Il sistema operativo è un software molto importante, un programma installato all’interno della memoria di un computer che permette ad un utente di potere dialogare con la macchina per mezzo del mouse e della tastiera, di gestire le risorse hardware, come la memoria o la stampante, e include o può contenere al suo interno tutti gli applicativi necessari per svolgere il proprio lavoro o soddisfare le proprie necessità.
Si tratta quindi di un componente molto importante del computer, perché ci permette di accedere alla memoria della CPU, di elaborare i dati, di creare, salvare e modificare documenti. Di solito è già presente sul disco fisico del PC al momento dell’acquisto e all’accensione, il sistema viene automaticamente trasferito nella memoria RAM. Questo processo, chiamato bootstrap può durare da pochi secondi ad alcuni minuti a seconda del sistema operativo e della potenza del computer.
Quando tutto il software viene caricato, di solito appare una schermata di login, dove l’utente deve le sue credenziali che gli permettono di accedere alle varie funzioni del sistema operativo. Queste credenziali sono il nome utente e la password, una parola segreta, stabilite al momento della prima configurazione del software.
Inizialmente, il sistema operativo era un ambiente testuale dove si impartivano i comandi scrivendo con la tastiera e cliccando Invio. Era quindi necessario avere a disposizione una guida cartacea con tutti i comandi disponibili e molta pratica. Negli anni, con l’avanzare della tecnologia, si è stati in grado di creare un’interfaccia grafica con finestre di dialogo e pulsanti.
Oggi ci sono diversi tipi di sistemi operativi. Generalmente i dispositivi tecnologici usano i sistemi Windows, Linux, da cui deriva anche Android, o MacOS. Alcuni sistemi vengono usati come server per ospitare siti web o database e sono tuttora con un semplice ambiente testuale: spesso ci si connette e ci si lavora tramite un altro PC dotato di un sistema grafico.
Il sistema operativo Linux è un software libero, o freesoftware. Questo significa che il codice sorgente è disponibile online e che la maggior parte delle sue distribuzioni sono gratuite. Infatti, a differenza di Windows e MacOS, Linux ha diverse versioni e varianti, alcune adatte per computer che hanno più di cinque anni e che potrebbero non supportare le future versioni di Windows. E’ possibile scaricare la versione più adatta alle proprie necessità nella pagina ufficiale.
Per potere installare il sistema operativo sul proprio computer è necessario che questi sia conservato in un CD o in una periferica di memoria USB, o un disco di memoria rigido. Quando si accende il PC, il firmware rileva il nuovo sistema e ci chiede di premere un pulsante per fare partire l’installazione mentre in altri casi dobbiamo accedere alle impostazioni e indicare il dispositivo di memoria a cui dare la precedenza in fase di avvio.
E’ anche possibile avere all’interno del computer due o più sistemi operativi diversi. In questo caso il disco di memoria viene partizionato e ogni partizione conterrà un sistema diverso. Nel momento dell’avvio del PC, ci verrà chiesto quale sistema fare partire ogni volta. Tuttavia, è un metodo sempre meno utilizzato mentre si preferisce avere un sistema principale (chiamato host) a cui installare altri sistemi (chiamati guest) al suo interno tramite un sistema di virtualizzazione.
Com’è fatto un sistema operativo
Un sistema operativo è formato da un insieme di programmi che seguono uno schema a sei livelli, dal più interno al più esterno, come una buccia di cipolla o come gli strati del pianeta Terra. I programmi più nascosti, che si trovano più all’interno del sistema, interagiscono maggiormente con l’hardware mentre i programmi più visibili, esterni, interagiscono maggiormente con l’utente e dipendono da quelli più interni.
Al primo livello c’è il nucleo, o kernel, che gestisce la CPU e organizza l’esecuzione dei programmi. Infatti, oggi i sistemi operativi sono multiprogrammati e permettono di eseguire più programmi allo stesso momento. Sarà il kernel a scegliere quale eseguire e ad alternare l’esecuzione di questi programmi per portarli a termine dando a ciascuno una certa priorità.
Al secondo livello c’è il gestore delle memoria centrale, che garantisce lo spazio nella memoria RAM per i programmi in esecuzione. Non è necessario che tutto il programma sia caricato nella memoria RAM ma soltanto la parte effettivamente eseguita in quel momento. Il gestore, frammenta la memoria e i programmi in varie sezioni e occupa (allocazione) o libera (deallocazione) della memoria RAM a seconda del bisogno.
Al terzo livello c’è la gestione delle periferiche, che sono tutti i componenti hardware del computer, sia interni come la scheda video e la scheda audio che tutti i dispositivi connessi tramite le diverse porte: mouse, tastiera, monitor, scanner, stampanti, webcam. Su Windows basta digitare Gestione dispositivi nella barra di ricerca del menu di avvio per avere la lista di tutte le periferiche.
Per potere gestire le periferiche in modo ottimale, il sistema operativo virtualizza la risorsa: possiamo interagire con essa direttamente tramite il computer, ad esempio possiamo inviare i documenti da stampare e indicare come vogliamo effettuata la stampa. Inoltre, il PC ci permette anche di inviare più file da stampare e il sistema manderà l’output alla stampante uno alla volta.
Il file system si trova al quarto livello e gestisce tutto ciò che può essere archiviato nelle memorie del PC. Ogni elemento viene chiamato file e ha un nome simbolico che lo identifica, chiamato estensione, come .png o .exe. I file vengono organizzati in cartelle, chiamate directory o in altri tipi di strutture gerarchiche come gli archivi.
Il file system si occupa di diverse cose: permette all’utente di creare nuovi elementi, di modificarli e di accedervi e fornisce anche dei meccanismi di protezione e crittografia permettendo o impedendo l’accesso tramite password oppure vietandone le modifiche agli utenti non autorizzati.
Al quinto livello abbiamo l’interfaccia utente, l’insieme di componenti che permette ad un utente, la persona che utilizza il computer, di comunicare con la macchina. L’interfaccia, come abbiamo visto, può essere a riga di comando, chiamata CUI cioè Command User Interface, oppure di tipo grafico, chiamata GUI cioè Graphical User Interface.
Infine abbiamo tutti i software applicativi, costituiti da un’interfaccia grafica e da funzioni che si servono dei livelli inferiori per potere svolgere il lavoro richiesto. Ad esempio, un programma per scrivere testi deve avere una finestra principale, dei menu, un riquadro per scrivere e delle funzioni per salvare e aprire i file e per stampare i documenti.
Riassumendo, il sistema operativo è un programma molto importante che ci permette di accedere alla macchina, interagire con essa e svolgere le funzioni di cui abbiamo bisogno che siano lavorative, di svago o di studio.