při jejich počtech v jednotkách, až desítkách tisíc (často akademické) organizace provozující tyto mainframy často nebyly schopny komerční systémy legálně provozovat. Dalším plusem open source distribucí je jistě jejich snadná (a legální) přizpůsobitelnost, stejně jako historické propojení se světem UNIXu, který se na mainframech vlastně narodil. Dá se předpokládat, že v horizontu pěti až deseti let nedojde k významnější změně, pokud komerční dodavatelé (Microsoft) nepřistoupí ke změně své licenční politiky. 7.1.2. OS datových a síťových serverů Tento segment se nese ve znamení souboje plně komerčního řešení od společnosti Microsoft a částečně open-source řešení buď od různých dodavatelů OS Linux, nebo (v případě internetových serverů) přizpůsobeného OS Linux, či nějakého BSD systému. V počátcích Internetu se na neakademických sítích hojně používalo řešení Microsoftu reprezentované Windows NT a „Microsoft Internet Server“, na přelomu milénia však začaly definitivně nabírat převahu OS Linux/freeBSD pro jejich „nulovou“ cenu. Pro Microsoft hovoří jeho tržní síla, reprezentovaná především obchodními schopnostmi. Pro open-source řešení pak snadná přizpůsobitelnost a nízká cena pořízení, spolu s popularitou v IT komunitě. Svoje obchodní přednosti může Microsoft dobře uplatnit v podnikové sféře, v oblasti LAN a WAN sítí – zde hodně pomůže i osvědčená úroveň zákaznické podpory, nabízená touto společností. Oproti tomu doména internetových serverů díky početné základně specialistů na open-source operační systémy a oddělením provozního prostředí internetových portálů od obsahu (a tím i uživatelů internetových stránek a dalších významných součástí světové sítě) může nadále zůstat věrna Linuxu a spol. Pro dalších pět až deset let pravděpodobně nelze v této oblasti očekávat větší posun. 7.1.3. OS osobních a pracovních stanic I přes velké „halo“ provázející počítače Apple, zůstává tomuto výrobci, jak jsme zjistili v kapitole 3.3.7 pouhých 6,31 % celkového podílu na trhu. Růst Apple je v tomto klíčový, protože se nedá předpokládat, že by další konkurence, reprezentovaná open-source systémy Linux, případně BSD překročily svůj stín velmi minoritních systémů, určených především pro velmi specifické uživatele – nadšence a příliš nemajetné pro komerční OS (nasazení pro projekty typu OLPC - „One Laptop per Child“ v rozvojových zemích). Pouze MAC OS X systém dokáže v současné době být opravdovou konkurencí pro produkty Microsoftu. Dá se však předpokládat, že vzhledem ke stále většímu zaměření tradičních 51
výrobců počítačové techniky na spotřební elektroniku (hudební přehrávače, mobilní telefony, televize, tablety) nebudou tyto firmy, včetně Applu v období pěti až deseti let směřovat mnoho úsilí do narušení převahy Microsoftu ve stagnujícím odvětví osobních počítačů. Mnohem větší příjmy, prestiž a moc jim může přinést velký podíl v mobilních zařízeních. Koneckonců právě operační systémy mobilních zařízení se nakonec staly skutečnými konkurenty Windows na stolních počítačích. Desktopové operační systémy si v těch mobilních našly svůj velmi schopný substitut (což je podobné konkurenci poskytovatelů kabelového a xDSL připojení k Internetu). 7.1.4. OS mobilních zařízení Tento segment bude pravděpodobně zažívat nejzajímavější a nejpřekotnější vývoj ze všech touto prací sledovaných. Jsou to právě operační systémy mobilních zařízení, které se nakonec staly hrozbou (téměř) monopolu Microsoftu na zařízeních stolních. Již dnes z velké části mobilní zařízení nahrazují ty stolní a spolu s nimi tak zmenšují příjmy výrobců OS pro PC. Nejen velká trojka, Apple, Microsoft, Google, nýbrž i další firmy, jako například Samsung chápou význam tohoto trhu a ze všech sil se na něm snaží prosadit. Protože kdo ovládne trh mobilních zařízení, stane se svým významem Microsoftem příštích desetiletí. Dobrou zprávou pro Apple, kdysi poražený v segmentu PC, proto jistě zůstává, že jeho iOS, provozovaný pouze na zařízeních stejné firmy, ovládá více než polovinu tohoto trhu. Koneckonců byl to právě Jobsův Apple, který moderní trh s mobilními (smart) zařízeními vytvořil. Konkurent Android od Google zabírá přibližně třetinu trhu. Pouze zbytky zůstávají na kdysi slavný Symbian fy. Nokia (koupené v druhé polovině roku 2013 Microsoftem) a OS komunikátorů BlackBerry. Operační systém MS Windows Phone získal zatím jen mizivé zastoupení.
Obrázek 9: zastoupení OS dle prodejů v 2Q roku 2013. Zdroj: http://www.gartner.com/newsroom/id/2573415
Vývoj událostí však ukazuje, že si své postavení bude muset Apple hodně hlídat. Podle studie společnosti Gartner, provedené za 2. kvartál roku 2013, předstihují prodeje zařízení s OS Android ty od Apple přímo několikanásobně. Mluví se o konci inovativní vlny v Apple, která by měla za následek odvrat uživatelů od výrobků této firmy, podobně jako v druhé polovině 90. let u stolních počítačů. Skutečnou příčinou však pravděpodobně bude ta samá věc, která Applu upřela prvenství v oblasti osobních PC – uzavřenost ekosystému. Zatímco Apple iOS je dostupný, a oficiálně nainstalovatelný pouze na výrobky té samé společnosti, Android proniká do světa na milionech zařízení od dalších výrobců (sám Google žádná zařízení přímo nevyrábí, vynecháme-li licenční výrobu tabletů Nexus). Zde velký díl 52
práce odvádějí i sice kvalitou diskutabilní, avšak mohutně prodávané čínské tablety s cenou začínající na 70 USD/ks, které se pro svou dostupnost, kdy jsou brány vlastně už jako konzumní zboží, staly opravdu masově populární mezi zákazníky. Určité povzbuzení prodejů lze zaznamenat i pro zařízení s OS Windows. V našem časovém výhledu se dá předpokládat získání superiority na trhu OS mobilních zařízení pro společnost Google s jejím volně šiřitelným OS Android. Stratégové z Mountain View by museli udělat velkou chybu, aby tento trend zkazili, vzhledem k obrovským prodejům zařízení s jejich produktem. Apple zůstane spíše špičkovým produktem pro svou skupinu zákazníků, resp. jeho prodeje zůstanou stále stejné, nebo se i zvětšovat, ale řádově nebudou stačit na záplavu přístrojů s Google Android. Černým koněm zůstávají Windows Mobile, i vzhledem k nedávné akvizici společnosti Nokia a nějaký další, třeba dosud neznámý systém jiného výrobce (např. OS BADA od Samsungu). 7.1.5. Vestavěné (embedded) operační systémy Zde nacházíme do značné míry specifický trh. V obou námi sledovaných případech v kapitole 3.3.10, herních konzolích a (bezdrátových) domácích routerech, uživateli většinou nezáleží, jaký operační systém provozuje jeho zařízení. Co se týká zastoupení OS na tomto trhu, záleží na tržním podílu toho kterého zařízení, se kterým se prakticky kryje i podíl OS. Navíc v situaci, kdy na trhu existují jen tři velcí hráči (konzole), se může snadno stát, že se podíl dramaticky změní, pokud některý z těchto výrobců přejde na jiný operační systém.
herní konzole – zde záleží na rozložení sil hlavních hráčů na trhu – Microsoftu s Xboxem, Sony s PlayStation a Nintenda s Wii. Pokud by například Nintendo, s jeho cca 40 % podílem na trhu přešlo z vlastního systému třeba na Windows, používané v Xboxu, velmi by zamíchalo situací na trhu. Nicméně dá se předpokládat, že i vzhledem ke konkurenci mezi těmito firmami je podobný krok nepravděpodobný, a tak rozložení sil z hlediska OS zůstane po sledované období zhruba stejný. I tento trh má svého černého koně – OS Android, který by mohl prosadit v herním segmentu (crowdsourcingová konzole Ouyo).
domácí routery – zde se k podobné situaci, jako u konzolí, přidává ještě navíc nepřehlednost. Opět velmi záleží na rozdělení trhu konkrétními výrobci, kteří si implementují vlastní distribuci OS. Jelikož se však distribucí OS myslí nějaká verze (specializovaného embedded) Linuxu, dá se předpokládat, že velká převaha toto systému zůstane ještě nadlouho zachována. To i díky oddělení případných složitostí open-source řešení od koncového uživatele pomocí webového rozhraní. Navíc i konkurence např. ve formě Mikrotiku vlastně sestává z upraveného jiného systému unixového typu, freeBSD.
53
7.2. Pokus o predikci vývoje OS z hlediska business modelů 7.2.1. OS střediskových počítačů Business modely použité v tomto případě jsou celkem zřejmé – Microsoft i další výrobci komerčních systémů používají licenci per jádro, tzn. platí se určitá částka za každý procesor (nebo jádro v případě vícejádrových CPU). Oproti tomu si výrobci superpočítačů, hlavně z akademického prostředí rádi přizpůsobují nějaký volně šířený open source operační systém, nejčastěji Linux. Pokud by komerční výrobce, například z prestižních důvodů, začala tato situace více znepokojovat, mohli by přijít s jiným modelem financování, např. fixní částkou, podobně jako u krabicového prodeje, případně tarifikací za užitý strojový čas. Vzhledem k oblíbenosti open source systémů v tomto sektoru a nízké pořizovací ceně Linuxu je však nepravděpodobné, že by jim to příliš pomohlo. Je však možné, že se o něco podobného časem některý z výrobců pokusí. 7.2.2. OS datových a síťových serverů Osvědčené obchodní modely v tomto sektoru – krabicový a OEM prodej, kombinovaný někdy s platbou za počet používaných procesorových jader, případně odstupňovaný dle verzí pro různě náročné využití, neztratí pravděpodobně své kouzlo ani v horizontu do deseti let. Oblast open-source systémů v zásadě nemá mnoho věcí ke změně, pro daný segment nabízí vlastně ideální volbu. Zajímavá zde bude licenční politika produktů PAAS (Platform as a service), nabízející služby operačních systémů využívající výkon cloudu. Tento model je velmi zajímavý pro malé a střední firmy, které nemají dostatek prostředků na údržbu vlastního serverového řešení. V jejich případě se však mohou uchýlit spíše k SAAS (Platform as a service), které jim nabídne kompletní oddělení od složitostí hardware. Hlavní změnu by proto tento způsob pořízení OS mohl nastat v oblasti internetových serverů, kde ho nabízí již velké množství firem (Amazon Cloud). Zde by se mohl dobře uplatnit i Microsoft a další komerční firmy, pokud se mu podaří dobře skrýt své licenční poplatky v poplatcích cloudového řešení. 7.2.3. OS osobních a pracovních stanic Tento sektor se svou stagnací vlastně stává konzervativním. Tím, jak jeho důležitost pro tradiční výrobce operačních systémů (Microsoft) klesá, ztrácejí tyto firmy motivaci příliš pohánět množství prodejů. Na druhou stranu, právě fakt, že těžiště příjmů původně desktopově zaměřených společností se časem výrazně přesune směrem ke spotřební elektronice a mobilním zařízením, jim může dopřát určitou volnost v licencování těchto produktů pro stolní PC. Časem bychom se tak mohli dočkat třeba i verze Windows sponzorované zobrazovanou reklamou, nebo dokonce starších verzí k dispozici zdarma. To však zatím vypadá spíše na hudbu vzdálenější budoucnosti, než cca 10 let (i když možná jen těsně). 7.2.4. OS mobilních zařízení I přes turbulentní nástup této kategorie přístrojů a s nimi i jejich operačních systémů nevypadá příliš pravděpodobně, že by se nějak významně změnil způsob licencování 54
používaného systémového software. Operační systémy jsou dodávány přímo s prodávaným zařízením, a staly se pevnou součástí jeho ceny, což je všeobecně akceptováno. Výrobci nemají mnoho důvodů tuto situaci změnit. Hlavní současný hráč, Apple dodává svůj OS „zdarma“ ke každému prodanému přístroji; Google nabízí svůj OS „zadarmo“ každému výrobci, který splní kvalifikační kritéria. Microsoft svůj systém výrobcům prodává a pokračuje tak v modelu, na který je zvyklý už od dob úspěchu s IBM PC, kdy získává svůj poplatek za každé prodané zařízení. V budoucnu je možné, že by přešel na model Google, totiž dodával výrobcům zařízení svůj systém bez poplatku, vzhledem k tomu, že tato suma příliš nezvyšuje cenu koncového zařízení, nevypadá taková situace příliš reálně. 7.2.5. Vestavěné (embedded) operační systémy Embedded zařízení podobně jako ty mobilní přicházejí téměř vždy s od výrobce připraveným operačním systémem, o kterém zákazník často ani neví (a nepotřebuje vědět). Není zde proto příliš mnoho tlaků na změnu používaného obchodního modelu.
herní konzole – zde nelze předpokládat v horizontu cca deseti let významnější změny. Ani výrobci, ani uživatelé nemají důvod zavedené zvyklosti nějak měnit, cena systémového software tvoří všeobecně akceptovanou položku ceny zařízení.
domácí routery – podobně jako u konzolí není mnoho důvodů měnit stávající pořádky. V úvahu přicházejí snad jedině způsoby distribuce OS pro routery s velkými možnostmi přizpůsobení, určené značně edukovaným domácím (je však v tomto případě takové pojmenování ještě správné?) uživatelům (OS Mikrotik). Jenže licence routerových OS pro jednotlivce se nevyznačují příliš vysokou cenou, a ta je rozpuštěna v ceně zařízení, za které si znalý a náročný uživatel rád připlatí. Takže ani v tomto případě nelze pravděpodobně očekávat příchod nějakých velkých změn.
55
8. Závěr UNIX je v podstatě jednoduchý operační systém, avšak někdy jen génius pochopí jednoduchost. Dennis Ritchie, spolutvůrce OS UNIX Dnes prakticky neexistuje osobní, mobilní, nebo embedded počítač, určený pro laického uživatele, který by neobsahoval nějaký operační systém. Stejná situace panuje i v oblasti výkonných mainframů a serverů. Z toho přirozeně vyplývá existence obrovského trhu operačních systémů, nasazených na těchto strojích a přímo úměrně tomu i obrovského objemu finančních prostředků, zde přítomných. Proto může být práce, zabývající se operačními systémy zajímavá nejen z technického, ale i z ekonomického hlediska. Úvodním dílčím cílem této práce bylo vysvětlení pojmu operační systém a jeho významu, čemuž se tato práce věnovala v samostatné kapitole. Ta obsahovala jak uvedení do základních technických pojmů, tak definice podle několika autorů a jejich krátkou syntézu. Následovala i krátká historie poslední (čtvrté) generace počítačů a s ní souvisejících operačních systémů. Jako hlavní cíl ovšem bylo stanoveno zmapování současné situace na trhu s operačními systémy, analýza v současnosti používaných obchodních modelů, dále pak pokus o zjištění trendů v této oblasti software, následně predikci vývoje trhu s operačními systémy a podobně i vývoje business modelů distribuce OS. Pro účely splnění těchto hlavních cílů došlo ve třetí kapitole k popisu různých možností rozdělení současných operačních systémů, a jedno z nich (rozdělení dle typu zařízení) pak posloužilo jako základní šablona pro následné analýzy. Tou první se stal rozbor současné situace na trhu s operačními systémy, kde u každého typu v současnosti existujících počítačů byla vybrána vhodná data (TOP500.org u superpočítačů, nebo údaje analytických společností u osobních počítačů a serverů), poskytující dostatečný vhled do daného tržního segmentu a dle nich pak tento úsek trhu zanalyzován. Následující kapitola se věnovala obchodním modelům distribuce operačních systémů, kde byly rozebrány stávající typy používaných business modelů, jako prodej tradičních licencí, nebo poskytování placené technické podpory. Ve stručnosti pak navázala část týkající se softwarového pirátství a jeho vlivu na předtím popsané způsoby distribuce operačních systémů. Kapitola s pořadovým číslem pět se zabývala trendy v oblasti operačních systémů z hlediska technologického, kde bylo nejdříve vyjmenováno a popsáno třináct hlavních trendů v obecném IT podle organizace IEEE, a ty poté zkonfrontovány s aktuálními trendy v oblasti OS. Obsahem šesté, poslední části DP s výjimkou závěru, se stal pokus o predikci vývoje trhu operačních systémů a následně také o předpověď budoucího směřování a vývoje distribučních modelů tohoto SW. Z povahy této diplomové práce vyplývají určitá omezení - protože jejími hlavními cíli je probírání trhu s operačními systémy a používaných business modelů, nezabývá se do větší šíře technickými aspekty tohoto software. Rovněž není vzhledem k účelu práce probrán vztah operačního systému k dalším druhům používaného software, případně proveden odhad budoucího vývoje jejich symbiózy. To může být úkolem pro další, navazující práci. Hlavní cíl, tedy zmapování současné situace na trhu s operačními systémy, analýzu používaných obchodních modelů, pokus o zjištění trendů týkajících se operačních systémů a predikci vývoje jak trhu OS, tak business modelů do budoucna považuji za splněný. Stejně tak 56
i dílčí cíl, kterým bylo uvedení čtenáře do pojmu operační systém. Snad se podařilo uceleně popsat současnou situaci na trhu operačních systémů, správně analyzovat současné obchodní modely a alespoň trochu úspěšně odhadnout budoucí vývoj této oblasti. Zájemce o problematiku trhu operačních systémů by po přečtení této práce měl získat odborný pohled na tento segment softwarových produktů a získat přehled o vývoji trhu. Žádná práce však nemůže být dokonalá a tento případ těžko bude výjimkou. Největším nepřítelem studie zůstává zcela jistě čas. Analytické údaje pravděpodobně zastarají v řádu let, predikce zpochybní např. překvapivý vývoj trhu (alias „Black Swan“ od známého autora Nassima Nicholase Taleba). Můžeme doufat, že alespoň v základních rysech závěry vyvozené z výše předložených analýz obstojí před budoucností, a ta samotná bude přibližně odpovídat predikcím zde sepsaným. To však ve vzdálenější budoucnosti posoudí třeba až další práce na podobné téma od jiného autora, která možná i zde předložené závěry rozšíří o nové poznatky.
57
9. Seznam použité literatury [1] TANENBAUM, Andrew S. Modern Operating Systems (3rd Edition). London: Prentice Hall, 2007. 1104 s. ISBN: 978-0136006633. [2] SILBERSCHATZ, A., GALVIN, Peter B., CAGNE, G. Operating System Concepts. New York: Wiley, 2008. 992 s. ISBN: 978-0470128725. [3] BACH, Maurice J. Design of the UNIX Operating System. London: Prentice-Hall, 1986. 471 s. ISBN: 978-0132017992. [4] HLAVENKA, J. a kol. Výkladový slovník výpočetní techniky a komunikací (3. vydání). Praha. 2008. 456 s. ISBN: 80-7226-023-5. [5] ĎURKOV, M. Operační systém BSD. Bakalářská práce. České Budějovice. 2012. 64 s. [6] KUČERA, F. Možnosti využití svobodného a otevřeného softwaru pro podnikání. Diplomová práce. Praha. 2010. 102 s. [7] NEŠPOR, J. Srovnání mobilních operačních systémů. Bakalářská práce. Praha. 2012. 53s. [8] RAŠKA, O. Obchodní modely Software as a Service. Systémová integrace 2/2009. Praha. 2009. 54 s. [9] FRNKA, J. Analýza trhu mobilních operačních systémů. Bakalářská práce. Praha. 2010. 48 s. [10] STALLINGS, W. Operating Systems: Internals and Design Principles (7th Edition). Prentice Hall. 2011. 816 s. ISBN: 978-0132309981. Online zdroje [1] NetMarketshare. Desktop Operating System Market Share. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://marketshare.hitslink.com/operating-system-marketshare.aspx?qprid=10&qpcustomd=0 [2] NetMarketshare. Mobile/Tablet Operating System Market Share. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://marketshare.hitslink.com/operating-system-marketshare.aspx?qprid=8&qpcustomd=1 [3] StatCounter. StatCounter Global Stats. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://gs.statcounter.com/#mobile_vs_desktop-ww-monthly-201211-201311 [4] StatCouter. OS Monthly 2013-11. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://gs.statcounter.com/#os-ww-monthly-201311-201311-bar [5] AT Internet. Operating system barometer. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://www.atinternet.com/en/documents/windows-8-6-7-of-web-traffic-in-france-5-2-ineurope 58
[6] Wikimedia.org. Wikimedia Traffic Analysis Report - Operating Systems. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://stats.wikimedia.org/archive/squid_reports/201310/SquidReportOperatingSystems.htm [7] W3Counter. Global Web Stats. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://www.w3counter.com/globalstats.php?year=2013&month=11 [8] Strategy Analytics. Android Captures Record 41 Percent Share of Global Tablet Shipments in Q3 2012. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://blogs.strategyanalytics.com/TTS/post/2012/10/25/Android-Captures-Record-41Percent-Share-of-Global-Tablet-Shipments-in-Q3-2012.aspx [9] SeoPher. Around 25-35% of Windows XP systems are pirated (calculations included). [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.seopher.com/articles/around_25_35_of_windows_xp_systems_are_pirated_calcul ations_included_ [10] The New York Times online. Software Pirates in China Beat Microsoft to the Punch. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.nytimes.com/2009/10/19/business/global/19iht-windows.html?_r=0 [11] comScore. comScore Reports April 2013 U.S. Smartphone Subscriber Market Share [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.comscore.com/Insights/Press_Releases/2013/6/comScore_Reports_April_2013_U .S._Smartphone_Subscriber_Market_Share [12] Gartner. Gartner Says Asia/Pacific Led Worldwide Mobile Phone Sales to Growth in First Quarter of 2013 [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.gartner.com/newsroom/id/2482816 [13] Gartner. Gartner Says Smartphone Sales Grew 46.5 Percent in Second Quarter of 2013 and Exceeded Feature Phone Sales for First Time [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.gartner.com/newsroom/id/2573415 [14] BusinessWire. Android and iOS Combine for 92.3% of All Smartphone Operating System Shipments in the First Quarter While Windows Phone Leapfrogs BlackBerry, According to IDC [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.businesswire.com/news/home/20130516005342/en/Android-iOS-Combine-92.3Smartphone-Operating-System [15] StatCounter. Top 8 Mobile Operating Systems on June 2013. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://gs.statcounter.com/#mobile_os-ww-monthly-201306-201306-bar [16] Wikimedia.org. Wikimedia Traffic Analysis Report - Operating Systems. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://stats.wikimedia.org/archive/squid_reports/201310/SquidReportOperatingSystems.htm
59
[17] StrategyAnalytics. Android Captures Record 81 Percent Share of Global Smartphone Shipments in Q3 2013. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://blogs.strategyanalytics.com/WSS/post/2013/10/31/Android-Captures-Record-81Percent-Share-of-Global-Smartphone-Shipments-in-Q3-2013.aspx [18] Gartner. Gartner Says Smartphone Sales Grew 46.5 Percent in Second Quarter of 2013 and Exceeded Feature Phone Sales for First Time. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.gartner.com/newsroom/id/2573415 [19] SecuritySpace. Mail (MX) Server Survey. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.securityspace.com/s_survey/data/man.201007/mxsurvey.html [20] W3Techs. Usage of operating systems for website. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://w3techs.com/technologies/overview/operating_system/all [21] W3Techs. Usage statistics and market share of Unix for websites. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://w3techs.com/technologies/details/os-unix/all/all [22] SecuritySpace. Web Server Survey. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: https://secure1.securityspace.com/s_survey/data/201211/index.html [23] SecuritySpace. OS/Linux Distributions using Apache. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: https://secure1.securityspace.com/s_survey/data/man.201211/apacheos.html [24] IDC. Worldwide Server Market Rebounds Sharply in Fourth Quarter as Demand for x86 Servers and High-end Systems Leads the Way, According to IDC. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS23974913 [25] Computer & Communications Industry Association. IBM Tightens Stranglehold Over Mainframe Market; Gets Hit with Antitrust Complaint in Europe. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://www.ccianet.org/index.asp?sid=5&artid=62&evtflg=False [26] SearchDataCenter. Red Hat bolsters Linux for mainframes, tries to catch Novell. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://searchdatacenter.techtarget.com/tip/Red-Hatbolsters-Linux-for-mainframes-tries-to-catch-Novell [27] TOP500 project. Operating system Family share for 11/2013. [Online] [Cit. 12. 11. 2013] Dostupný z: http://www.top500.org/lists/2013/11/ [28] StatCounter. Top 8 Mobile Operating Systems on Nov 2013. [Online] [Cit. 15. 11. 2013] Dostupný z: http://gs.statcounter.com/#mobile_os-ww-monthly-201311-201311-bar [29] W3Techs. Usage of operating systems for websites. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://w3techs.com/technologies/overview/operating_system/all [30] W3Techs. Usage statistics and market share of Unix for websites. [Online] [Cit. 14. 11. 2013] Dostupný z: http://w3techs.com/technologies/details/os-unix/all/all
60
[31] Nintendo Co., Ltd. Consolidated Sales Transition by Region. [Online] [Cit. 16. 11. 2013] Dostupný z: http://www.nintendo.co.jp/ir/library/historical_data/pdf/consolidated_sales_e1309.pdf [32] Nintendo Co., Ltd. Wii Sells Through More Than Two Million Units. [Online] [Cit. 16. 11. 2013] Dostupný z: http://www.nintendo.com.au/index.php?action=news&nid=385&pageID=6 [33] GamaSutra. GameStop Details Europe, U.S. Installed Base For Consoles. [Online] [Cit. 16. 11. 2013] Dostupný z: http://www.gamasutra.com/view/news/33842/GameStop_Details_Europe_US_Installed_Base _For_Consoles.php [34] ArsTechnica. Ouya hardware impressions, aka Indie Game: The Console. [Online] [Cit. 16. 11. 2013] Dostupný z: http://arstechnica.com/gaming/2013/06/ouya-hardwareimpressions-a-k-a-indie-game-the-console [35] UBM Electronics. 2012 Embedded Market Survey. [Online] [Cit. 16. 11. 2013] Dostupný z: http://seminar2.techonline.com/~additionalresources/esd_apr2012/ubme_embeddedmarket20 12_full.pdf [36] Cnet.com. Sony hot on Xbox 360's heels with 80M PS3 shipments. [Online] [Cit. 16. 11. 2013] Dostupný z: http://news.cnet.com/8301-10797_3-57611062-235/sony-hot-on-xbox360s-heels-with-80m-ps3-shipments [37] NewTechPress.net. RTOS Market in Turmoil. [Online] [Cit. 12. 11. 2013] Dostupný z: http://www.newtechpress.net/2011/11/08/rtos-market-in-turmoil [38] GameSpot.com. Xbox 360 sales reach 80 million units. [Online] [Cit. 12. 11. 2013] Dostupný z: http://www.gamespot.com/articles/xbox-360-sales-reach-80-million-units/11006415644 [39] EndGadget.com. Sony celebrates 80 million PS3s sold, reminds you that it's now seven years old. [Online] [Cit. 12. 11. 2013] Dostupný z: http://www.engadget.com/2013/11/06/80million-ps3s-sold [40] The Sydney Morning Herald. Game retail sales drop. [Online] [Cit. 12. 11. 2013] Dostupný z: http://www.smh.com.au/digital-life/games/blogs/screenplay/game-retail-salesdrop-20110209-1am78.html [41] Cmps.cz. Operační systémy. [Online] [Cit. 12. 11. 2013] Dostupný z: http://marlib.cmsps.cz/os/os.html [42] Debian. O Debianu. [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://www.debian.org/intro/about
61
[43] proc.linux.cz. Výhody operačního systému Linux. [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://proc.linux.cz/vyhody.html [44] Diit.cz. Mobilní operační systém Android. [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://diit.cz/clanek/mobilni-operacni-system-android [45] Zive.cz. 10 specialit, které bude umět dokonalý operační systém. [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://www.zive.cz/clanky/10-specialit-ktere-bude-umet-dokonalyoperacni-system/sc-3-a-171130/default.aspx [46] GNU.org. GNU Operating System. [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://www.gnu.org/home.cs.html [47] Zive.cz. Historie operačních systémů: Věčná brzda hardwaru. [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://www.zive.cz/clanky/historie-operacnich-systemu-vecna-brzdahardwaru/sc-3-a-147538/default.aspx [48] Switch2Mac. Historie počítačů (blog). [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://switch2mac.blog.zive.cz/ [49] PcTunning.cz. Úvaha: Co vede k technologickým revolucím? [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://pctuning.tyden.cz/hardware/multimedia-zvuk-tv/27469-uvaha-covede-k-technologickym-revolucim [50] Digital Trends. Six operating systems that failed miserably. [Online] [Cit. 22. 12. 2013] Dostupný z: http://www.digitaltrends.com/computing/6-operating-systems-that-failedmiserably [51] TechRadar.com. Raspberry Pi operating systems: 5 reviewed and rated. [Online] [Cit. 21. 12. 2013] Dostupný z: http://www.techradar.com/news/software/operating-systems/raspberrypi-operating-systems-5-reviewed-and-rated-1147941 [52] LifeHacker.com. Show Us Your Favorite Operating System of All Time. [Online] [Cit. 21. 12. 2013] Dostupný z: http://lifehacker.com/show-us-your-favorite-operating-system-ofall-time-520777763 [53] TechRadar.com. 10 best alternative operating systems. [Online] [Cit. 21. 12. 2013] Dostupný z: http://www.techradar.com/news/software/operating-systems/10-best-alternativeoperating-systems-934484 [54] Intel. Mobile OS Architecture Trends. [Online] [Cit. 22. 12. 2013] Dostupný z: http://software.intel.com/en-us/articles/mobile-os-architecture-trends [55] PcTunning.cz. Očima Michala Rybky: Windows 8 vs. nesmyslné Win RT. [Online] [Cit. 10. 11. 2013] Dostupný z: http://pctuning.tyden.cz/hardware/multimedia-zvuk-tv/26402ocima-michala-rybky-windows-8-vs-nesmyslne-win-rt?start=8
62
[56] IEEE computer society. Top Trends for 2013. [Online] [Cit. 22. 12. 2013] Dostupný z: http://www.computer.org/portal/web/membership/13-Top-Trends-for-2013 [57] All Things D. The Future of the Desktop — Rendering the Operating System Irrelevant? [Online] [Cit. 21. 12. 2013] Dostupný z: http://allthingsd.com/20130808/the-future-of-thedesktop-rendering-the-operating-system-irrelevant [58] TED. What is going to be the future of operating system. [Online] [Cit. 22. 12. 2013] Dostupný z: http://www.ted.com/conversations/19078/what_is_going_to_be_the_future.html [59] TechRadar.com. Android in 2020: the future of Google's mobile OS explored. [Online] [Cit. 22. 12. 2013] Dostupný z: http://www.techradar.com/news/software/operatingsystems/android-in-2020-the-future-of-google-s-mobile-os-explored-1168141 [60] chris.pirillo.com. The Future of the Operating System – Cloud Computing? [Online] [Cit. 22. 12. 2013] Dostupný z: http://chris.pirillo.com/the-future-of-the-operating-system-is-onthe-web-2 [61] technobuffalo.com. Mac OS X to be Skinned for Simplicity? [Online] [Cit. 21. 12. 2013] Dostupný z: http://www.technobuffalo.com/2010/02/26/mac-os-x-to-be-skinned-forsimplicity [62] Haiku OS. Look to the Future. [Online] [Cit. 21. 12. 2013] Dostupný z: https://www.haiku-os.org/community/forum/look_future [63] Discovery. World in 2057. [Vid. 23. 11. 2013]. Dostupný z: http://www.youtube.com/watch?v=s3gumT0i9mo
63
10. Terminologický slovník BIOS - (Basic Input/Output System), systém BIOS (Basic input/output system) je program zabudovaný do osobních počítačů. Při zapnutí počítače spustí operační systém. Rovněž se nazývá systémový firmware. Systém BIOS je součástí hardwaru vašeho počítače a je oddělený od operačního systému. CHRÁNĚNÝ REŽIM (protected mode) - provozní režim procesorů Intel 80x86 a kompatibilních, při kterém je k dispozici větší paměťový prostor, možnosti multitaskingu a možnost využití virtuální paměti. V chráněném režimu pracují snad všechny moderní operační systémy. KERNEL MODE – nejnižší režim jádra operačního systému. Umožňuje a také manipuluje s nejnižšími instrukcemi procesoru. Poskytuje nejvyšší míru práv v operačním systému. Jeho původ sahá až k počátkům architektury operačního systému Unix. USER MODE – nejvyšší režim jádra operačního systému, na pomyslné stupnici módu jádra je protikladem kernel módu. Disponuje omezenými právy pro manipulaci se systémovými prostředky, je určen pro uživatelské programy a akce uživatele. SAAS - je model nasazení softwaru, kdy dochází k hostování aplikace provozovatelem služby. Služba je dále nabízena zákazníkům přes Internet. PAAS - platforma jako služba (z "Platform as a Service"), poskytovatel v modelu PAAS poskytuje kompletní prostředky pro podporu celého životního cyklu tvorby a poskytování webových aplikací a služeb plně k dispozici na Internetu, bez možnosti stažení softwaru. To zahrnuje různé prostředky pro vývoj aplikace jako IDE nebo API, ale také např. pro údržbu. Nevýhodou tohoto přístupu je proprietární uzamčení, kdy může každý poskytovatel používat např. jiný programovací jazyk. FLOPS - zkratka pro počet operací v plovoucí řádové čárce za sekundu (FLoating-point OPerations per Second), což je obvyklé měřítko výkonnosti počítačů. Výkon dnešních špičkových superpočítačů se pohybuje v řádu stovek miliard FLOPS, proto se tato veličina používá ve spojení s předponami soustavy SI. Měříme pak v megaFLOPS (MFLOPS), gigaFLOPS (GFLOPS), teraFLOPS (TFLOPS) či petaFLOPS (PFLOPS). Typická stolní kalkulačka má výkon pouze několik jednotek či desítek FLOPS. TIMESHARING - myšlenka na sdílení prostředky drahých počítačů mezi rozmanité počítačové uživatele se ovlivňovat v reálném času se systémem. Sdílení času dovolilo každému z uživatelů mít iluzi vlastnictví exkluzivního přístupu ke zdrojům. MULTIPROGRAMMING - technika vícenásobného zpracování, kdy se zdroje počítače dělí mezi více úloh. V počátcích bylo multiprogramování řešeno tak, že se úlohy vystřídaly v běhu v okamžiku, kdy jedna z nich čekala na pomalejší periferii, až dokončí vstupněvýstupní operaci (požadavek na tisk, čtení z pásky, disku a podobně). V dnešní době operační systém střídá úlohy v rychlém sledu, aby obsluha počítače mohla se všemi plynule pracovat. Jiný název pro multiprogramming je obecně vzato multitasking. MULTIPROCESSING - souběžné/paralelní zpracování. Schopnost operačního systému využívat na jednom počítači více než jednu základní jednotku (CPU). Symetrický multiprocesing označuje schopnost operačního systému přiřazovat úlohy dalšímu volnému procesoru dynamicky. MAINFRAME (superpočítač) - počítač, speciálně určený pro podnikové aplikace. Nejčastější využití je v oblasti databází, zpracování transakcí, nebo webových serverů. Mainframy se historicky vyvinuly ze sálových počítačů, tzn. mají za sebou cca 40 let vývoje
64
(jsou starší, než např. operační systém UNIX). Hlavním komerčním dodavatelem zůstává IBM se svou produktovou řadou zSeries. OVLADAČ - program, který slouží ke konfiguraci a ovládání externího zařízení, nebo pracovního prostředí počítače. Jedná se obvykle o soubor, který není samostatně spustitelný (existuje řada výjimek), ale který se do systému zavádí pomocí jiného programu nebo postupu. Ovladače pro počítačové periferie dodává výrobce této periferie spolu s ní; výrobce programu dodává obvykle ovladače pouze pro nejstandardnější a nejpoužívanější periferie. OPEN SOURCE (open-source software, open software, OSS) - počítačový software s otevřeným zdrojovým kódem, přičemž otevřený znamená jak technickou dostupnost kódu, tak legální přístupnost přes specializované licence software, umožňující při dodržení jistých podmínek uživatelům zdrojový kód využívat (například prohlížet a upravovat). Souvisejícím pojmem je svobodný software (free software). S tímto pojmem přišla Free Software Foundation v 80. let 20. století. EMBEDDED SYSTEM (zabudovaný systém, vestavěný systém) - rozumí se jednoúčelový systém, ve kterém je řídící počítač zcela zabudován do zařízení, které ovládá. Zabudované počítače jsou většinou jednoúčelové, určené pro předem definované činnosti. Díky tomu, že návrháři systému předem znají jeho přesný účel, mohou ho při návrhu efektivně optimalizovat pro konkrétní nasazení. Tím docílí vyššího výkonu pro dané nasazení a nižší ceny. Embedded systém se často vyrábí sériově ve velkém množství, což umožňuje díky úsporám z rozsahu dále snižovat cenu zařízení. CLOUD (cloud computing) - rozumí se metoda přístupu k využití výpočetní techniky, která je založena na poskytování sdílených výpočetních prostředků a jejich využívání formou služby. V současnosti existují nejrůznější modely služeb a možnosti jejich poskytování. Všechny typy cloud computingu se vyznačují schopností poskytovat prostředky na vyžádání, pružně, samoobslužně a prostřednictvím přístupu z rozsáhlé sítě a rovněž schopností měřit spotřebované služby v rámci sdíleného fondu prostředků. OBCHODNÍ MODEL (business model) - popisuje způsob, jakým firma podniká. Pro řízení firmy je dnes stejným prostředkem, jako je pro výrobu konstrukční výkres. Řízení firmy probíhá průhledně a provázaně, chyby jsou převážně odstraňovány již ve fázi návrhu, tzv. business konceptu a potenciál zlepšení není hledán pouze intuitivně. Obchodní model lze popsat jako architekturu produktu, služeb a informačních toků, zahrnující popis jednotlivých činitelů a jejich role, nebo popis potenciálních přínosů jednotlivých činitelů pro různé business činitele, případně popis zdrojů příjmů.
65
11. Seznam vložených obrázků Obrázek 1: Struktura operačního systému Unix ……………………………………… 15 Obrázek 2. Operační systém dle A. Tanenbauma ……………………………………..16 Obrázek 3: Zastoupení operačních systémů na pětistech nejvýkonnějších počítačích světa ……………………………………………………...27 Obrázek 4: Počet zkoumaných internetových serverů společností Netcraft v průběhu času …………………………………………….…….28 Obrázek 5: výzkum organizace Net Market Share z října 2013 ………………….…... 31 Obrázek 6: přehled tržního zastoupení mobilních operačních systému dle výzkumu StatCounter …………………………………….….33 Obrázek 7: Microsoft Surface Windows tablet s klávesnicí ……………………….….39 Obrázek 8: Intel Quark CPU …………………………………………………….…….45 Obrázek 9: zastoupení OS dle prodejů v 2Q roku 2013 ………………………….…....51 Obrázek 10: Zpracování dat na prvních mainframe …………………………….….....60 Obrázek 11. (MS) DOS pro první verzi IBM PC …………………………………..….67 Obrázek 12. Operační systém Apple Macintosh 1 ……………………………….…....68
12. Seznam vložených tabulek Tabulka 1: výzkum organizace TOP500 z listopadu 2013 …………………………………….26 Tabulka 2: výzkum organizace TOP500 z listopadu 2013 …………………………………….26 Tabulka 3: výzkum rozšířenosti serverových OS dle společnosti W3Tech, Q1/2013 …………29 Tabulka 4: výzkum rozšířenosti serverových OS dle společnosti IDC, Q4/13 ………………...29 Tabulka 5: přístupy na servery Wikimedia.org za říjen 2013 ……………………......……….. 32 Tabulka 6: přehled tržního zastoupení mobilních operačních systému dle spol. Garner ………32 Tabulka 7: zastoupení OS herních konzolí ………………………………………………….…34
66
Příloha: Stručná historie OS Pokud vynecháme některé jednoúčelové důkazy mechanické vyspělosti starých civilizací, jako např. "Mechanismus z Antikythéry"40, prvním historicky uznaným počítačem byl Analytical Engine Charlese Babbage.41 Tento čistě mechanický stroj, který se nikdy nedočkal svého sestrojení, neměl ani dle návrhu vlastní operační systém, byl přímo programován v prvním programovacím jazyku navrženém matematičkou Adou, hraběnkou z Lovelace. První generace (1945 – 55), relé a elektronky Nejstarší elektronické výpočetní systémy 40. let ještě neměly žádný operační systém. Neexistovaly dokonce ani programovací jazyky, včetně assembleru. Počítače této doby byly tak primitivní, že programy se zadávaly bit po bitu pomocí mechanických přepínačů, teprve později pomocí instrukční sady počítače. Začátkem 50. let byly zavedeny děrné štítky. Systémy z těchto dob dokázaly provozovat pouze jednu úlohu v daném čase, neumožňovaly tedy současnou práci více uživatelů na jednom stroji. Z toho vycházely i vysoké náklady na provozování takových počítačů - protože každý uživatel měl pro sebe celou jejich kapacitu, platila jeho organizace za využívání všech výpočetních prostředků, bez ohledu na to, zda byly využity, nebo ne. Každý uživatel dostal určitý vymezený čas pro svou práci a za tento interval pak zaplatil poplatek. Nejčastějším nástrojem výpočtu ceny strojového času v této době tedy bez jakéhokoliv přehánění byly nástěnné hodiny. Výpočet i nejjednodušší, většinou matematické úlohy zabíral čas v řádu jednotek sekund. V této době každý inženýr musel znát a vykonávat všechny potřebné úkony, neexistovalo ještě žádné rozdělení pracovníků dle specializace - každý byl současně návrhář, stavitel, programátor a servisním technikem v jednom. Původně v této generaci každý uživatel musel psát kompletní kód potřebný pro implementaci nasazované aplikace, včetně nejzákladnějších I/O instrukcí. Proto velmi rychle došlo k určitému zjednodušení, kdy I/O operace byly zastřešeny do tzv. IOCS 42. Od této chvíle již nebyl uživatel obtěžován nutností programovat nejzákladnější vstupně/výstupní operace, namísto toho mohl používat rutiny nabízené IOCS. Toto zjednodušení práce z laboratoří IBM značně urychlilo proces programování. Právě implementace IOCS byla pravděpodobně zárodkem dnešních operačních systémů. Pomocí tohoto systému měl uživatel kompletní kontrolu nad dostupnými paměťovými úložišti. Paměť počítače byla nyní rozdělena na několik částí: prostor pro IOCS rutinu, prostor pro uživatelský program a volné místo. Do této epochy patří sálové počítače německý Z3 Conrada Zuseho, americký ENIAC Williama Mauchleyho a J. Prespera Eckerta, MARK I Howarda Aikena a britský Colossus z Bletchley Parku, který pomáhal luštit německé válečné šifry. Druhá generace (1955 – 65) éra dávkového zpracování a transistorů
40
HADRAVA, Petr. HADRAVOVÁ, Alena. vesmir.cz [online]. 2007 [cit. 2013-09-14]. Mechanismus z Antikythéry. Dostupné z WWW:
. 41 The Babage Engine. URL: < http://www.computerhistory.org/babbage/engines>, [cit. 2013-09-14] 42 Input Output Control System
67
Vynález transistoru Když 16. prosince 1947 William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain objevili v Bellových laboratořích transistorový efekt a s ním vynalezli transistor, znamenalo to převrat v počítačové technice. Nespolehlivá rélé a eletronky předchozí generace nahradily podstatně spolehlivější diskrétní prvky na bázi křemíku a germania. Použití lacinějších součástek, které přitom měly podstatně delší dobu provozu umožnilo vznik výkonnějších počítačů, které dokázaly řešit i náročnější úlohy než v minulosti, případně úlohy stejné, avšak za menších finančních nákladů (spotřebovalo se méně strojového času). Průběžně docházelo i k výměně technologií operačních pamětí. Katodové trubice nejprve nahradily paměti na bázi feritových jader a později polovodičů. Z výše uvedených důvodu začalo být možné vyrábět počítače továrně na objednávku. Stroje této etapy pak byly schopny zajistit zaručenou dobu provozu s menšími náklady na údržbu, než u předchozí generace. Počítače druhé generace byly stále obři, zabírající celé klimatizované místnosti (sály, odsud pojmenování "sálové počítače", mainframe), obsluhované specializovaným personálem. Poprvé také došlo také ke specializaci pracovníků v oboru - vznikly povolání návrhářů, stavitelů, operátorů, programátorů a servisních odborníků. Každý ze sálových počítačů stál několik milionů dolarů, možný byl i pronájem ($2,898,000 USD za IBM 7090, měsíční pronájem $63,500). 43
Obrázek 10: Zpracování dat na prvních mainframe. Na IBM 1401 se zadávají data, IBM 7094 je zpracuje, a další IBM 1401 slouží jako řízení výstupního zařízení (tiskárny). Zdroj: A. Tanenbaum
Nástup timesharingu Jedním z největších problémů prvních sálových počítačů bylo, že věnovaly každému úkolu (jobu) mnohem více času, než skutečně potřeboval pro své zpracování. Obecně každý úkol před svým zpracováním potřeboval dlouhou přípravu, zahrnující čas pro načtení zárodku operačního systému, založení děrných štítků, nebo připojení magnetických pásků, vložení formulářů do tiskárny atd. Po ukončení úkolu zase následoval zdlouhavý "úklid", tzn. vyjmutí pásek a diskových polí, děrných štítků apod. Přirozeně během všech těchto úkonů ležely výpočetní prostředky počítače ladem. Proto inženýři brzy vymysleli řešení tohoto plýtvání strojovým časem, a totiž automatizaci přechodu mezi jednotlivými joby.
43
IBM 7070 Data Processing System, IBM 1960. Dostupné z WWW: .
68
S prvním takovým konceptem, jehož softwarovou implementaci mnozí považují za první skutečný operační systém, přišly laboratoře společnosti General Motors počátkem roku 1956 pro původně pro jejich vlastní IBM 701 mainframy. Patentovaná inovace zavedla dávkové zpracování44 úkolů. V zásadě to znamenalo šuplíky se sérií děrných štítků, obsahujících data. Kazda tato série byla ukončena speciálním štítkem, obsahujícím instrukce, jak s právě načtenými daty naložit. Jazyk, který se na těchto kontrolních kartičkách používal, měl název JCL45. Tyto kontrolní štítky sestavily prováděný job, řekly počítači, zda štítky v dávce obsahuji data, nebo programový kód, jaký programovací jazyk je použit, přibližný čas exekuce úkolu apod. Když prováděný job skončil, čtečka automaticky načetla z kontrolního štítku instrukce pro další sadu, a začala ji vykonávat. Dávkové zpracování představovalo obrovskou úsporu práce a pomohlo demonstrovat hodnotu operačních systémů při správě dostupných zdrojů. Tento typ zpracování dat se nazýval single stream batch processing system (volně přeloženo proudový systém dávkového zpracování) a stal se na začátku 60. let jedním z prvních "must need" produktů IT průmyslu. Nástup multiprogramingu Počítače od šedesátých let 20. století tedy již pevně směřovaly k rutinnímu využívání systému dávkového zpracování dat, dalším velkým vylepšením této doby se stala schopnost současného zpracování více úloh najednou. Mainframy již dovolovaly připojit pestrou paletu periferií, jako např. čtečky a zapisovačky děrných štítků, tiskárny, páskové mechaniky a první magnetické disky. Protože opravdu jen málokterá úloha utilizovala strojový čas počítače na sto procent, vývojáři software přišli s řešením, kdy zatímco první úloha čekala na vstupně/výstupní operaci, a procesor zahálel, mohla ho v tu chvíli použít úloha druhá. Stejně tak, pokud zrovna druhá úloha nevyužívala vstupně-výstupní zařízení, mohla ho využít první. Designéři obslužného software brzy poznali, že dalším krokem k lepšímu využití zdrojů počítače je kombinace různých, vzájemně se doplňujících úloh. Tento postup, který se začal prosazovat, získal jméno multiprogramming. Jedná se o situaci, kdy několik uživatelů současně soupeří o zdroje počítače. Job, který momentálně čeká na I/O periferii, předá CPU dalšímu jobu, který je připraven provádět výpočetní operace a zatím pouze čeká na zdroje. Tímto způsobem byly schopné jak CPU, tak I/O operace probíhat současně. To samozřejmě rapidně zvyšovalo využití zdrojů a celkový výkon systému. Pro maximalizaci užitku z multiprogramingu bylo však nezbytné, aby přinejmenším některé z úloh byly v hlavní paměti počítače přítomny neustále a nečekalo se tak na jejich zdlouhavé načítání. To mělo nutně za následek větší spotřebu paměti v případě použití multiprogramingu, vždy značně limitovaného vysokou cenou tehdejších pamětí. Proto vzniklo větší množství odnoží multiprogramingu, které se snažily různými způsoby využívání hlavní paměti optimalizovat. V pozdních 50. a 60. letech obyčejně uživatelé nepracovali s počítači přímo a nebyli přítomni vykonávání jimi zadaných úloh. Místo toho byla jejich data nejdříve „offline“připravena na děrné štítky, nebo magnetické pásky a čekala třeba i několik dní, než došlo k jejich zpracování. Sebemenší chyba v programu tak vedla ke ztrátě celého výpočtu a třeba i několikadenní kolečko přípravy a zpracování se tak mohlo rozeběhnout znovu. Vývoj 44 45
Ang. batch computing Ang. Job Control Language
69
software byl za takových okolností zdlouhavý a obtížný proces. To začalo vadit ze všeho nejdříve a nejvíce na univerzitách, kde byla pro potřeby výuky vyšší intuitivnost procesu. Proto byl v letech 1959 až 1960 na MIT vyvinut systém pojmenovaný MAD46, založený na programovacím jazyku Algol47, který umožňoval přehlednější detekci chyb. Další cestou, jak usnadnit vývoj software, byla vyšší interaktivita, a nejdůležitějším počinem doby tzv. timesharing, který umožňoval využívat většímu množství uživatelů zdroje počítače současně. Timesharing využíval faktu, že reakce uživatele jsou podstatně pomalejší, než rychlost počítače. Proto každé úloze přiděloval malou část (např. 2 ms) z dostupného strojového času, než zase přepnul na další. Nejvýznamnějším takovým systémem byla implementace týmu z MIT48 CTSS (Compatible Time-Sharing Systém). CTSS začal MIT používat od roku 1957 na svým mainframech IBM 704. Timesharing se pak začal velmi rychle šířit v univerzitním prostředí, a když se osvědčil tam, v komerčním a státním sektoru. Byly to právě multisharingové systémy, ze kterých se pak vyvinuly už skutečné operační systémy, tak jak je chápeme dnes. Např. právě z CTSS vznikl systém Multics, předchůdce a inspirace UNIXu. Třetí generace (1965 – 1980) – éra integrovaných obvodů Velké naděje a zklamání z vývoje IBM OS/360 V dubnu 1964 IBM představila novou generaci sálových počítačů System/360. Číslovka měla představovat 360°, jako symboliku toho, že systém je pro každého, od inženýrů, přes vědce až po ekonomické pracovníky velkých firem. Společnost uvedla více modelů, u nichž hlavním tahounem byl slib, že aplikace napsané pro jeden model budou fungovat (budou kompatibilní) i na ostatních ze série 360. Tyto sálové počítače se následně staly velmi úspěšné, se svými nástupci System/370 dominovaly 60. a 70. letům a jejich základní koncepce vydržela v designu sálových počítačů (superpočítačů) až do 90. let. Pro tyto mainframy IBM rovněž plánoval velkorysý operační systém, OS/360, sponzorovaný na tehdejší dobu velkým rozpočtem 25 milionů dolarů.49Tento program se stal pravděpodobně nejsložitějším kusem software, který byl do té doby vyvíjen, obsahoval stovky programových komponent, přes milion řádků kódu a největší implementací multiprogramingu té doby. I přes bohatou finanční dotaci, perfektní koordinaci vývoje však nakonec zrod OS/360 probíhal kvůli zmatkům značně komplikovaně. Právě při vývoji tohoto OS začaly vznikat první dokumentované poznatky o managementu vývoje software ve velkém měřítku (Garmishská konference). Jeden z vedoucích pracovníků vývoje OS/360, Frederick J. Brooks později sepsal nabrané zkušenosti ve slavné knížce The Mythical Man-Month, kde uvedl např. poznatek, že najmutí dalších programátorů v pokročilém stádiu vývoje SW ve skutečnosti již jen velmi obtížně pomůže urychlení prací.
46
Michigan Algoritmické Decoder ALGOL (zkratka pro ALGOrithmic Language), imperativní počítačový programovací jazyk, vyvinutý v polovině 50. let 20. století, který významně ovlivnil vývoj následujících programovacích jazyků a byl standardní metodou pro popis algoritmů na dalších více než 30 let. 48 tým John McCarthyho, Roberta Fana and Fernanda Corbata 47
49
tým Fredericka J. Brookse, Jr., Howarda Aikena, Brooks později sepsal známou knihu o vývoji software „The Mythical Man-Month“
70
Léta sedmdesátá - obecný vývoj Sedmdesátá léta znamenala značný rozvoj na poli OS, experimentální timesharingové systémy dospěly do komerčně použitelných projektů. Další významnou událostí této doby bylo zlepšení komunikace mezi jednotlivými počítači – původně pro armádu vznikl TCP/IP protokol, jeden ze základů budoucího Internetu a také síťová technologie Ethernetu z výzkumných laboratoří Xeroxu v Palo Alto. S tím, jak se zvyšoval počet propojených počítačů, došlo také k větší potřebě zabezpečení těchto přenosů, objevovali se již první hackeři a počítačové viry (John Draper). Nakonec se bezpečnost počítačových systémů stala na konci tohoto období jednou z největších priorit. Rovněž vznikly některé významné operační systémy, jako např. MVS a UNIX z Bellových laboratoří, které jsou na některých mainframech dodnes v provozu. Transistory nahradily nejdříve logické obvody, a pak dokonce už i procesor (CPU), tak jak ho známe dnes. Léta sedmdesátá - rozvoj systému UNIX V letech1965 až 1969 výzkumná oddělení společností Bell Labs, General Electric a MIT (která přispěla především výše uvedeným programem MAD) spolupracovala na vývoji systému Multics. Multics se stal všeobecně úspěšným, avšak podle některých stále příliš složitým pro používání. V jeden z vývojářů Multicsu, Ken Thompson proto přišel s myšlenkou na vytvoření systému snadnou použitelného opravdu pro všechny uživatele počítačů. Nesmíme přitom ale zapomínat, že myšlenka systému „pro všechny“se stále týkala odborných pracovníků velkých firem, univerzit a státních podniků, nikoliv domácích uživatelů. Myšlenka, že by snad počítač mohl používat skutečně téměř každý, byla v té době ještě stále hudbou budoucnosti. Systém, který měl umožnit podstatně jednodušší práci s počítačem, vytvářený Kenem Thompsonem nebyl již nic jiného, než legendární UNIX. Tak byl nazván v pozdější fázi vývoje jako změněný název MULTICSu – Unics (UNiplexed Information and Computing Systém), později Unix až nakonec UNIX. I přes podfinancování projektu (vývoj probíhal na vyřazených počítačích DEC PDP-7) práce postupovaly díky nadšení týmu rychle kupředu. Koncepce systému vnikla během několika měsíců roku 1969 a tak jako každý jiný OS té doby byla první verze budoucího UNIXu napsána v assembleru, který byl specifický (nekompatibilní) pro každý počítač zvlášť. Asi i proto nakonec zůstával nový systém vcelku bez povšimnutí, a to až do příchodu Dennise Ritchieho, dalšího z bývalých vývojářů Multicsu. Ritchie přišel s inovací - vytvořil jazyk C, který v další verzi UNIXu z velké části nahradil assembler. Jednou z hlavních výhod nového jazyka byla jeho snadná portabilita a tím i kompatibilita s různými počítači. Tento fakt zaujal management Bellových laboratoří, který zasponzoroval další vývoj a rozhodl se používat UNIX na svých nově pořízených mainframech PDP-11/45. To znamenalo první reálné využití UNIXu, protože však AT&T, dcera Bellových laboratoří neměla až do roku 1983 povolení podnikat v IT odvětví, byla nucena prodávat nový systém za malý poplatek především univerzitám. Právě díky tomu se však UNIX rozšířil v univerzitním prostředí, což paradoxně pomohlo jeho dalšímu růstu. AT&T se svým systémem distribuovala i zdrojový kód, což spolu s minimalistickým designem a jednoduchostí způsobilo jeho extrémní oblibu a rychlé šíření mezi studenty. Ti pak přirozeně propagovali UNIX i po nástupu do pracovního života a tak jej a jeho principy prosadili i v dalších sférách ekonomiky. Touto cestou se stal z UNIXu později v 80. letech standard profesionálního IT.
71
V druhé polovině 70. let už začal UNIX růst organicky – k jednoduchému designu se přidávaly další a další programy napsané uživateli, aniž by to přitom ohrozilo jeho funkčnost nebo portabilitu. Uživatelskými vylepšeními vzniklo podobně jako kdysi u IOCS mnoho variant UNIXu, z nichž jedna z nejvýznamnějších byla vytvořena na UCLA v Berkley.50 Právě Berkley UNIX s použitým TCP/IP standardem byl oním systémem, který za pár let pomohl vytvořit z uzavřeného vojenského ARPANETu51 otevřený Internet. Pro podporu TCP/IP pak Berkley UNIX převzal SUN Microsystems, jedna z firem, které brzy pochopily sílu nového systému v celé jeho šíři, a vytvořil z něj svůj SunOS. Tento systém byl zajímavý tím, že již zavedl GUI52 a právě díky podpoře sítí i možnost fungovat na bezdiskových stanicích. V roce1983 Ken Thompson a Dennis Ritchie získali za zásluhy při vývoji UNIXu Turingovu cenu, nejprestižnější ocenění IT komunity.53 Dle citace ACM, organizace udílející Turingovu cenu: "The genius of the UNIX system is its framework, which enables programmers to stand on the work of others."54 Přes určité limitace - uživatelskou nepřítulnost pro nováčky, nebo ze základu slabou bezpečnostní architekturu, se stal UNIX legendou a ilustruje přechod od rigidních sálových počítačů k éře mikropočítačů, od centralizace k decentralizaci. Čtvrtá generace (1980 – současnost) – osobní počítače 70. léta - začátek éry mikroprocesorů a osobních počítačů Technologií umožňující nástup osobních počítačů byl mikroprocesor (CPU)55. Zatímco do začátku 70. let znamenal pojem procesor velkou desku s plošnými spoji, osazenou integrovanými obvody, od tohoto období začaly technologie umožňovat vysokou integraci desítek tisíc integrovaných obvodů přímo do jednoho čipu – mikroprocesoru. Jednou z důležitých firem, zabývajících se tímto odvětvím, byl Intel (Integrated Electronics Corporation). Tato společnost, založená roku 1968, původně vyvíjela integrované obvody pro kalkulačky, hodinky a herní konsole. Jeden z jejích inženýrů, Ted Hoff při vývoji integrovaných obvodů pro kalkulačku japonského výrobce přišel s myšlenkou obecně použitelného čipu (integrace funkce dvanácti obvodů do jednoho). Jeho nápad vyústil v roce 1971 do uvedení mikročipu Intel 4004, 4bitového mikroprocesoru, prodávaného za 1000 USD. O dva roky později následoval Intel 8008, 8bitový mikroprocesor již soupeřící s výrobky dalších výrobců, kteří vycítili šanci na nový trh. Za všechny jmenujme alespoň Motorolu 68000 (základ budoucího prvního PC Apple), Zilog Z80 nebo Mostekem 6502 50
University of California ARPANet, Advanced Research Projects Agency Network. Předchůdce Internetu, síť vyvinutá na konci 60. let ministerstvemobrany USA jako experiment v oblasti WAN, jehož účelem bylo vytvoření prakticky nezničitelného spojení (díky „pavučině“, mnoha různým cestám k jednomu cíli), které by přežilo jadernou válku. 52 Graphical User Interface, GUI (grafické uživatelské rozhraní). Způsob a popis komunikace uživatele s počítačem pomocí homogenních prvků na obrazovce, ovládaných nejčastěji myší, nebo prstem. 53 Turingova cena je každoroční ocenění od Asociace pro výpočetní techniku (ACM) pro "jednotlivce, vybrané pro technický přínos počítačové komunitě". Turingova cena je považována za nejvyšší ocenění v oblasti počítačové vědy, nebo také "Nobelovu cenu" počítačové vědy. 54 UNIX Chronology. URL: < http://snap.nlc.dcccd.edu/learn/unix-history.html>, [cit. 2013-09-16]. 55 CPU, central−processing unit (centrální procesorová jednotka). Základní součást počítače, která provádí výpočty a řídí překlad i vykonávání instrukcí uložených v operační paměti počítače. Z technického hlediska jde o jeden elektronický obvod (jednočipový procesor) s vysokou hustotou integrace, který je umístěn na základní desce počítače. 51
72
(všechny 8bitové). Taková konkurence zvládla do roku 1975, kdy byl uveden první osobní počítač, na cca 100 USD. Tento první osobní počítač, uvedený v lednu 1975 dostal jméno Altair 8800. Jednalo se vlastně jen o kutilskou sadu pro fandy, prodávanou jako zásilkový kit za cca 400 dolarů (za příplatek byl možný i smontovaný stav). Altair obsahoval Intel 8080 mikroprocesor a vyráběla ho spol. MITS z Albuquerque v Novém Mexiku. Tento počítač neměl žádný displej, klávesnici a zdánlivě příliš málo paměti pro užitečnou práci. Programoval se pomocí switchů a odezva probíhala pomocí svítících žárovek. Toto omezení Altairu se však nakonec stalo výzvou pro mnoho malých podnikatelů a visionářů, kteří brzy přišli s různými užitečnými rozšířeními. Jedněmi takovými byli již v roce 1975 studenti Harwardu Bill Gates a Paul Allen. Tato dvojice se rozhodla pro Altair, kterému do té doby chyběl jakýkoliv software, napsat klon jazyka BASIC. Za tímto účelem založili společnost Micro-Soft, později přejmenovanou na Microsoft. Proti všem očekáváním se jim podařilo uzavřít s MITS smlouvu, Bill Gates už tehdy projevil své obchodní nadání, když programovací jazyk svému zákazníkovi neprodali, nýbrž pronajali. Jak již bylo napsáno, Altair zaznamenal velký úspěch - během prvního čtvrtletí roku 1975 se ho prodalo za 1 milion dolarů, což samozřejmě velmi pomohlo Microsoftu v jeho dalším rozvoji. Od chvíle uvedení Altairu velmi rychle přibývala spousta nových periferních zařízení (klávesnic, disků a monitorů) použitelných na základ tohoto počítače, vzniklo rovněž i několik jeho klonů. V roce 1976 napsal Gary Kildall první operační systém pro počítače založené na procesoru Intel 8080 CP/M (Control Program for Micros). Během své práce pochopil, že použití disketové mechaniky nabízí pro malé programy spouštěné na mikropočítačích mnoho výhod oproti magnetickým páskům. Diskety totiž byly rychlejší, a umožňovaly současný zápis i čtení dat. Jejich primární výhodou pak byla možnost přístupu k datům nahodile na ploše paměťového média bez významného zpomalení (nebylo třeba pro přístup k určitým datům přehrávat v krajním případě celou pásku). Jenomže pro plnohodnotné využití disket bylo třeba vytvořit speciálně napsaný OS. IBM měla od 60. let pro své mainframy systém zvaný Disk Operating System (DOS). Osobní počítač měl však s mainframy málo společného, nebyla zde např. potřeba synchronizovat práci více uživatelů současně, koordinovat součinnost mnoha vstupně-výstupních zařízení, naopak byla třeba moderní a pružná mechanika pro rychlou manipulaci s daty (budoucí floppy mechanika). S těmito potřebami Kildall, inspirován IBM rozšířil CP/M OS pro Intel 8080 o schopnost práce s diskovými mechanikami. V roce 1977, IMSAL výrobce klonu Altairu, kontaktoval Gary Killdala aby implementoval CP/M pro jeho produkt. Toho napadlo napsat další nižší vrstvu řídícího software, která by odstiňovala CP/M od různorodého hardware jeho budoucích zákazníků. Toto rozšíření nazval BIOS (Basic Input/Output System). Tato změna se později stala standardem pro mikropočítače založené na procesorech Intel. Význam CP/M spočívá především v tom, že zavedl disketovou mechaniku jako standard pro mikropočítače a rozšířil tak jejich užitnou hodnotu. Od roku 1977 již mnoho výrobců jako MITS, IMSAL a dalších nabízí své mikropočítače s 8" disketovými mechanikami, většinou od výrobce Shugart Associates a především s OS CP/M. I přes lavinový nárůst popularity mikropočítačů mezi edukovanými nadšenci, zůstávala náročnější výpočetní technika stále za dveřmi běžných domácností. To měla změnit další malá společnost, hlásící o své místo na slunci, Apple Computer. Ta přišla s myšlenkou přenést mikropočítače z dílen nadšenců a profesionálů věc na stoly obývacích pokojů běžných amerických domácností. 73
Vznik a růst Apple Computer V roce 1975 dva počítačoví nadšenci, Steve Jobs a Steve Wozniak založili společnost Apple Computer. Byli rozhodnuti dostat mikropočítač z mrakodrapů velkých korporací do běžných amerických domácností. Jejich mikropočítač se měl od základu skládat z klávesnice, disketové mechaniky, obrazového výstupu a tuto vizi ztělesnil Apple I, s výstupem na TV v roce 1975. V roce 1977 přišla dvojice s vylepšenou verzí Apple II s MOS 6502 procesorem, což byl nápadný rozdíl od dobového většinového řešení s CPU Intel 8080. Apple II sice obsahoval méně čipů, než Altair, avšak to vynahrazoval skvělým designem. Apple II měl excelentní možnosti práce s grafikou, využitelnou např. pro hry. I tento stroj rozuměl programovacímu jazyku BASIC, jehož první verzi pro tento stroj napsal sám Steve Wozniak bez cizí pomoci. Pro vývoj další, dokonalejší verze však už Apple najal společnost Microsoft. Tento kontrakt tehdy zachránil budoucího konkurenta Apple před hrozbou bankrotu. Původně Apple II používat páskovou mechaniku, od roku 1977 přišel Wozniak se zjednodušenou disketovou mechanikou. Apple diskety měly 5,25" a dokázaly uložit 113 KB dat, tato mechanika byla prodávána za 495 USD a obsahovala i příslušný operační systém včetně kontroleru pro připojení k počítači. Operační systém další generace byl opět sepsán především Wozniakem na základě UNIXu, což umožňovalo jeho portabilitu. V roce 1980 Apple začal používat přídavnou kartu zvanou Soft Card vyvinutou Microsoftem, která umožńovala na Applu spustit CP/M (pro MS to byl tehdy jeden z jeho nejprodávanějších produktů). Dalším přelomem pak byl nápad Applu přidat do softwarového vybavení nový produkt - tabulkový kalkulátor, nazvanýVisiCalc. A právě VisiCals demonstroval užitečnost počítačů pro běžné uživatele, s tím, že úspěch Apple II (a VisiCalcu) přiměl uvažovat o vlastním mikropočítači dokonce samotné IBM. Snaha IBM o svůj mikropočítač pak dramaticky změnila situaci v počítačovém průmyslu 80. let 80. léta - vstup IBM na trh osobních počítačů a dopad na operační systémy Zatímco na počátku 80. let bylo vzýváno distribuované zpracování a client-server architektura, nakonec to byly osobní počítače s jejich specializovanými OS, které měly největší dopad na IT průmysl v této době a budoucnosti. Dlouhé pochyby o užitečnosti počítačů pro domácnosti, malé a střední firmy značně oslabil úspěch Apple II a VisiCalcu. V roce 1980 se rozhoduje pro svůj osobní počítač samotná IBM. Jakmile se jednou „velká modrá“ rozhodla, věci vzaly rychlý spád, na tak velkou korporaci nevídaný Protože IBM potřebovala spěchat, rozhodla se obejít svoje zdlouhavé byrokratické procesy (uvedení nového produktu trvalo standardně 3 roky) a zvolila outsourcing. Výběrové řízení překvapivě vyhrál díky vyjednávacím schopnostem svého šéfa Billa Gatese Microsoft. IBM totiž paradoxně neměla jako největší softwarový dům té doby kapacity pro naprogramování osobního počítače. Dovedla sice zajistit velké projekty, ale vývoj osobního počítače potřeboval flexibilitu, rychlost a další vlastnosti, postupům IBM nezvyklé. Pro svůj budoucí PC se společnost rozhodla použít nejrychlejší mikroprocesor té doby - 16bitový Intel 8088. Jako OS se proto původně zdál nejrozumnější volbou CP/M, protože Killdalova Digital Research zrovna vyvíjela jeho 16bitovou verzi pro CPU Intel. Další z rozhodnutí IBM znělo nabídnout s počítačem také BASIC, a pro rozšířenost MS BASICu na Altairu (plus dalších Intel kompatibilních počítačích) se rozhodla pro Microsoft. A v této chvíli zasáhl osud. Neví
74
se, k čemu přesně došlo, avšak Killdal velkou náhodou nepodepsal IBM její výhradní doložku, a velká modrá pak téměř uraženě svou nabídku stáhla. To se ukázalo jako velká příležitost pro Microsoft, který měl k IBM přístup díky vyjednáváním o jeho BASICu. Bill Gates díky informacím o potřebách IBM a svým vyjednávacím schopnostem nakonec uzavřel i nabídku dodání OS, aniž by operační systém vůbec měl. Gates přitom díky zkušenostem s pronájmem BASICu vyjednal místo prodeje poplatek za každou prodanou licenci OS s počítačem od IBM, v ceně mezi 10 až 50 dolary. Gatesův problém však spočíval v tom, že MS v té době žádný operační systém neměl, dokonce ani neměl zdroje dodržet slíbený deadline. K šéfovi Microsoftu se však dostala informace, že jistý Tim Paterson, zakladatel minispolečnosti Seattle Computer Produts, zrovna vytvořil operační systém pro Intel 8086 procesor, interně nazvaný QDOS (Quick and Dirty Operating System). MS obratem QDOS pořídil za 15 000 USD, mírně ho upravil a přejmenoval na MS DOS. Během léta 1981 bylo uvedeno první PC přímo od IBM, již první série měla 1700 ks, přičemž plně vybavený počítač IBM s 64 KB paměti a disketovou mechanikou stál cca 2 880 dolarů. Jen během několika příštích týdnů zaznamenalo IBM PC obrovský a nečekaný úspěch. To měly na svědomí především dva důvody: velkoryse plánovaný marketing (prodej ve dvou velkých sítích spotřební elektroniky) a dále fakt, že business uživatelé, kteří si nebyli jisti koupí Apple, jako poměrně neznámé značky, díky třem písmenům IBM získali jistotu, že osobní počítač je seriózní záležitost. I přesto, že průkopníci domácích počítačů považovali IBM za svého soka, byla to právě tato firma, která dodala osobním počítačům důvěryhodnost.
Obrázek 11. (MS) DOS pro první verzi IBM PC. Zdroj: Wikimedia.org
V letech 1982 až 1983 se staly osobní počítače IBM průmyslovým standardem. Na počátku IBM rozhodla, že její počítač bude plně zdokumentovaný (zásluha šéfa vývoje PC Dona Estridge), včetně BIOSu (převzatého z CP/M), z důvodu snadného vývoje rozšiřujících 75
karet. To však pomohlo především výrobě klonů, které se díky nižší ceně a "plné" kompatibilitě teprve doopravdy zasloužily o budoucí dominanci platformy "IBM PC kompatibilní". Nejúspěšnější a také první klonovač byla kdysi věhlasná společnost Compaq, následovaná však i výrobci vlastních platforem, jako Tandy, Commodore, Victor, nebo Zenith. Růst nabídky software šel ruku v ruce s růstem nabídky IBM PC compatible (Lotus Development Corp’s Lotus 1-2-3 tabulkový kalkulátor, WordStar jako textový editor, dBase jako databázový software atd.). Podobně to platilo i v oblasti komponentů a periférií. Dopad existence IBM PC compatible tak velký, že byl v roce 1983 vyhlášen v Time magazínu jako "Muž roku", namísto člověka. Z tohoto hnutí na trhu PC nejvíce profitoval Microsoft, který za každý z modelů PC a jeho klonů získával licenční poplatky za MS-DOS. Provize z milionů prodaných PC (ke konci roku 1993 se již prodalo půl asi milionu kopií MS-DOS) umožnily Microsoftu rozvoj (diverzifikaci) bez účasti cizího kapitálu, stejně tak dotaci ze začátku neúspěšných produktů (1983 - Word vs WordStar, přetrvání až do úspěchu s nástupem Windows). Hlavním problémem MS-DOSu (a dalších DOSů, IBM DOS, DR-DOS, FREE-DOS) však bylo nepříliš jednoduché ovládání pro běžného uživatele. Uživatel zadával příkazy přes příkazovou řádku v přesném pořadí a formátu, stačilo pak udělat překlep v jediném písmenu a došlo k chybě. Toto možná nevadilo expertům, ale rozhodně běžným uživatelům a bránilo přijetí PC do segmentu consumer electronics. Přitom už v roce 1984 toto Apple vyřešil představením svého dalšího modelu se jménem Macintosh. Osmdesátá léta - představení modelu Macintosh v roce 1984 Na počátku 80. let Apple zůstalo jediným významným výrobcem, který nepřevedl svou výrobu na IBM PC kompatibilní. Jeho Macintosh dalece překonával PC svou uživatelskou přítulností, již používal GUI a myš, tudíž nebylo třeba si pamatovat příkazy OS. Tato koncepce byla vlastně ukradena laboratořím Xerox Palo Alto Research, kde ovládání myší vyvíjely různé pracovní skupiny od šedesátých let. V roce 1981 bylo GUI od Xeroxu připraveno pro jeho nový Star computer, avšak management nepřikládal záležitostem kolem osobních počítačů důležitost. A tak to byl až Apple, kdo v lednu 1984 uvedl svůj počítač ovládaný pomocí GUI a myší v reklamě o Super Bowl. Nakonec však Mackintosh neměl příliš velký úspěch, a především z důvodu nedostatku software, přídavných karet a periferií. To měl na svědomí uzavřený design počítače (opak situace u PC), což vyústilo v malé prodeje. Apple se tedy pokusil problému čelit nabídkou spolupráce několika hlavním softwarovým firmám, avšak kvůli malému market share Mackintoshe tato nabídka neměla velkou odezvu, zapojil se pouze Microsoft, který už dříve pro toto PC vyvíjel méně důležité části jeho OS. Opuštěný trh Apple se stal velkou příležitostí pro Microsoft, v porovnání s na software vysoce konkurenční trh IBM PC. V roce 1987 dokonce plynula celá půlka příjmů MS z produktů pro Apple. Dalším přímo osudovým dopadem tohoto faktu bylo, že díky této spolupráci měl MS přímý přístup k vývoji grafického uživatelského rozhraní, což mu pomohlo při vývoji OS další generace, Windows.
76
Obrázek 12. Operační systém Apple Mackintosh 1. Zdroj: Wikimedia.org
Léta osmdesátá - uvedení Microsoft Windows V roce 1981 Bill Gates a jeho tým na pozvání Steva Jobse prostudoval prototyp Macintoshe. První MS Windows, uvedená v říjnu 1985 byla opravdu z velké části založena na Macintosh user interface (licenční smlouva s Applem). I přes zajímavou cenu 99 USD neměly však Windows 1.0 velký úspěch. PC HW té doby, reprezentovaný CPU Intel 286 totiž neměl dostatečný výkon na provoz GUI. Pokrok v této oblasti přišel pro IBM PC až ke konci 80. let s příchodem výkonnějších procesorů Intel 386 a 486. Další Windows té doby, 2.0 přicházely chytře s přibalený tabulkovým kalkulátorem a textovým procesorem, což umožnilo posílit konečně pozici MS i v oblasti kancelářského software. V dubnu 1987 oznámily Microsoft a IBM spolupráci na vývoji nového operačního systému OS/2, spolu s tím se 17. března 1988 konečně Apple probudil, a podal žalobu na Microsoft pro kopírování jeho rozhraní. Tato žaloba však skončila pro jablečnou firmu neúspěchem, neboť původní uzavřená platila pouze pro Windows 1. Microsoft přibližně od té doby zaznamenal jeden z nejdramatičtějších růstů firem v dějinách 20. století. Většina jeho růstu však pocházela z aplikačního software, nikoli z vývoje OS. Průlom v tomto sektoru pro Microsoft přišel až s úspěchem Windows 2.0, který přiměl MS ke ztrátě zájmu na domluvené spolupráci při vývoji IBM OS/2. Nakonec v roce 1988 Microsoft prošvihl (je otázka, zda opravdu jen nehodou) i uvedení software pro systém OS/2, čímž však vlastně svému konkurentovi zabil start, na podobném principu, jakým kvůli nedostatku SW skomíral Apple. Ignorace OS/2 ze strany MS pokračovala, až Microsoft uvedl v roce 1990 své Windows 3.0. Léta 90. - dominance Microsoftu na trhu operačních systémů a výzvy Microsoft 22. dubna 1990 uvedl Windows 3.0 a to se světově velkolepou a drahou kampaní, v ceně 10 milionů tehdejších dolarů. Výsledek na sebe spolu s dalším stupněm kvality nenechal dlouho čekat - nové Windows byly přijaty dobře.
77
To Microsoft povzbudilo při vývoji dalších operačních systémů, a aby napravil výtky týkající se technologické zastaralosti jeho operačních systémů, přišel 24. srpna 1995 s plně 32-bitovým operačním systémem Windows 95. Právě tento systém se pak stal svědkem počátku sítě Internet. Ačkoliv Microsoft zpočátku Internet podceňoval, již další verze, Windows 98 a ME, byly plně připraveny pro práci s touto sítí. V této době také došlo k rozdělení vývojových větví Windows na dvě: NT (New Technology) pro profesionální použití na pracovních stanicích a serverech a 9x pro domácnosti. Toto rozdělení později zaniklo až s uvedením Windows XP, které z důvodu bezpečnosti a výkonu zavedly NT jádro jako jediné používané. Operační systémy konkurenčních společností v této době jednoznačně hrály druhé housle. Systém od IBM OS/2 mizel z pracovních stanic a Apple měl co dělat, aby se udržel jako firma – existovaly dokonce úvahy o jeho bankrotu a prodeji značky výrobci praček! Začátek nového milénia, až dnešek – nová konkurence Zdálo se, že nadvládu Microsoftu nemůže už dlouho nic narušit, snad s výjimkou soudních sporů, které na něj podávali zoufalí konkurenti. Avšak z internetového undergroundu se nakonec vynořila nová konkurence – open source operační systémy, především Linux. Jejich největší výhodou byla distribuce zdarma, čemuž komerční výrobce jako MS mohl těžko konkurovat. Nakonec však největší výzvou pro tuto firmu začal být souboj platforem, po té, co se po návratu Steva Jobse v roce 1998 vzpamatoval Apple. Ten postupně začal opanovávat nezanedbatelnou část segmentu především náročnějších zákazníků. Bylo uvedeno několik další verzí OS Windows, všechny již na NT jádře. Windows NT, Vista, 7 a poslední 8 s podporou „dlaždicového“ ovládání Metro.
78
