35 godina. Sistemski software software koji upravlja ra~unalom. Sa`etak. Ivana Romac

Transcription

1 35 godina Sistemski software software koji upravlja ra~unalom Ivana Romac Sa`etak Jedno od usko specijalisti~kih podru~ja unutar informati~ke tehnologije koje osigurava uvjete za u~inkovitu i svestranu primjenu ra~unala ~ini velika skupina programa poznata pod zajedni~kim imenom sistemski software. Za ve}inu korisnika ra~unala sistemski software pa i njegov najva niji dio operativni sistem, je ne{to {to se podrazumijeva, {to je dio ra~unala, a da pri tome ne znaju da je to jezgra koja im omogu}ava najjednostavniji i transparentan pristup do svih hardware-skih dijelova ra~unala. Zapravo to su programi koju osiguravaju uvjete za kori{tenje ra~unala za razliku od aplikativnih, odnosno tzv. korisni~kih programa koji koriste ra~unalo. Povijest razvoja sistemskog softwarea relativno je kratka i usko je vezana uz razvoj arhitekture samih ra~unala. Prvi, ali neuspje{ni poku{aj izgradnje digitalnog ra~unala povezuje se uz engleskog matemati~ara Babbagea i se e u 19. stolje}e, ali prava utrka u razvoju na tom podru~ju zapravo zapo~inje nakon zavr{etka 2. svjetskog rata s pojavom velikih mainframe ra~unala, da bi se odvijala sve br im tempom i danas daju}i kao rezultat neslu}ene mogu}- nosti u prakti~noj primjeni u svim granama ljudske djelatnosti. Hrvatski zavod za mirovinsko osiguranje nabavio je prvo ra~unalo i odgovaraju}i sistemski software po~etkom 70-ih godina pro{log stolje}a. Od tada pa do danas, s jedne strane radi razvoja tehnologije, ali jo{ vi{e radi potreba poslovnih procesa, Zavod je nadogra ivao i mijenjao tehni~kotehnolo{ku osnovicu uvijek osiguravaju}i vrhunsku kvalitetu koja je neophodna za pouzdan i siguran rad danas slo ene informati~ke mre e na kojoj se temelji i bez koje je nezamislivo ukupno poslovanje. Budu}i da je razvoj ra~unalno komunikacijske tehnologije sve br i, a raspon njenih mogu}nosti primjene sve ve}i pred najve}im izazovom i sve te im odlukama su profesionalni informati~ari. [to i kako primijeniti od tih silnih tehnologija i mogu}nosti a da se zadovolje, na {to br i i jednostavniji na~in, potrebe i zahtjevi poslovnih procesa. Naravno, imaju}i uvijek, pri tome, u vidu visoki integritet, za{titu i raspolo ivost kao imperativ koji informati~kom svijetu postavlja poslovni svijet. Korisnici ra~unala su uglavnom svjesni postojanja aplikacija prilago- enih njihovim potrebama no drugi dio cjeline koji poznaju kao ra~unalo operativni sistem ili, {ire re~eno, sistemski software ve}ina korisnika shva}a»zdravo za gotovo«ne znaju}i da je to jezgra koja im omogu}ava najjednostavniji pristup do svih dijelova ra~unala, ispravno funkcioniranje svih sklopova i upozoravanje o mogu}im pogre{kama u radu. Sistemski software i uz njega vezano sistemsko programiranje je jedno od specijalisti~kih podru~ja unutar informati~ke tehnologije koje osigura- va uvjete za u~inkovitu i svestranu primjenu ra~unala. Kada se govori o ra~unalnom sustavu uvijek se misli na kombinaciju hardware-a i software-a. Hardware ~ini fizi~ku (elektroni~ku) strukturu sustava; sastoji se od jednog ili vi{e procesora, memorija, diskova, printera, tastatura, ekrana, mre nih su~elja i niza drugih ulazno-izlaznih jedinica. Programi koji upravljaju svim tim komponentama su konceptualne a ne fizi~ke prirode. Ti programi osiguravaju uvjete za kori{tenje ra~unala na raznim podru~jima ljudske djelatnosti. Radi njihove op}enitosti, me usobne 34

2 povezanosti i pripadnosti odre enom ra~unalnom sustavu, skup tih programa naziva se sistemski software. Nasuprot sistemskom postoji aplikativni software koji koristi ra~unalni sustav. Namijenjen je rje{avanju konkretnih poslovnih problema korisnika. Pi{e ga sam korisnik i njegovi rezultati se mogu izravno koristiti. Sistemski in enjeri koji rade sa sistemskim software-om obi~no moraju poznavati rad hardware-a. Me utim {irina poznavanja zavisi od dijela sistemskog softwarea koji se realizira, na primjer, kod upravljanja ulazno-izlaznim ure ajima potrebno je dublje poznavanje hardwarea nego kod programskih prevoditelja. Sljede}a slika napravljena je da bi se lak{e pokazala struktura softwarea i komponenti koje ulaze u sistemski software: Na dnu je hardware koji se i sam mo e dekomponirati na dvije ili vi{e razina. Najni a razina sadr i fizi~ke jedinice sastavljene od integriranih krugova, ica i sli~nih fizi~kih jedinica. Nakon toga dolazi razina mikro arhitekture na kojoj su fizi~ke jedinice grupirane zajedno u formu funkcionalnih jedinica. Tipi~no ova razina sadr i registre unutar procesora (Central Procesor Unit), kanale za podatke i jedinicu za aritmeti~ku logiku. U svakom vremenskom ciklusu, jedan ili dva operanda se preuzimaju iz registara i kombiniraju se u aritmeti~kologi~koj jedinici. Rezultat se smje{ta u jedan ili vi{e registara. Na ponekim strojevima takve operacije kontrolira software zvan mikro program. Na drugim strojevima to radi sam hardware. Svrha je izvr{avanje seta instrukcija (npr. Booleanove algebre AND, OR...). Hardware i instrukcije na toj razini programiraju se tzv. strojnim jezikom koji zapravo slu i za premje{tanje podataka unutar stroja registara, za aritmeti~ke operacije i za kompariranje vrijednosti. Na ovoj razini, ulazno-izlazne jedinice se kontroliraju tako da se vrijednosti pune u posebne, za njih odre ene registre. Na primjer, mo e se narediti ~itanje diska i to na taj na~in da se u njegove registre puni adresa diska, adresa glavne memorije, broja~ bajtova kao i aktivnost (~itanje ili pisanje). U praksi je za tu operaciju potrebno mnogo vi{e podataka i status koji jedinica vra}a nakon operacije je vrlo slo en. Da se korisnici ra~unala ne bi optere}ivali s takvom slo eno{}u s vremenom je nastao najva niji sistemski software operativni sistem. On je software-ska razina koja (djelomi~no) skriva hardware i daje programerima mnogo razumljiviji set instrukcija s kojima mogu raditi. Na primjer pro~itati podatke iz datoteke je konce- Slika 1. Struktura softwarea 35

3 pcijski jednostavnije nego morati brinuti o detaljima pomicanja glava za ~itanje/pisanje kod diskova, pisati im kada da se spuste na povr{inu plo~e diska i tome sli~no. Iznad operativnog sistema, prema Slici. 1. nalazi se ostali dio sistemskog softwarea kao {to su servisni programi, programski prevodioci, interpreteri, kontrolni sistemi. Svakako je vrlo va no naglasiti da oni nisu dio operativnog sistema. Operativni sistem je dio software koji radi u supervisor na~inu rada (kernel mode). Za{ti}en je hardwareski (pri ~emu zanemarujemo neke starije procesore koji nisu imali takvu vrstu za{tite). Ostali dio sistemskog softwarea radi u korisni~kom na~inu rada (user mode). Drugim rije~ima to zna~i, ako npr. korisniku ne odgovara rad s jednom vrstom programskog prevoditelja mo e sam napisati svoju vrstu prevoditelja, ali ne mo e recimo napisati rutine za rukovanje prekidima u radu ra~unala koje su dio operativnog sistema i normalno hardwareski za{ti}ene. Me utim, ova razlika nije sasvim jasna kod tzv. ugra enih (embedded) sistema koji ne moraju imati supervisor na~in rada ili kod interpreterskih sistema kao {to su Java zasnovani operativni sistemi koji koriste interpretaciju, a ne hardware za razlikovanje komponenti. Me utim kod tradicionalnih ra~unala operativni sistem je ono {to radi u supervisor na~inu rada. Ukupan sistemski software mo e se smatrati onim dijelom software-a koji je permanentno rezidentan u ra~unalu i koji izravno ili neizravno svakom korisniku ra~unala omogu}uje lak{e, jednostavnije i efikasnije kori{tenje svih ra~unalnih resursa. On je zapravo posrednik izme u korisnika odnosno njegovog aplikativnog softwarea i samog hardware-a. Sistemski software korisniku ne daje direktno upotrebljive podatke ve} se ti podaci koriste interno u samom ra~unalu. Na samom vrhu piramide softwarea je aplikativni software odnosno korisni~ki programi. Ovi programi se ili kupuju kao gotovi paketi ili ih pi{u sami korisnici a namijenjeni su rje{avanju odre enih poslovnih problema korisnika. U tu skupinu spadaju programi za obradu teksta, tabli~ni kalkulatori, in enjerske kalkulacije ili pohranjivanje informacija u baze podataka, drugim rije~ima, to su programi koji omogu}uju da se svaki rutinski intelektualni rad, koji je mogu}e izraziti algoritamski, prenosi ra~unalima na izvo enje. Operativni sistem Velika ve}ina korisnika ra~unala ima neka iskustva s operativnim sistemom, ali te{ko je pobli e definirati {to je to. Dio problema le i u tome da operativni sistem obavlja dvije u osnovi nepovezane funkcije: pro{iruje stroj u smislu njegovog virtuelnog prikaza i upravlja resursima. Kao {to se, iz ve} navedenog mo e zaklju~iti arhitektura (set instrukcija, organizacija memorije, ulaz/izlaz i dr.) ve}ine ra~unala je na razini strojnog jezika vrlo primitivna. Konkretno, ako se pogleda primjer kako se izvodi ulazno izlazna operacija na disketi. Dio ra~unala koji kontrolira rad disketne jedinice ima odre en broj naredbi od kojih se svaka pohranjuje u registarske bajtove. Naredbe se odnose na ~itanje ili pisanje podataka, pokretanje»glave«nad disketom, formatiranje staza kao i inicijalizaciju ili resetiranje kontrolne jedinice. Osnovna komanda je ~itanje ili pisanje podataka i to je komanda koja tra i desetak parametara. Ti parametri specificiraju stvari kao {to su adresa bloka na disketi koji }e se u~itati, broj sektora na stazi, na~in memoriranja na disketi, tzv. inter sektorski gap prostor i {to napraviti s obrisanom oznakom adrese podataka. Kada je operacija zavr- {ena kontroler vra}a set podatka o statusu i mo ebitnim pogre{kama kod te operacije. Osim svega ovoga, mora se brinuti i o tome je li motor disketnog pogona uklju~en ili ne, ako nije potrebno ga je pokrenuti {to zna~i voditi brigu i o nekom vremenu koje je za to potrebno. Korisnici ra~unala se ne ele zamarati s takvim detaljima. Njih zanima vi{a razina apstrakcije u radu s dijelovima ra~unala. U gore navedenom primjeru, tipi~na apstrakcija bila bi da disketa sadr i kolekciju imenovanih datoteka. Svaka datoteka se mo e otvoriti za ~itanje ili pisanje, ~ita se ili 36

4 JEZGRA UPRAVLJANJE MEMORIJOM UPRAVLJANJE URE\AJIMA UPRAVLJANJE PODACIMA PLANIRANJE I EVIDENCIJA INTERPRET. KOMANDI Slika 2. Hijerarhijska dekompozicija operativnog sistema pi{e i nakon toga zatvara. Detalji kao {to je da li }e ili ne upisivanje koristiti izmijenjenu modulaciju frekvencije i koji je trenuta~ni status motora ne smiju se pojaviti u apstrakciji prezentiranoj korisniku. Program koji na neki na~in»skriva«korisniku istinu o hardwareu i prezentira jednostavan pogled na datoteke koje se mogu ~itati i pisati, a isto se odnosi i na mnogo drugih poslova kao {to je obrada raznih prekida, upravljanje memorijom i druge operacije na najni`oj razini ra~unala je operativni sistem. U svakom slu~aju apstrakcija koju nudi operativni sistem je jednostavnija i lak{a za kori{tenje od one koju daje ispod njega le`e}i hardware. Kroz ovakav pogled, funkcija operativnog sistema je prezentirati korisniku virtuelni stroj koji je lak{e programirati nego sami hardware. Vrlo je slo en na~in kako se to posti e ali u su{tini operativni sistem osigurava razli~ite servise koje programi mogu upotrebljavati s pomo}u posebnih instrukcija koje se nazivaju sistemski pozivi (system calls). Druga funkcija operativnog sistema mo e se prikazati kroz njegovu hijerarhijsku dekompoziciju: Hijerarhijska dekompozicija ima ovdje sljede}i smisao: na promatranoj razini operativnog sistema mogu se zahtijevati usluge samo od njegovih ni ih razina, a nikako od vi{ih. Ovakva organizacija operativnog sistema ponekad se naziva i striktno hijerarhijska. Najni a razina poznata je kao jezgra operativnog sistema. U ovakvoj strukturi funkcije koje se koriste na svim razinama moraju biti smje{tene u jezgi operativnog sistema. Oslanjaju}i se na prethodnu sliku slijede kratka obja{njenja uloge pojedinih razina. a) Jezgra Osigurava realizaciju sljede}ih funkcija: Upravljanje prekidima ra~unala i obrada prekida (odnosi se na prekid rada procesorske jedinice u ra~unalu koji nastaje kao odgovor na asinkroni ili sinkroni doga aj u ra~unalu, na primjer ulazno-izlazna operacija) Planiranje procesa (proces je aktivnost u ra~unalu koja konkurira na njegove resurse; planiranje procesa se odnosi na izbor idu}eg procesa za izvr{enje {to je posebno va no kod vi{ekorisni~kih ra~unala na kojima se istovremeno odvijaju desetine poslova i pristupa tisu}e korisnika) Rukovanje procesima i komunikacija me u procesima (realizacija osnovnih operacija kao {to su: formiranje procesa, ga{enje procesa itd.) 37

5 b) Upravljanje memorijom Odnosi se na radnu memoriju ra~unala kojoj procesor/procesori izravno pristupaju radi uzimanja naredbi ili podataka. Funkcije ove razine su: Realizacija odre ene strategije dodjeljivanja memorije (redoslijed dodjeljivanja memorije odre enim poslovima, stati~ko ili dinami~ko dodjeljivanje, koli~ina memorije koja se mo- e dodijeliti, na~ela dodjeljivanja itd.) Dodjeljivanje memorije (algoritmi izbora po~etne lokacije segmenta koji se dodjeljuje) Strategija osloba anja memorije (spajanje manjih oslobo enih dijelova memorije u ve}e, redoslijed obrade zahtijeva za osloba anjem memorije itd.) c) Upravljanje ulazno-izlaznim jedinicama Na razini upravljanja ure ajima, realiziraju se sljede}e funkcije: Osiguravanje nezavisnosti ure aja (programi moraju biti nezavisni od tipa ure aja koji se u njima koriste za ulazno-izlazne operacije) Osiguranje u~inkovitog rada ure- aja (s obzirom na to da su ulaznoizlazne operacije naj~e{}e usko grlo ra~unala potrebno je te operacije obaviti {to u~inkovitije) Realizacija odre ene strategije dodjeljivanja ure aja (npr. redoslijed dodjeljivanja ure aja poslovima, na- ~in dodjeljivanja ure aja: namjenski, s diobom, virtuelno itd.) Osiguravanje jedinstvenog koncepta analize rada svih ure aja ra~unala Dodjeljivanje ure aja (fizi~ko dodjeljivanje ure aja, kontrolnih jedinica i kanala poslovima) Realizacija odre ene strategije osloba anja ure aja (npr. ure aj se osloba a tek kada je posao kojemu je dodijeljen zavr{en itd.) Itd. d) Upravljanje podacima Razina upravljanja podacima osigurava programska sredstva za organiziranje i pristupanje podacima na na~in koji odgovara korisniku ra~unala. Koncepcija upravljanja zavisi prije svega o vrsti podataka i o na~inu njihovog kori{tenja (na primjer transakcijska ili slijedna obrada podataka). Na ovoj razini realiziraju se sljede}e funkcije: Formiranje i brisanje osnovnih struktura podataka ^itanje i upisivanje u strukture podataka Upravljanje sekundarnim memorijskim prostorom (na primjer prostorom na diskovima) Osiguravanje uvjeta za simboli~ko pozivanje struktura podataka (prema nazivima struktura) Za{tita podataka od namjernog ili nenamjernog uni{tenja (npr. radi prekida rada ra~unala) Za{tita podataka od neovla{tenog pristupa Dijeljenje podataka izme u vi{e poslova ili korisnika Itd. e) Planiranje i evidencija Pod ovim se pojmom podrazumijeva uvo enje novih poslova u sustav i odre ivanje redoslijeda u kojem }e se oni obavljati. Planiranje je u uskoj vezi s problemom dodjeljivanja resursa, jer je odluka o uvo enju novog posla povezana s raspolo ivo{}u resursa koji su potrebni za njegovo izvr{enje. Funkcije koje se realiziraju u okviru planiranja su: Izbor novog posla za obradu Dodjeljivanje prioriteta poslovima Realizacija strategije dodjeljivanja resursa (kriteriji su: izbjegavanje uzajamnog blokiranja poslova i balansiranje sistema, to zna~i osiguravanje relativno ravnomjernog kori{tenja resursa, bez njihovog preoptere}ivanja ili premalog optere}ivanja) f) Interpretacija komandnog jezika Da bi se hardwaresko softwareski resursi mogli koristiti potrebno je uspostaviti vezu izme u korisnika i ra- ~unalnog sustava. Ta veza se uspostavlja preko interpretera za relativno jednostavan jezik, tzv. komandni jezik (kod interaktivnog on-line kori{tenja ra~unala) ili upravlja~ki jezik posla (kod kori{tenja ra~unala za skupina batch obrade). Interpretacija komandnog, odnosno upravlja~kog jezika realizira se na posljednjoj razini. Iz svega ve} navedenoga slijedi da se sve funkcije i karakteristike koje 38

6 neki operativni sistem mo e imati temelje na nastojanju da se postigne samo jedan cilj: ostvari {to bolja povezanost korisnika i hardwarea uz {to ekonomi~niji utro{ak dostupnih sistemskih resursa. Da bi se taj cilj ostvario postoje razli~iti putevi i na~ini rada i konstrukcije operativnih sistema. S druge strane nije ni korisnik jednozna~no definiran. Dok je za jednog korisnika najva - nija pouzdanost sistema, drugom je va nija brzina odgovora, tre}em jednostavnost uporabe itd. Zbog toga se osim u posebnim slu~ajevima, sistemi dizajniraju za nekog»prosje~nog«korisnika. No, radi vrlo vjerojatnog odstupanja od toga»prosje~nog«korisnika operativni sistem mora sadr avati {to ve}u op}enitost u mogu}nosti kori{tenja i {to ve}u prilagodljivost. Karakteristikama nekog operativnog sistema mo emo nazvati njegova svojstva koja pokazuje kod uporabe. Op}enito, suvremeni operativni sistemi te e zadovoljiti slijede}e karakteristike: 1. Usporednost podrazumijeva usporedno odvijanje vi{e poslova. Prava usporednost se posti e s vi{eprocesorskim ra~unalima koja uz to imaju jo{ i posebne kanalske procesore pa je njihov rad istovremen s radom procesora. Sa stajali{ta ra~unala to je gotovo usporedan rad, ali sa stajali{ta korisnika, zbog mnogo ve}ih vremenskih jedinica u kojima se promatra, govorimo o usporednom odvijanju poslova. 2. Dijeljenje resursa je posljedica usporednosti i predstavlja ekonomi~nije i u~inkovitije iskori{tenje cijelog ra~unalnog sustava kao i njegovih resursa pojedina~no. 3. U~inkovitost se posti e s optimalnom uskla eno{}u operativnog sistema i konfiguracije hardwarea. 4. Pouzdanost i raspolo ivost se odnosi na u~estalost pogre{aka ili zastoja. Pouzdanost sistema ovisi o samoj konstrukciji operativnog sistema ali i o vanjskim utjecajima i zahtjevima Naro~ito je va na kod suvremenih sistema koji su podr{ka u on-line na~inu rada i to 24 sata 365 dana. U tim slu~ajevima od velike va nosti je postojanje i na~in uporabe rezervnih komponenti (od napajanja nadalje). 5. Sigurnost je sposobnost operativnog sistema da za{titi od nedopu{- tenog pristupa i kori{tenja svega onog {to korisnik eli {tititi. Naj~e{}e se misli na za{titu podataka i programa. Operativni sistem mora za{titi i samog sebe od ostalih programa u ra~unalu. 6. Fleksibilnost je karakteristika mogu}nosti prilago avanja sistema. Jedan oblik prilago avanja je omogu- }avanje {to jednostavnijeg na~ina promjene hardwareske konfiguracije ra~unala. Ta prilago avanja operativnog sistema uglavnom se moraju provesti selekcijom raznih funkcija i parametara operativnog sistema. 7. Uporabljivost je karakteristika koja se odnosi na {to jednostavnije»user friendly«kori{tenje funkcija operativnog sistema. Drugim rije~ima {to jednostavnije komande i kontrolno-upravlja~ke naredbe preko kojih se odvija komuniciranje korisnika s operativnim sistemom i obrnuto. Drugi na~in uporabjivosti operativnog sistema je njegova mogu}nost rada s raznovrsnim organizacijama podataka, na~inima pristupa do njih itd. 8. Op}enitost u operativnom sistemu mora biti izgra ena tako da ima {to manje ograni~enja u kori{tenju. Misli se na ograni~enja u broju programa koji se mogu istovremeno izvoditi na ra~unalu, broju istovrsnih jedinica koje se mogu priklju~iti, podru~ja memorije koja se ne smiju koristiti, broj istovremenih korisnika i dr. 9. Transparentnost je karakteristika koja zapravo zna~i osloba anje potrebe da korisnik poznaje ve}inu postupaka koji se odvijaju u ra~unalu pri izvo enju nekih funkcija operativnog sistema. Ti postupci su za korisnika transparentni. Takav je primjer podjele svakog programa na stranice koje se, prema potrebi, unose u memoriju, a korisnik se o tome uop}e ne mora brinuti. 10. Integritet ozna~ava sve slo ene zahtjeve koji se, a koji tra e od dana{- njih sistema tra e da operativni sistemi imaju na vrlo visokoj razini rije{enu kako svoju za{titu tako i za{titu procesa koji pripadaju korisniku. Potrebno je naime da operativni sistem sa~uva u svim situacijama svoj integritet u smislu {ti}enja samog sebe od pogre- {aka, namjerno ili nenamjerno uzroko- 39

7 vanih poku{aja djelomi~nog ili totalnog uni{tenja, ispada zbog raznih nenormalnih situacija ili promjena koje nisu dopu{tene i sl. S druge strane operativni sistem mora ~uvati i integritet korisnikovih procesa, {to zna~i da procesi ne smiju izravno utjecati jedan na drugog, uni{tavati me usobno podatke i sl. 11. Servisibilnost se odnosi se na zahtjev za jednostavnim, brzim i lakim otklanjanjem kvarova i pogre{aka koje se mogu pojaviti. Za operativni sistem to je od velike va nosti, s jedne strane zbog njegove velike slo enosti i radi toga mogu}nosti da su u njemu ugra ene i pogre{ke a s druge strane zbog nepredvidljivih situacija koje mogu uzrokovati pogre{ke i u operativnom sistemu i u korisnikovim procesima. Servisibilnost se odnosi i na otkrivanje pogre{ke i, nakon njenog otklanjanja, na mogu}nost testiranja ispravljenog sistema. 12. Modularnost je karakteristika koja omogu}uje njegovu nadogradnju i lak{u promjenu. Zna~i tra i se lak{i, br i i pouzdaniji na~in modificiranja i korigiranja sistema. Sve navedene funkcije i karakteristike operativnih sistema su zapravo temelji u suvremenim operativnim sistemima. Na njima se obavlja stalna nadogradnja i pobolj{anje u smislu novih mogu}nosti i ve}ih procesnih kapaciteta. Posebno to tra e tzv.»veliki korisnici«. Pod tim izrazom naj~e{- }e se misli na korisnike s velikom koli~inom pohranjenih podataka, s velikim brojem aplikacija, s velikim brojem izlazne dokumentacije i s nekoliko stotina, pa i tisu}a, korisnika radnih stanica. Najnovije smjernice razvoja operativnih sistema idu prema mogu}nostima kori{tenja ve}e adresibilnosti memorijskih prostora procesora, boljem rje{avanju upravljanja memorijom i njene hijerarhije kao i pobolj{anju logi~ke podjele sistema. Kratka povijest operativnih sistema Operativni sistemi su nastajali godinama i usko su povezani s arhitekturom ra~unala na kojima su radili. Prvo pravo digitalno ra~unalo dizajnirao je engleski matemati~ar Charles Babbage ( ). Cijeli svoj ivot posvetio je poku{aju izrade»analiti~kog stroja«koji nikada nije uspio dobro proraditi jer bio je mehani~ki. Nepotrebno je re}i da njegov analiti~ki stroj nije imao operativni sistem. Ipak Babbage je do{ao do spoznaje da je za njegov stroj potreban software i za njegovu izradu anga irao je Adu Lovelace (k}er poznatog pjesnika Lorda Byrona) koja je na taj na~in postala prvi programer. Po njoj je kasnije nazvan programski jezik Ada. Prva generacija ra~unala ( ) Nakon neuspje{nih poku{aja Babbage-a malo se postiglo na konstrukciji digitalnih ra~unala sve do 2. svjetskog rata. Tek sredinom 1940-ih su neki od znanstvenika, me u kojima se isti~u Howard Aiken s Harvarda, John von Neumann s Instituta u Princetonu, Presper Eckert s Univerziteta u Pensilvaniji i Konrad Zuse iz Njema~ke, nastavili rad na razvoju ra~unalnih strojeva. Prvi od njih su koristili mehani~ke releje ali oni su bili prespori, a njihovi ciklusi su se mjerili u sekundama. Ti releji su kasnije zamijenjeni cijevima s vakuumom no, oni su i dalje bili milijun puta sporiji od danas najslabijih osobnih ra~unala. U tim je po~ecima ista skupina ljudi radila na oblikovanju, gradnji, programiranju, kori{tenju i odr avanju strojeva. Programiralo se na strojnom jeziku jer programski jezici kao ni operativni sistem jo{ nisu postojali. Ljudi su pored tih strojeva provodili sate nadaju}i se da nijedna od otprilike cijevi s vakuumom ne}e pregorjeti dok su se obavljale broj~ane kalkulacije, logaritmiranje i sl. Ranih 1950-ih rutine su ne{to ubrzane s uvo enjem bu{enih kartica na kojima su se pisali programi. Druga generacija ra~unala ( ) Do radikalne promjene u tehnologiji ra~unala do{lo je s uvo enjem tranzistorske tehnologije. Ra~unala su se po~ela proizvoditi za prodaju korisnicima koji su o~ekivali da }e ona dovoljno dugo funkcionirati kako bi obavila odre eni posao. To je vrijeme kada je, po prvi put, jasno bila odijeljena 40

8 uloga dizajnera, proizvo a~a, programera, operatera i osoblja za odr avanje. Ti su se strojevi zvali mainframe ra~unala, bili su smje{teni u posebno hla enim i za{ti}enim prostorijama i nabavljale su ih velike kompanije, univerziteti i vladine institucije. Programeri su programe pisali na bu{enim karticama i ostavljali ih na izvo enje profesionalnim operaterima. Na tim ra~unalima, da bi se izveo jedan posao, odnosno job ({to podrazumijeva program ili set programa) programer je najprije morao napisati program na papiru u tada naj~e{}e kori{tenim programskim jezicima Fortranu ili assembleru, i zatim se program bu{io na papirne kartice. Skup tih kartica (deck) se zatim odnosio u sistemsku dvoranu. Operater je, kada bi bili zavr{eni prethodni ili prioritetan poslovi, stavljao na u~itavanje program (skup kartica). Ako se radilo o fortranskom programu koji tra i jo{ i program prevoditelj (compiler), operater je morao u~itati i skup kartica s tim programom. Dosta ra~unalnog vremena bilo je izgubljeno dok je operater hodao po sistemskoj dvorani prenose}i deckove kartica. S obzirom na tada vrlo visoku cijenu ra~unala, ne ~udi da se po~elo brzo razmi{ljati kako skratiti to izgubljeno vrijeme. Rje{enje do kojeg se onda do{lo bio je tzv. batch sistem odnosno sistem skupne obrade. Ideja koja je iza toga stajala bila je sakupiti sve ulazne poslove, u~itati ih na magnetsku traku s malim (relativno) jeftinim ra~unalom (npr. IBM 1401) koje se pokazalo dobrim za u~itavanje kartica, preslika traka i {tampanje izlaza, ali nije bilo uporabljivo za broj~ane kalkulacije. Drugo, mnogo skuplje ra- ~unalo (kao {to je bio IBM 7094) bilo je kori{teno za obradu podataka. (Napomena: Kao primjer ovdje su kori{- tena IBM ra~unala obzirom da je to jedan od prvih i najja~ih proizvo a~a posebno mainframe ra~unala). Nakon {to je u~itavanje skupina programa na traku trajalo otprilike oko 1 sat, traka se prenosila na skuplje ra~unalo. Operater je na tom ra~unalu najprije morao u~itati program (prethodnik operativnog sistema) koji je omogu}io u~itavanje i izvo enje prvog od poslova s ulazne trake. Izlaz iz obrade se ispisivao na izlaznu traku umjesto na printer. Nakon zavr{etka jednog posla ra~unalo je slijedno obra ivalo sljede}e s ulazne trake i rezultate obrada ispisivalo na izlaznu traku. Kada su svi poslovi dovr{eni izlazna traka se ponovno prenosila na jednostavnije (prethodno) ra~unalo radi {tampanja izlaza u OFF line na- ~inu rada (jer navedena ra~unala nisu bila me usobno povezana). Ra~unala druge generacije uglavnom su se koristila za znanstvene i in enjerske kalkulacije kao {to je rje{avanje parcijalnih diferencijalnih jednad bi. Tipi~an operativni sistem bio je FMS (Fortran Monitor System) i IBMSYS, IBM-ov operativni sistem za ra~unalo IBM Tre}a generacija ra~unala ( ) Ranih ih godina ve}ina proizvo a~a ra~unala imala je dvije razli- ~ite linije proizvodnje. S jedne strane su postojala ra~unala namijenjena podru~jima znanstvenog rada i bila su kori{tena za broj~ane kalkulacije u nauci i tehni~kim znanostima, a s druge strane bila su komercijalna ra~unala koja su se najvi{e koristila u bankama i osiguranjima. Razvoj i odr avanje takve proizvodnje bilo je iznimno skupo. Osim toga sve je vi{e bilo komercijalnih korisnika ra~unala koji su imali sve ve}e potrebe za automatizacijom svog ukupnog poslovanja i eljeli su svoje programe obra ivati na ve}im i br im ra~unalima. IBM, kao jedan od najve}ih proizvo- a~a ra~unala, te je probleme poku- {ao rije{iti s jednim udarcem, objavom nove serije ra~unala System/360. Bila je to serija s jednakom arhitekturom, isti programi su se mogli izvoditi na svim modelima a modeli unutar serije su se razlikovali jedino po cijeni i kapacitetima odnosno performansama (veli~ini memorije, brzini procesora, broju dopu{tenih priklju~aka za ulazno-izlazne jedinice i sl.). Nadalje serija 360 ra~unala bila je konstruirana tako da su se na njoj mogle obavljati i znanstvene i komercijalne obrade. Narednih godina IBM je nastavio objavljivati nova ra~unala kompatibil- 41

9 na sa serijom 360, koriste}i moderniju tehnologiju poznatu kao 370, 4300, 3080, 3090, 9672, z900. Serija ra~unala 360 bila je prva koja je koristila integrirane krugove {to je zna~ilo veliko pobolj{anje u smislu performansi koje su se dobivale za ni u cijenu (price/performance) u odnosu na ra~unala druge generacije bazirane na tranzistorima. Ovu tehnologiju ubrzo su prihvatili i drugi proizvo a~i ra~unala. Nasljednici ovih ra~unala i danas su u uporabu i uglavnom se koriste kao serveri za velike baze podataka ili kao Web serveri koji moraju obraditi tisu}e zahtjeva u vremenu od jedne sekunde. Najja~a strana ideje o»jednoj familiji«je istovremeno i njena najslabija strana. Namjera je bila da sav software, uklju~uju}i i operativni sistem OS/ 360 mora raditi na svim modelima. On je trebao raditi i na malim ra~unalima za presliku kartica na traku i na velikim ra~unalima namijenjenim recimo za prognozu vremena. Trebao je biti dobar na ra~unalima s malo periferije i na ra~unalima s jako puno perifernih ure aja (ulazno-izlaznih jedinica). Trebao je raditi i u komercijalnom i u znanstvenom okru`enju. Trebao je biti u~inkovit za sve vrste korisnika. Te{ko je napisati jednostavan software koji bi zadovoljio sve takve uvjete. Rezultat je bio izvanredno slo en operativni sistem od milijuna redova programskih naredbi koje je pisalo tisu}e programera. Usprkos takvoj slo enosti korisnici su bili zadovoljni. Ovi operativni sistemi donijeli su nekoliko klju~nih i vrlo korisnih sljede}ih novina: 1. Multiprogramiranje tj. usporedno izvo enje nekoliko poslova {to je postignuto particioniranjem memorije ra~unala na nekoliko dijelova. I dok se jedan posao odvijao kori{tenjem centralnog procesora za drugi su se obavljale ulazno-izlazne operacije. [to vi{e poslova se mo e dr ati u memoriji to je ve}a iskori{tenost procesora. Da bi istovremeno postojanje vi{e poslova u memoriji bilo pouzdano potreban je poseban hardware koji su imali sistemi 360 i ostala ra~unala tre}e generacije. 2. Spooling (Simultaneus Peripheral Operation On Line) je druga velika novina u ra~unalima tre}e generacije koja je omogu}ila da se poslovi ~itaju s kartica te pi{u na disk gdje su ~ekali na izvo enje i s kojeg ih je procesor preuzimao ~im bi se oslobodio memorijski prostor particija. Spooling sistem primjenjuje se i za izlaze iz obrada. Na taj je na~in u znatnoj mjeri bio smanjen rad s trakama a pove}ala se usporednost rada. 3. Timesharing. I s ovom generacijom ra~unala vrijeme izme u startanja posla i dobivanja rezultata znalo je trajati nekoliko sati no, sada iz drugih razloga u odnosu na one iz doba prve generacije ra~unala kada je programer zapravo imao na raspolaganju cijelo ra~unalo za sebe i mogao je relativno brzo otkloniti pogre{ke. Ovaj nedostatak je otvorio put tzv. timesharing-u, ina~ici multiprogramiranja u kojoj svaki korisnik ra~unala dobiva on-line terminal. U timesharing sistemu ako na ra~unalu na primjer radi 20 on-line korisnika, od toga 15 ih razmi{lja, centralni procesor }e biti alociran na 5 kratkih interaktivih poslova koji tra e uslugu a istovremeno u pozadini }e obavljati nekoliko skupnih (batch) obrada. Prvi pravi timesharing sistem i prete}a svih danas postoje}ih bio je napravljen na MIT-u i zvao se CTSS (Compatible Time Sharing System). Nakon uspjeha koji je postignut s timesharingom javila se ideja razvoja stroja koji bi podr avao stotine istovremenih korisnika i s tim ciljem razvio se MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service). To je bio programski produkt koji je trebao podr ati rad stotine korisnika na ra~unalima ne{to mo}nijim od ra- ~unala tipa Intel 385 osobnog ra~unala ali s puno vi{e ulazno-izlaznih jedinica. U to doba ta ideja je bila kao nau~na fantastika. Me utim ona je za- ivjela u tvrtki General Electric a kao komercijalan operativni sistem po~ela ga je prodavati tvrtka Honeywell. Instaliran je u 80-ak najve}ih kompanija i univerziteta diljem svijeta. O njegovoj kvaliteti, bez obzira na mali broj korisnika, govori ~injenica da su ga tvrtke poput General Motors, Ford i U.S. National Security Agency prestale koristiti nedavno tj. 30-ak godina nakon njegovog nastanka. 42

10 Iako nije imao sre}e u komercijalnom smislu MULTICS je imao vrlo jak utjecaj na idu}e operativne sisteme. U vrijeme tre}e generacije pojavila su se i do ivjela bum takozvana minira~unala. Prvo takvo ra~unalo bilo je DEC PDP-1. Za odre enu vrstu broj- ~anih poslova bilo je brzo skoro kao IBM-ova ra~unala s tom razlikom da je njegova cijena bila samo nekoliko postotaka cijene IBM ra~unala. Radi toga su takore}i planula na tr i{tu jer su bila pogodna za manje tvrtke. Nakon prvog PDP-1 slijedila je serija tih ra~unala sve do serije PDP-11 (za razliku od IBM serija ta ra~unala su me usobno bila nekompatibilna). Na jednom od modela PDP serije znanstvenici Bell Laboratorija razvili su MULTICS za jednog korisnika a iz toga je kasnije nastao operativni sistem poznat pod imenom UNIX koji je postao popularan naro~ito u akademskom svijetu. UNIX ima dugu povijest ali dovoljno je re}i da s obzirom na to da je njegov izvorni kod bio raspolo iv, razli~ite tvrtke su razvile razli~ite verzije tog operativnog sistema koje su bile me usobno inkompatibilne {to je u ra~unalnoj industriji vodilo u kaoti~no stanje. Najpriznatije su postale UNIX verzije koje su razvili u AT&T i na Berkeley univerzitetu. Da bi bilo mogu}e napraviti programe koji bi radili na ovom operativnom sistemu IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) je razvio standarde za UNIX nazvane POSIX koje sada podr ava ve}ina ina~ica UNIX-a a i neki drugi operativni sistemi. Unix danas ima {iroku primjenu i dosta je odmakao od one ideje u nastanku kada je trebao biti jednostavan i razumljiv {to se vidi ve} i po veli~ini njegovoga izvornog koda koji se sastoji od nekoliko stotina tisu}a linija. Ideja o jednostavnom i besplatnom operativnom sistemu ponovno je za- ivjela i godine pojavio se novi operativni sistem LINUX, kao nova varijanta UNIX-a, koji je dizajniran tako da je cijeli smje{ten u jezgri (podsje}amo na hijerarhijsku strukturu operativnog sistema o kojoj je govoreno na po~etku ovog ~lanka). Izvorni oblik programa sadr avao je oko linija programskih naredbi da bi, s dodavanjima novih mogu}nosti, u posljednjim verzijama narastao na otprilike linija naredbi. Njegova je velika prednost u tome {to je besplatan. ^etvrta generacija ra~unala (1980. do danas) Osobna ra~unala S minijaturizacijom kompjuterskih komponenti kao {to su na primjer ~ipovi s tisu}ama tranzistora na kvadratnom centimetru silikona zapo~ela je era osobnih ra~unala. U terminima arhitekture ra~unala, osobna ra~unala (na po~etku zvana mikrora~unala) razlikuju se od minira~unala ne samo po cijeni nego i po tome {to su minira- ~unala namijenjena radu cijelih odjela ili manjih tvrtki dok je pojava mikroprocesorskog ~ipa omogu}ila da svaki pojedini korisnik za sebe ima ra~unalo. Godine tvrtka Intel konstruirala je prvi bitni procesor op}e namjene za koji je trebalo napisati operativni sistem. U tu svrhu je konstruirana prva disketna jedinica za navedeno mikro ra~unalo te napisan operativni sistem CP/M (Control Program for Microcomputers) kao prvi na disku zasnovani operativni sistem. Kako Intel nije prepoznao budu}nost u disk baziranim mikroprocesorima prepustio je dalji razvoj operativnog sistema tvrtki Digital Research. CP/M je bio operativni sistem koji je dominirao u svijetu mikro ra~unala sve do ranih 80-ih godina. Tada se na tr i{tu pojavio IBM s prvim svojim osobnim ra~unalom tra e}i nekoga tko }e za to ra~unalo napisati sistemski software. Kontaktiran je i Bill Gates koji je IBM uputio na tvrtku Digital Research, tada, za operativne sisteme mikro ra~unala, vode}u svjetsku tvrtku. Digital Research je odbio bilo kakvu suradnju u tom smislu s IBMom. U zabilje enoj povijesti ova odluka se smatra najgorom poslovnom odlukom. IBM je, nakon toga, operativni sistem zatra io od Bill Gates-a koji se obratio lokalnom proizvo a~u software-a Seattle Computer Product koji je imao DOS (Disk Operating System), Gates je kupio tvrtku i ponudio DOS IBM-u koji je ponudu prihvatio tra e}i ugradnju jo{ nekih mogu}- nosti. U tu svrhu Gates je zaposlio au- 43

11 tora DOS-a i nakon ugra enih modifikacija u tvrtki Microsoft je nastao MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System). Uslijedila je Gatesova mudra odluka da taj operativni sistem ponudi proizvo a~ima osobnih ra~unala s ciljem da ga prodaju zajedno s ra~unalima, za razliku od tvrtke Digital koja je svoj operativni sistem prodavala krajnjem korisniku. Godine na tr i{tu se pojavio IBM PC/AT s Intelovim procesorom i MS-DOS-om i to je bio po~etak kraja CP/M operativnog sistema. MS- DOS se razvijao i u njega su bile uklju~ene mnoge funkcije UNIX-a. CP/M, MS-DOS i ostali operativni sistemi su radili tako da su korisnici morali tipkati komande. Me utim ve} u to doba postojale su prve verzije grafi~kog su~elja GUI (Graphical User Interface) s tzv. prozorima, ikonama, menijima i mi{em. Prvi su to grafi~ko su~elje u svoja ra~unala inkorporirali istra iva~i Xerox PARC-a. Uporabljivost GUI-a brzo je prepoznao Steve Jobs i s njime je opremio svoje Apple ra~unalo koje je do ivjelo veliki uspjeh na tr i{tu. Prednost mu je bila u tome {to je krajnji korisnik bio oslobo en optere}enja poznavanja komandnog jezika i dovoljno mu je bilo pokretanje mi{a po ekranu. Microsoft je, vidje}i uspjeh Apple Macintosha razvio novi operativni sistem WINDOWS koji je desetak godina ( ) bio zapravo samo grafi~ko okru enje bazirano na MS- DOS-u. Godine pojavio se operativni sistem WINDOWS 95 u koji su bile ugra ene novosti a njegova baza, MS- DOS, se koristio jedino za punjene operativnog sistema i radi mogu}nosti rada starih programa pisanih za DOS. Godine se pojavio neznatno izmijenjen WINDOWS 98. Potpuno nanovo napisani Microsoftov operativni sistem bio je WIN- DOWS NT koji je zapravo za ivio, posebno na korporacijskim mre ama tek kao WINDOWS NT 4.0. Verzija 5 WIN- DOWS NT-a je preimenovana u WINDOWS 2000 na koju se nastavlja WINDOWS XP. Drugi zna~ajni operativni sistem na podru~ju osobnih ra~unala, a pogotovo servera je UNIX i njegovi raznovrsni derivati. Za korisnike UNIX-a koji preferiraju rad s prozorima napisan je X WINDOWS na koji je nadogra eno Motif grafi~ko su~elje. Na kraju svakako treba spomenuti i mre ni i distribuirani operativni sistem koji se po~eo razvijati sredinom 80-ih radi potreba umre avanja osobnih ra~unala. Mre ni operativni sistem se u svojoj strukturi ne razlikuje puno od operativnog sistema za jedno ra- ~unalo. U njega je samo dodan kontroler za mre no su~elje i programi za prihva}anje prijave korisnika i pristupa do udaljenih ra~unalnih resursa. Distribuirani operativni sistem je puno slo eniji jer, na primjer dopu{ta da se jedan posao istovremeno odvija na vi{e procesora {to zahtijeva mnogo slo eniji algoritam redoslijeda kako bi se taj paralelizam optimizirao pogotovo s obzirom na ka{njenja u komunikacijama o kojima se pri tome treba brinuti. Dana{nje stanje na podru~ju operativnih sistema Povijesnim razvojem nastalo je mnogo operativnih sistema od kojih postoji niz onih ~ija popularnost nije bila velika ali svakako bi ukratko ne{to trebalo re}i o sedam njihovih vrsta: 1. Operativni sistemi za mainframe ra~unala. Namijenjeni ra~unalima koja se koriste u velikim korporativnim centrima. Ova se ra~unala razlikuju od osobnih ra~unala prije svega u znatno ve}em ulazno-izlaznom kapacitetu. Mainframe ra~unala s tisu}u diskova i tera-bajtovima podataka nisu rijetkost. Iako su neko vrijeme bila nepopularna osje}a se njihov povratak kao servera za baze podataka, Web servera, servera za elektroni~ku trgovinu i za izvo enje tzv. businessto bussines transakcija. Operativni sistemi velikih ra~unala su namijenjeni za izvo enje velikog broja poslova istovremeno od kojih velika ve}ina koristi ogroman broj ulazno-izlaznih operacija. Oni tipi~no obavljaju tri vrste servisa: skupne (batch) obrade, transakcijski (online) rad i timesharing. Batch servis je onaj koji obavlja rutinske poslove bez ikakve interaktivne prisutnosti korisnika. To su tipi~ni poslovi osiguravaju}ih tvrtki. 44

12 Transakcijski rad rukuje s velikim brojem malih zahtjeva. Svaka jedinica tog posla je mala ali ra~unalo mora obaviti stotine ili tisu}e tih poslova unutar jedne sekunde. Timesharing servis dopu{ta velikom broju udaljenih korisnika da istovremeno izvode svoje poslove kao {to su izvje{taji iz velikih baza podataka. Jedan od najpoznatijih takvih operativnih sistema je OS/390, odnosno njegov nasljednik z/os tvrke IBM. 2. Serverski operativni sistemi su jedna razina ni e. Rade na serverima koji su ili velika osobna ra~unala, radne stanice ili ~ak mainframe ra~unala. Opslu uju vi{e korisnika odjednom preko mre e i dopu{taju korisnicima diobu resursa. Serveri podr avaju servise za {tampanje, rad s datotekama ili Web servise. Tipi~ni serverski operativni sistemi su UNIX i WINDOWS Sve vi{e to postaje i LINUX. 3. Multiprocesorski operativni sistemi - Uobi~ajeni na~in pove}anja procesorske snage je konektiranje vi{e procesora u jedno ra~unalo. Ovisno o na~inu kako su oni konektirani i {to dijele me usobno imaju nazive usporedna ra~unala, multira~unala ili multiprocesori. Za njih je potreban poseban operativni sistem ali naj~e{- }e je to varijanta serverskog operativnog sistema sa posebnim mogu}nostima za komunikaciju i povezivanje. 4. Operativni sistemi za osobna ra~unala su napisani tako da osiguravaju dobro su~elje za jednog korisnika. U {irokoj su primjeni za obradu teksta, tabli~ne kalkulacije i pristup Internetu. Najpoznatiji su WINDOWS 2000, WINDOWS XP, Macinthos operativni sistem i Linux. To su operativni sistemi za koje zna najve}i broj korisnika. Zapravo mnogi korisnici i ne poznaju druge sisteme. 5. Real-Time operativni sistemi to su operativni sistemi kod kojih je klju~an parametar vrijeme. To su operaitivni sistemi koji se koriste u industriji za kontrolu proizvodnog procesa ili kontrolu rada strojeva. Postoje hard real-time sistemi ugra eni recimo u robote na pokretnoj traci za koje je obrada u to~no odre enom vremenu od presudnog zna~aja za proizvod i soft real time sistemi kao {to su sistemi za digitalne audio ili multimedijske ure aje kod kojih nije toliko va no vrijeme. Najpoznatiji operativni sisemi ove vrste su VxWorks i QNX. 6. Ugra eni (embedded) operativni sistemi su operativni sistemi za palmtop odnosno d epna ra~unala. Imaju mali broj funkcija kao naprimjer omogu}avanje elektron~kog adresara ili zapisivanja bilje{ki i sastanaka, reprodukciju glazbe i sl. Embedded operativni sistemi su napravljeni za ra~unala koja kontroliraju pojedine ure aje koji nisu ra~unala npr. mikrovalna pe}nica, televizor, mobitel. Primjeri ovog operativnog sistema su PalmOS i Windows CE (Consumer Electronics). 7. Operativni sistemi za smart kartice rade na smart karticama veli- ~ine kreditnih kartica koje sadr e ~ip s procesorom. Obavljaju zaista mali broj operacija, ponekad samo jednu. Ti operativni sistemi su vlasni~ki, odnosno namijenjeni su za samo odre- eni tip korisnika. Sistemski software na ra~unalima Hrvatskog zavoda za mirovinsko osiguranje U Hrvatskom zavodu za mirovinsko osiguranje (u daljem tekstu Zavod) po~ela je automatizacija poslovnih procesa po~etkom 70-ih godina kada je nabavljeno prvo sredi{nje (u daljem tekstu mainframe) ra~unalo. Bilo je to mainframe ra~unalo tre}e generacije iz serije IBM 360 s operativnim sistemom DOS. Na njegovim perifernim medijima su se po~ele pohranjivati velike koli~ine podataka. Podaci su se grupirali u logi~ke cjeline datoteke, ra ene su njihove formalne i logi~ke kontrole, a uriranja, ispisivani su popisi gre{aka, zapo~ele su skupne (batch) obrade me u kojima je jedna od prvih bila obrada isplate mirovina s ispisom velikih koli~ina potrebne dokumentacije. IBM 360 ra~unalo s DOS operativnim sistemom u potpunosti je zadovoljavalo tada{nje potrebe. Osim operativnog sistema kao najva nijeg, od sistemskog softwarea su se koristili i uslu ni programi kao {to su jezi~ni procesori (assembler i PL/I), sort i sl. Period od desetak godina koji je trajao negdje do u Zavodu je na 45

13 informati~kom planu iskori{ten, za prikupljanje i popunjavanje potrebnog fonda podataka te razvoj vlastitih aplikacija koje su automatizirale veliki dio rutinskih poslova. Ra~unalo je postajalo sve optere}enije da bi po~etkom 80-ih godina, postalo preslabo, s premalim kapacitetima za potrebe Zavoda, usprkos njegovog 24-satnog rada. Posljedica premalog kapaciteta za obradu sve ve}eg fonda podataka i sve zahtijevnijih aplikacija s jedne strane, te brzi tempo razvoja informati~ke tehnologije uzrokovao je veliku prekretnicu u informatici odnosno u ukupnim poslovnim procesima Zavoda. Zapo~eti su prvi koraci prelaska s automatizacije na informatizaciju poslovanja. Godine nabavljeno je novo mainframe ra~unalo IBM 4341 s potpuno novom arhitekturom operativnog sistema MVS (Multiple Virtual System) te 6 manjih ra~unala IBM 8100 s operativnim sistemom DPPX (DistributedProcessing Programming Executive). Bili su to ra~unalni sistemi koji su omogu}ili multiprogramiranje i timesharing, te on-line na~in rada. Manja ra~unala su bila distribuirana na 5 lokacija u Hrvatskoj u podru~nim slu bama u Osijeku, u Splitu, u Rijeci, Zagrebu te 2 u Sredi{njoj slu - bi. Bili su to tzv. regionalni centri na koje su se putem iznajmljenih linija povezivale radne stanice terminali podru~nih slu bi u odgovaraju}oj regiji. Jedno ra~unalo IBM 8100 u sredi{- njoj slu bi bilo je namijenjeno isklju- ~ivo za razvoj i testiranje korisni~kih aplikacija prije njihovog stavljanja u produkciju u regionalnim centrima. Po~etkom 80-tih godina zapo~eta je gradnja ra~unalno-komunikacijske mre e Zavoda sa sredi{njim mainframe ra~unalom, 5 regionalnih ra~unala i oko 100 terminala raspore enih po svim podru~nim slu bama i u Sredi{- njoj slu bi. Regionalna ra~unala a preko njih i pripadaju}i terminali bila su povezana na mainframe ra~unalo. Dio terminala u sredi{njoj slu bi koji je na po~etku slu io samo za razvoj i testiranje aplikacija na mainframe ra~unalu, bio je na to ra~unalo povezan izravno preko terminalskih kontrolnih jedinica. Rad mre e bio je pod kontrolom komunikacijskog sistemskog softwarea i to: operativnog sistema NCP-a (Network Communication Program) smje{tenog u posebnom ra~unalu komunikacijskom procesoru nazvanom FEP (Front End Procesor), te komunikacijskog softwarea odnosno komunikacijske pristupne metode VTAM (Virtual Telecommunication Access method) kao dijela operativnog sistema mainframe ra~unala. Zapo~et je on-line na~in rada, tada samo za unos i kontrolu podataka i za razvoj aplikacija. Bio je to za Zavod veliki tehnolo{ki napredak, zna~ajno pove}anje produktivnosti posebno informati~kih profesionalaca koji su sjede}i za svojim terminalima, svi odjednom, koriste}i kontrolni sistem TSO (Time Sharing Option) kao timesharing karakteristiku sistemskog softwarea dobivali rezultate svojeg rada, skratili s nekoliko dana na nekoliko sati. Ne treba ni spominjati {to je sve to zna~ilo za a urnost poslovanja. Me utim navedene karakteristike bile su samo prvi korak do cilja koji se elio posti}i s novom tehnologijom kako hardwarea tako i sistemskog softwarea. Krajni cilj bio je informatizirati, prije svega, kreativna radna mjesta u poslovnom procesu. Preduvjet za ostvarivanje zadanog cilja bio je, dugo godina prikupljane fondove podataka, preto~iti iz klasi~nih datoteka u baze podataka, napraviti on-line transakcije i na taj na~in dati online pristup i a uriranje svakog podatka autoriziranim zaposlenicima Zavoda i to s njihovih radnih mjesta, iz svih podru~nih slu bi u Hrvatskoj. Prve hijerarhijske baze podataka izgra ene su u drugoj polovici 80-ih godina. Bile su pod kontrolom sistemskog software-a IBM IMS (Interactive Management System). Nekoliko godina kasnije po~ele su se uvoditi i relacijske baze podataka pod kontrolom sistemskog software-a IBM DB2 i ORACLE Database. Od pa do danas promijenjeno je nekoliko modela mainframe ra~unala i nekoliko odgovaraju}ih verzija sistemskog softwarea. Kod svih tih promjena uvijek se brinulo o tome da i hardware i software budu uvijek kompatibilni s prethodnim verzijama i da njihova zamjena bude maksimalno 46

14 mogu}e vi{e transparentna za korisni~ki, odnosno aplikativni software. Drugim rije~ima bez obzira na zamjene hardwarea i sistemskog softwarea aplikativni programi se godinama, iz tih razloga, nisu trebali mijenjati. Manja ra~unala, IBM 8100 su nakon dugogodi{njeg kori{tenja (oko 15 godina) izba~ena iz uporabe. Njihova je svrha bila, prije svega, distribuirani unos, formalna i dio logi~ke kontrole podataka te njihovo transferiranje na sredi{nje ra~unalo za daljnju obradu. Ova ra~unala su se koristila i za neke manje samostalne aplikacije. Razmi- {ljalo se i o njihovoj uporabi za distribuiranu obradu podataka, ali se od toga odustalo radi njihovih premalih kapaciteta. Razvojem informati~ke tehnologije a posebno komunikacijskog dijela te potrebom za priklju~ivanjem u mre u radnih stanica s razli~itim protokolima rada, iz uporabe je godine izba- ~en komunikacijski procesor (FEP) s njegovim operativnim sistemom NCP koji je zamijenjen mnogo fleksibilnijim komunikacijskim ure ajem usmjeriva~em (router). Mainframe ra~unalo tako je priklju~eno, odnosno postalo je dio LAN (Local Area Network) i WAN (Wide Area Network) mre e Zavoda. Ovo umre avanje mainframea omogu}eno je dijelom operativnog sistema koji se zove Open System Adapter (OSA), a podr ava i IP (Internet protokol) i SNA (Systems Network Architecture) komunikaciju. Trenutno koristimo mainframe ra- ~unalo iz serije S/390, IBM 9672 RB6 s operativnim sistemom OS/390 kojeg }emo u godini zamijeniti s posljednjom objavljenom verzijom z/os-a. Brojne su mogu}nosti ovog operativnog sistema. Upravlja istovremenim radom stotina lokalnih i udaljenih korisnika, s izvo enjem tisu}a transakcija s radnih stanica u mre i, sa skupnim obradama, sa sve slo enijom komunikacijskom mre om. Ne treba nagla{avati kolika je slo enost ugra ena u sistemski software koji brine o upravljanju radom s bazama podataka. Trenutno se na sredi{- njem ra~unalu koriste dva programska produkta za upravljanje bazama podataka IBM IMS za hijerarhijske baze podataka i IBM DB2 za sve nove relacijske baze podataka. I za jedan i za drugi DB sistem koristi se Data Communication komponenta IMS-a za kominikacijski dio rada s bazama podataka. Sistemski software brine i o za{titi pristupa do resursa ra~unala i posebno do podataka. Poznato je da su podaci i vlastiti aplikativni software od neprocjenljive vrijednosti za Zavod, zato je od posebnog zna~aja njihova za{tita ne samo od neovla{tenog pristupa ve} i od slu~ajnog ili namjernog uni{tenja. Sistemski software i za tu funkciju ima odre ene alate koji slu e za automatsko razmje{tanje podataka po diskovima i njihovo pospremanje na vi{e preslika magnetskih traka. Slijedi samo nekoliko, ukratko nabrojanih, dodatnih mogu}nosti koje pru a operativni sistem OS/390 trenutno instaliran na mainframe ra~unalu u Zavodu, odnosno budu}i z/os a koje predstavljaju dobru osnovu za razvoj tehnolo{ki modernih klijent/servera i Web aplikacija, kori{tenjem mainframe ra~unala kao jakog i vrlo pouzdanog servera. Security Server s komponentama kao {to je tehnologija vatrozida, LDAP ( Lightweight Directory Access Protocol) server, servis za mre nu autentikaciju, kontrola pristupa resursima ra~unala RACF (Resource Access Control Facility), PKI (Public Key Infrastructure ) servisi Kriptografski servisi koji osiguravaju osnovne kriptografske funkcije kao {to su tajnovitost podataka, integritet podataka, osobna identifikacija, digitalni potpis, upravljanje kriptografskim klju~evima C/C++ IBM Open Class Library tj. set biblioteka C++ klase koje se mogu koristiti pri izvo enju programa, napisanog s objektno usmjerenim C/ C++ jezikom Distributed Computing Environment (DCE) Base Services koji osigurava osnove za razvoj i izvo enje client/server aplikacija (remote procedure call, direktorij, sigurnost, ograni~eni DES (Data Encryption Standard) algoritam za enkripciju 47