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Quando si accende il computer è piacevole – oltre che confortante – pensare che si è in pieno controllo della situazione. Al proprio fianco si hanno il fidato mouse e la fedele tastiera, capaci di trasportarci immediatamente in ogni singolo pixel che compone il nostro schermo: basta un click o la giusta combinazione di tasti (le famose scorciatoie da tastiera) per lanciare e chiudere un programma, inviare un messaggio di posta elettronica oppure effettuare uno screenshot.
La realtà, però, è ben altra. Al comando non c'è l'utente, destinato "solo" a interagire con l'interfaccia grafica per mezzo delle due periferiche prima citate, ma il sistema operativo. Fatti salvi firmware e BIOS, è proprio quest'ultimo l'elemento software più importante di ogni sistema informatico: non è un caso, dunque che sia il primo programma (o suite di programmi che dir si voglia) a essere installato su un PC appena uscito di fabbrica (o assemblato).
Lo scopo di un sistema operativo è di organizzare e controllare sia l'hardware sia il software così che il computer nel quale è installato si comporti in maniera funzionale, flessibile e, soprattutto, prevedibile. Insomma, il sistema operativo (sia esso UNIX, Windows, macOS, Linux, Android, iOS e ogni possibile variante o alternativa) si occupa di fornire all'utente un ambiente virtuale all'interno del quale potersi muovere senza grossi problemi (e conoscenze informatiche).
Che cos'è un sistema operativo
Quando si parla di sistema operativo ci si riferisce a quell'insieme di software capaci di fornire all'utente una piattaforma grazie alla quale sfruttare al meglio la potenza di calcolo (e le altre risorse hardware) di un sistema informatico. Si comporta, dunque, a mo' di coordinatore, gestendo il processore, la memoria interna (sia RAM sia disco rigido ), le periferiche (mouse e tastiera, stampante e monitor, casse e microfono, solo per citarne alcune), i software installati sulla macchina e fornendo all'utente un'interfaccia (grafica) grazie alla quale poter accedere e disporre delle risorse citate.
Il sistema operativo, dunque, fa in modo che il computer sia una macchina polifunzionale; che l'interazione tra utente e macchina sia intuitiva e immediata e sia possibile aggiornare comparto hardware (montare nuova RAM o una nuova scheda video) e software (installare nuovi programmi) senza grandi difficoltà. Anche per questo motivo i sistemi operativi – sia per computer, sia per smartphone e per ogni altro congegno informatico – sono formati da centinaia di migliaia di righe di codice modificabile a seconda delle necessità dell'utente o del programmatore. Così facendo è possibile aggiungere patch di sicurezza, aggiornamenti di varia natura e, all'occorrenza, anche un nuovo sistema operativo.
Cosa fa il sistema operativo
Al livello più semplice, il sistema operativo svolge sostanzialmente due funzioni:
- Gestione risorse hardware. Prima di tutto, il sistema operativo si occupa della gestione delle risorse hardware e software del sistema informatico nel quale è installato. In un computer, ad esempio, il sistema operativo si trova a gestire la potenza di calcolo del processore, quella di produrre poligoni della scheda video, la memoria RAM, lo spazio di archiviazione sul disco rigido, e le altre componenti hardware
- Piattaforma operativa software. Il sistema operativo si occupa, poi, di fornire una piattaforma stabile e versatile grazie alla quale le applicazioni possano sfruttare le varie componenti interne di un sistema informatico indipendentemente dalla natura delle stesse: se un processore è più o meno potente, il sistema operativo dovrà fare in modo che il programma giri lo stesso armonizzando il funzionamento dell'intera macchina
Nella prima fase, in particolare, il sistema operativo si troverà a gestire le richieste di accesso dei vari software alla capacità di calcolo della CPU. Si trova, quindi, nella condizione di "vigile urbano" destinato a controllare e gestire il traffico in ingresso e in uscita dal processore, stabilendo un ordine di priorità e verificando che il bus di accesso non si saturi e rallenti il funzionamento del computer stesso.
Nella seconda fase, invece, gli sviluppatori di sistema operativo dovranno creare una lunga serie di API (come la DirectX per la gestione del flusso video nei computer Windows) che consentano agli sviluppatori terzi di potersi interfacciare con l'hardware della macchina indipendentemente dal produttore o dalla tecnologia impiegata nella sua realizzazione. In questo modo il software creato dalle varie software house è perfettamente interoperabile: anche se due computer montano CPU di produttori differenti e potenza differente o diverse quantità di memoria RAM, il programma dovrà comunque essere eseguito senza alcun problema per l'utente.
Tipologie di sistema operativo
Tutti i vari sistemi operativi oggi esistenti possono essere raccolti e catalogati all'interno di quattro macro-categorie.
- Sistema operativo in tempo reale (RTOS). I Real Time Operative System sono sistemi operativi utilizzati principalmente in ambito industriale e scientifico per il controllo di grandi macchinari o strumenti per la ricerca scientifica. Dotati di un'interfaccia grafica limitata e nessuna utilità per "l'utente comune". Il loro scopo, infatti, è quello di gestire l'esecuzione di una data operazione in modo che questa impieghi sempre e comunque la stessa quantità di tempo
- Mono utente, mono task. Come si evince dal nome, sistemi operativi di questo genere sono progettati e realizzati affinché possano essere utilizzati da un solo utente alla volta ed eseguano una sola operazione (o software) per volta
- Mono utente, multitask. In questo caso, anche se il sistema operativo può/sa gestire un solo utente per volta, è in grado di eseguire più software allo stesso tempo. Windows e macOS sono due esempi pratici di sistemi operativi mono utente, ma multitasking: il processore può gestire più software alla volta grazie alla mediazione delle librerie inserite nel codice sorgente del SO
- Multiutente. Il sistema operativo, in questo caso, fa sì che più utenti (e più terminali) possano accedere alle risorse di un unico sistema informatico centralizzato. In questo caso, il SO deve fare in modo che la distribuzione delle risorse sia bilanciata, in modo che tutti i software in esecuzione possano essere processati senza rallentamento alcuno
