Архитектура мак ос кратко
Обновлено: 28.06.2024
Мое первое знакомство с Маком происходило заочно: по скриншотам, описаниям и восторженным крикам людей, которые хоть раз работали с ним. Вполне закономерным было желание познакомиться с этим компьютером, и чем быстрее, тем лучше.
Я расскажу историю развития компьютеров Apple (тем самым затронув создание первых персональных компьютеров) и самой фирмы Apple, а также расскажу про последнюю (на момент написания этих строк) версию операционной системы Mac OS X.
Появление первого персонального компьютера (небольшая историческая вводная)
Процессором компьютера стал чип 6502 от MOS Technology (основным критерием при выборе этого чипа была цена), микросхемы, способные работать с этим процессором, ему подарил Дэн Сокол на одном из собраний клуба.
Через некоторое время Возняк собрал свой компьютер так, что все уместилось на одну плату (что было достаточно красивым решением). Кроме того, ему пришлось написать свой Basic, так как единственной на тот момент версией была так называемая Tiny Basic, что совсем не подходило Возняку – ему нужна была полноценная версия. Без интерпретатора языка программирования компьютер не представлял бы из себя особенного интереса.
Друг Возняка Стив Джобс был вдохновлен этой платой и потому решил, что они просто обязаны выпускать свой компьютер так же, как это делали и другие фирмы.
Так было положено начало легендарному компьютеру Apple II, презентация работы которого никого не могла оставить равнодушным к такой технике.
Компания Apple Inc.
Джобсу удалось заполучить в команду менеджера по имени Майк Марккула, который раньше занимался организацией продаж и добился на этом поприще больших успехов. С тех пор как он уволился из Intel, Марккула занимался различными бизнес-проектами.
Джобс попросил его написать бизнес-план для Apple и Марккула включился в работу: с его помощью компании удалось привлечь капитал для инвестиций, переманить Майка Скотта – одного из менеджеров из Fairchild Semiconductor, которому был предложен пост президента фирмы. Кроме того, Марккула также расписывался на документах в качестве первого председателя совета директоров.
Следующим привлеченным в компанию человеком был Джон Скалли – президент отделения Pepsi-Cola, крупнейшего в составе PepsiCo.
У Скалли не было специального технического образования, однако он давно был поклонником передовых технологий и, кроме того, был очарован Джобсом.
Джон Скалли становится президентом компании в апреле 1983 года.
К началу 1980 года годовой оборот фирмы превысил 10 миллионов долларов.
В 1983 году выходит компьютер Lisa, использующий все преимущества графического интерфейса (разработанного в Xerox) и оснащенный 1 Мб оперативной памяти, Motorolla 68000 CPU (32 bit, 5 МГц), 2 приводами для дискет, жестким диском на 5 Мб.
Марккула отстранил Стива (Джобса, Возняк сам отошел от дел после серьезной авиакатастрофы в 1981 году) от работы над этим компьютером, в результате чего вся энергия Джобса была брошена на компьютер Macintosh.
Джобс активно продвигал свое детище, в результате чего Macintosh стал гораздо более популярным, нежели Lisa. Тому способствовала и грамотная маркетинговая компания, и, что самое главное, сам неутомимый Джобс.
При разработке этого компьютера была сделана одна серьезная ошибка – по цене в более $2500 его нельзя было назвать дешевым компьютером, и в то же время его техническое оснащение (в частности, отсутствие жесткого диска, невозможность присоединения внешних устройств, наличие небольшого количества программ) не позволяло рассматривать этот компьютер как серьезную технику.
«К 1985 году объемы продаж Apple достигли $2 млрд впервые за непродолжительную историю компании начали сокращаться, в то время как рыночная доля персональных компьютеров IBM и совместимых с ней моделей все увеличивалась. Apple попала в непростую ситуацию, требующую немедленного вмешательства старших.
…Apple было крайне необходимо сократить цикл разработки новых моделей, большую часть которого составляли задержки, вызванные неудержимым стремлением Джобса к совершенству. Кроме того, Джобс все чаще стал вмешиваться в деятельность других подразделений компании, уже не довольствуясь властью только над отделением компьютеров Macintosh. Менеджеры всех подразделений завалили Скалли жалобами, суть которых сводилась к одному: либо над Джобсом будет быстро установлен контроль, либо все судно пойдет ко дну.
…Наконец, после долгих и мучительных колебаний, Скалли принял решение лишить своего друга и учителя реального влияния над деятельностью компании, удалив его на символическую должность председателя совета директоров Apple. Столь принципиальное изменение баланса сил внутри компании требовало одобрения Майка Марккула и совета директоров Apple. Незадолго до начала заседания совета директоров 10 апреля 1985 года Скалли отозвал Джобса в сторону и рассказал ему о своих планах. Джобс отреагировал словно ребенок, которого отправляют в чужую семью на воспитание против его воли.
Джобс с помощью семи сооснователей, покинувших Apple вместе с ним, в 1985 году создает компанию NeXT Inc. (позже преобразованную в NeXT Computer Inc.) с уставным фондом в 7 миллионов долларов.
Стив Джобс посещает большинство американских университетов в поисках интересных технологий, так, в Университете Карнеги Милона он знакомится с Avie Tevanian, работающим над ядром Mach.
12 октября 1988 Стив Джобс организовывает шоу в Сан-Франциско, демонстрирует все возможности новой элегантной машины NeXTcube (с магнитооптическим диском на 256 Мб, 68030 процессором, без жесткого диска и привода для дискет) и системы NeXTSTEP (версии 0.8).
18 сентября 1990 Стив Джобс устраивает новое шоу в Сан-Франциско для презентации новой машины и новой системы NeXTSTEP 2.0. Эта дата считается датой официального выхода компьютера NeXT.
Tim Berners-Lee, работающий в CERN, разрабатывает первый веб-клиент (браузер) для NeXTSTEP.
25 апреля 1991 Стив Джобс организовывает шоу в CNIT в Париже, приуроченное к официальному выходу компьютеров NeXT во Франции.
Были произведены многочисленные демонстрации машин NeXT и NeXTSTEP2. В частности, Джобс показал таблицы Lotus 1-2-3, работающие через эмулятор SoftPC, после чего, заметив, что можно сделать и лучше, продемонстрировал революционную программу для работы с таблицами – Improv. Также была продемонстрирована работа графической подсистемы.
Вышедшая 25 мая 1993 года на NeXTWORLD Expo, операционная система NeXTSTEP 3.1 была первой версией NeXTSTEP, работающей на машинах, отличных от NeXT, – на PC 486. Версия NeXTSTEP 3.1 для PC называлась NEXTSTEP 486.
23 ноября 1993 года Sunsoft объявляет о лицензировании части кода NeXTSTEP для будущего использования в операционной системе Solaris. NeXT, в свою очередь, анонсирует порт NeXTSTEP на компьютеры на платформе SUN – SPARC.
Сразу же после этого соглашения SUN инвестирует 10 миллионов долларов в NeXT.
В 1994 году NeXT публикует спецификации программного обеспечения, названные OpenStep, базирующиеся на системе NeXTSTEP 3.2. Инициатива получает поддержку в лице GNU – начато развитие GNUstep.
В апреле 1995 года NeXT выкупает все права на Object-C у Stepstone. В это же время выходит PDO (PDO – Portable Distributed Objects – система для распределенных вычислений) и NetInfo – программа, шедшая стандартно с NeXTSTEP.
В июне 1995 NeXT выпускает NeXTSTEP 3.3J и EOF 1.1J – японские версии программного обеспечения.
20 декабря 1996 года Apple выкупает NeXT за 400 миллионов долларов. Впрочем, некоторые утверждают обратное. Загадочная картина на официальном сайте предшествовала анонсу. В любом случае, это уже другая история, которая начинается 24 марта 2001 года с выходом Mac OS X.
20 декабря 1996 года Стив Джобс возвращается в родную компанию, что последней идет только на пользу.
Macintosh: каков создатель, таков и компьютер.
Операционные системы от Apple
Mac OS 9 (Classic)
Приживить на Мак можно любую систему, работающую на процессорах PowerPC, а это как минимум Linux, OpenBSD, NetBSD, QNX, однако в родной системе, по-моему, есть своя прелесть и менять ее особого смысла я не вижу.
Итак, в арсенале компании Apple существует две операционные системы: Mac OS 9 и Mac OS X. Первая из них сейчас именуется классикой, точнее, это более ранняя система, не использующая таких прелестей жизни, как защита памяти и вытесняющая многозадачность.
Устройство системы Mac OS X
Микроядро отвечает за следующие задачи:
- управление виртуальной памятью (virtual memory);
- взаимодействие процессов (IPC);
- поддержка ввода/вывода (I/O) и прерываний;
- поддержка взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
- управление заданиями и потоками (Tasks & Threads).
Darwin – это то, что дополняет микроядро до полноценной системы. Возможно, наиболее понятным (хотя и несколько грубым) определением будет следующее: Mach – это ядро, системный уровень; Darwin – это оболочка для пользователя со всеми его приложениями.
Такая структура устройства системы пошла с 4.4BSD Lite – первой свободно-распространяемой в исходных кодах *nix-системой, очищенной от кода AT&T – первоначально, UNIX был детищем этой компании, и вышел из ее исследовательских лабораторий; вначале коммуникационный гигант смотрел на распространение этой системы сквозь пальцы, однако затем, как только была осознана возможная экономическая выгода, все, использующие код, написанный в AT&T, были вынуждены убрать его под угрозой судебного преследования.
Core Services, Application Services
На этом уровне расположены общие для всей системы компоненты, такие как Core Foundation, Carbon Core, Apple Events. (уровень Core Services) и Quartz, QuickDraw. (уровень Application Services). Рассказ о каждом из них выходит за рамки задачи общего рассмотрения системы, но общее у них одно – все они являются базой для всех приложений системы, да и для системы в частности.
Это тоже весьма интересная технология, достойная особого внимания.
Системная архитектура Mac OS X
Системная архитектура Mac OS X, впрочем, как и NextStep/OpenStep, основана на операционной системе UNIX.
Загрузка системы может быть разбита на 3 этапа.
Первый начинается сразу после того, как программное обеспечение, прошитое в компьютере (то, что называется BIOS на x86 платформе, Firmware на PowerPC и некоторых других) передает управление программе, записанной на винчестере (или CD/DVD-диске).
Здесь в дело вступает загрузчик. Его задача относительно проста – загрузить ядро в память и передать ему управление. Возможно, предварительно осведомившись у пользователя, не хочет ли он задать какие-либо дополнительные параметры для загрузки ядра, либо указать, что грузить необходимо другой образ.
Второй этап – загрузка ядра. Основной его задачей является определение доступного оборудования и его инициализация. В дальнейшем ядро будет ответственно за работу всех программ – вызовы напрямую к железу компьютера запрещены. Затем ядро запускает только один процесс – init.
Первым делом обычно проверяется отсутствие ошибок на диске, затем устанавливаются переменные среды (такие как пути для поиска исполняемых программ, системная языковая кодировка, тип терминала и другие).
Это был стандартный вариант запуска системы. Существуют и другие варианты: среди основных – так называемый single-mode и графический.
Первый используется для возращения системы к жизни, если что-то произошло. В таком случае доступ разрешен только локальный, при старте осуществляется минимальное количество действий (обычно это монтирование диска в режиме только для чтения, инициализация одного терминала).
Идеи, заложенные в Mac OS X
*nix-системы всегда отличались гибкостью, они создавались и разрабатывались как многозадачные, многопользовательские, сетевые ОС. Нормальным взаимодействием с компьютером во время создания этой системы считалась работа за текстовым терминалом, тем или иным образом соединенным с главным компьютером.
Чуть позже компьютеры начали персонализироваться, а количество пользователей увеличиваться. Причем далеко не всем нравился текстовый режим, впрочем, как и командная строка.
Через некоторое время и не без помощи фирмы Apple (а также компании Xerox) пользователи узнали, что интерфейс компьютера может быть еще и графическим, то вбивать команды хотелось все меньшему и меньшему количеству людей.
Такая многослойность вполне в духе *nix-системы, где множество приложений хорошо выполняют свою работу, а их соединение позволяет получить один хороший результат. Однако обратной стороной подобной гибкости является значительная фрагментация системы (что, как показывает практика, может быть хорошо для системы в целом, но не для графического интерфейса), а также потеря производительности.
Именно эти факторы и мешают продвижению *nix-системы:
- отсутствие единой стандартной графической библиотеки для разработчиков (присутствующей в каждом дистрибутиве и не меняющейся от версии к версии);
- единого графического интерфейса (выбор – это хорошо, но наличие стандарта необходимо);
- его продуманности (сейчас зачастую интерфейсы либо копируют коммерческие реализации, такие как Microsoft, Apple, Motif, либо не очень ясны для обычных пользователей);
- грамотной реализации (качество кода, стабильность работы).
Дополняя картину, нельзя не упомянуть продукт под названием Virtual PC – эмулятор x86 компьютера на Mac OS (последняя 6 версия эмулирует Pentium II MMX, тактовая частота зависит от мощности самого Мака).
Mac OS X в работе
Что нужно от жизни обычному пользователю? Простота настройки, наличие офиса, приложений для работы в Интернете, работа с родным (в нашем случае – русским) языком.
Приложения для работы в Интернете
Здесь выбор весьма велик, а имена производителей достаточно известны, посему просто приведу название приложения и имя производителя:
Браузеры : Internet Explorer (Microsoft), Safari (Apple), Mozilla (Open Source), Opera (Opera Software) и многие другие .
ICQ: ICQ (ICQ Inc.), Fire.app (Open Source), Proteus.
E-mail: Outlook Express (Microsoft), Entourage (Microsoft), Mail (Apple).
Кроме того, перекодировка текста предусмотрена на уровне системных вызовов.
Требования системного администратора обычно несколько другие, а именно – не позволять пользователям делать того, что им не нужно, и иметь возможность настроить все необходимые параметры под конкретную задачу, а также поддержка системы up-to-date.
Настройка системы здесь производится несколько проще, чем в обычном *nix – для этого существуют графические программы. Однако в отличие от обычного *nix, где все графическое обычно вызывает горестную ухмылку Unix-гуру, здесь все продумано.
Кроме того, брандмауэр (в серверной версии системы Mac OS X Server) в графической версии его настройки имеет два варианта работы с трафиком: allow/deny. И в том случае, если администратор решит настроить NAT (masquerading в терминах других систем), то правила брандмауэра (стандартного ipfw, кстати) придется прописывать напрямую в конфигурационных файлах, что требует достаточно плотного знакомства с устройством системы.
В общем, можно сказать, что сервер под управлением Mac OS X Server имеет смысл ставить туда, где необходима простота администрирования, возможно, в некоторых случаях в ущерб гибкости. С другими системами такой сервер будет жить очень даже недурно (с системой идет samba, nfs, ssh, ftpd и ранее упоминаемый apache), а его обновление производится не более чем 6 нажатиями мышки (и не вызывает таких печальных последствий, как автоматическое обновление на другой популярной платформе известного производителя ПО), и кроме того, наличие обновлений может проверяться каждый день/неделю/месяц, и пользователю будет предложено установить имеющиеся обновления.
Разработчик – человек, которому нужно немного и от системного администратора, и от обычного пользователя, но в первую очередь необходима удобная система разработки (IDE), полная документация и, возможно, примеры реализации.
Эта статья нуждается в обновлении . Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Январь 2018 )
Архитектура Macos описывает слои операционной системы , которая является кульминацией Apple Inc. десятилетний процессе исследований и разработок «s , чтобы заменить классический Mac OS .
После неудач их предыдущих попыток - Pink, который начинался как проект Apple, но превратился в совместное предприятие с IBM под названием Taligent , и Copland , основанное в 1994 году и закрытое два года спустя, - Apple начала разработку Mac OS X. с приобретением NeXT «S NeXTSTEP в 1997 году.
Обратите внимание, что Mac OS X была переименована в OS X в 2012 году, а затем снова в macOS в 2016 году.
СОДЕРЖАНИЕ
NeXTSTEP использовал гибридное ядро, объединяющее ядро Mach 2.5, разработанное в Университете Карнеги-Меллона, с подсистемами из 4.3BSD . NeXTSTEP также представила новую оконную систему, основанную на Display PostScript, которая предназначена для достижения лучших систем WYSIWYG за счет использования того же языка для рисования контента на мониторах, которые отображают контент на принтерах. NeXT также включает инструменты объектно-ориентированного программирования , основанные на языке Objective-C, который они приобрели у Stepstone, и набор фреймворков (или комплектов), предназначенных для ускорения разработки программного обеспечения. NeXTSTEP изначально работал на Motorola «s 68k процессоры, но позже были портированы на Intel «s x86 , Hewlett-Packard 's PA-RISC и Sun Microsystems ' SPARC процессоры. Позже инструменты и фреймворки разработчика были выпущены под названием OpenStep в качестве платформы разработки, которая будет работать в других операционных системах.
На Всемирной конференции разработчиков (WWDC) 1998 года Apple объявила о шаге, который был задуман как ответ на жалобы разработчиков программного обеспечения Macintosh, которые не были довольны двумя вариантами (Yellow Box и Blue Box), доступными в Rhapsody. Mac OS X добавит еще один API разработчика к существующим в Rhapsody. Ключевые API из Macintosh Toolbox будут реализованы в Mac OS X для работы непосредственно на уровнях BSD операционной системы, а не на эмулированном уровне Macintosh. Этот модифицированный интерфейс, названный Carbon , устранит приблизительно 2000 проблемных вызовов API (всего около 8000) и заменит их вызовами, совместимыми с современной ОС. [2]
На той же конференции Apple объявила, что часть ядра Mach была обновлена с использованием исходных кодов OSFMK 7.3 (Open Source Foundation Mach Kernel) [3], а часть ядра BSD была обновлена с использованием исходных кодов из FreeBSD , NetBSD. и проекты OpenBSD . [2] Они также анонсировали новую модель драйверов под названием I / O Kit, предназначенную для замены набора драйверов, используемого в NeXTSTEP, со ссылкой на отсутствие в наборе драйверов функций управления питанием и горячей замены, а также возможности автоматической настройки. [4]
На WWDC 1999 Apple представила Quartz , новую оконную систему на основе Portable Document Format (PDF) для операционной системы, которая не была обременена лицензионными сборами для Adobe, как оконная система Display PostScript в NeXTSTEP. Apple также объявила, что слой Yellow Box был переименован в Cocoa, и начала отходить от своих обязательств по предоставлению Yellow Box в Windows. На этом WWDC Apple также впервые продемонстрировала загрузку Mac OS X с диска, отформатированного в HFS Plus .
Первым публичным выпуском Mac OS X, выпущенным для потребителей, была публичная бета-версия, выпущенная 13 сентября 2000 года.
Нет, позвольте не согласиться. Aqua — не во-первых и даже не во-вторых. Если бы дело ограничивалось новым интерфейсом да рядом очередных программ, Mac OS X не привлекла бы столько внимания как со стороны пользователей, так и со стороны разработчиков ПО, системных администраторов, Web-мастеров.
Интерес к Mac OS X, проявленный чуть ли не всем компьютерным сообществом, отнюдь не случаен. Интрига заключается в ее архитектуре — внутреннем строении. Почему интрига? А как еще можно назвать тот факт, что ядром новой операционной системы для платформы Apple служит. UNIX-система?
Дарвин и Сообщество открытых исходных текстов
Так называемое ядро составляет основу любой операционной системы, это — святая святых, компонент, ответственный за организацию работы аппаратных средств, файловой системы, базовых систем ввода-вывода, обеспечивающий на самом низком уровне работу приложений (например, выделяющий им память). Ядро Mac OS X, которому разработчики дали название Дарвин (Darwin), представляет собой одну из версий UNIX, приспособленную для работы на аппаратной платформе Apple — процессорах PowerPC G3, G4 и некоторых системах на PowerPC 604.
Итак, для разработки ядра новой операционной системы Apple использовала технологию открытых текстов, взяв за основу открытую версию операционной системы UNIX — BSD 4.4 и создав новое микроядро (kernel) — Mach 3.0 (предыдущие версии Mach служили микроядром для многих ОС клона UNIX; первоначально ядро Mach было разработано в Университете Carnegie-Mellon при непосредственном участии Авадиса Тавеняна, занимающего сейчас пост вице-президента компании Apple по программному обеспечению).
Давайте посмотрим, каковы возможности Дарвина и какие преимущества дает использование UNIX-ядра BSD.
Еще одним интересным механизмом ядра Дарвин является механизм приоритетной, или вытесняющей, многозадачности (preemptive multitasking), обеспечивающей надежность одновременной работы нескольких приложений.
Каждое приложение, работающее в данный момент времени, требует не только определенного количества оперативной памяти, но и ресурсов процессора — процессорного времени. Предыдущие версии Mac OS поддерживали лишь один способ распределения ресурсов процессора между задачами — так называемую кооперативную (совместную) многозадачность (cooperative multitasking), при которой задача, получившая доступ к процессору, занимает его до тех пор, пока поток команд от нее непрерывен. Если задача на время освобождает процессор, тогда его ресурсы немедленно передаются другой. При таком подходе одна задача, как правило, получает большую часть процессорного времени, в то время как другим его может сильно не хватать.
Упомянем также и систему виртуальной памяти, которая в Mac OS X позволяет использовать дисковое пространство для повышения производительности приложений, требовательных к объему оперативной памяти. И хотя этот механизм применяется практически во всех ОС, создатели Дарвина за счет достаточно сложных механизмов именования объектов памяти добились существенного увеличения скорости и эффективности его работы.
- HFS (Hierarchical File System, иерархическая файловая система). В этой файловой системе каждый файл состоит из двух раздельных частей — форков (forks). Один форк содержит ресурсы файла и различную служебную информацию о нем, а другой — собственно данные. Также каждый файл имеет целый ряд атрибутов, таких как разрешения на чтение/запись/выполнение и коды, определяющие тип файла, его владельца и т. п.
- HFS+. Используется во всех версиях Mac OS начиная с 8.1. Ее основное отличие от HFS схоже с отличием FAT32 от FAT16 — она позволяет оптимизировать размещение данных на жестких дисках больших емкостей за счет снижения минимального объема дискового пространства, отводимого под один файл.
- UFS. Дарвин, являясь версией BSD UNIX, поддерживает ее файловую систему (UFS, Unix File System), что, помимо прочего, означает первый шаг в сторону отказа от форков, который планирует Apple. В UFS форки не используются.
Кроме того, Дарвин поддерживает такие форматы, как ISO-9660 — стандартный формат записи CD-ROM, и UDF (Universal Disk Format) — формат CD-RW и DVD-дисков. Работу с файлами в локальных сетях обеспечивают два сетевых файловых формата: AFP (Apple File Protocol), основной формат сетей Macintosh, и NFS (Network File Service) — формат сетей UNIX.
Система отображения информации
Второй компонент Mac OS X, о котором мы поговорим, включает в себя средства формирования и отображения графической и текстовой информации на экране компьютера и принтере.
Графическая система Mac OS X основана на трех графических технологиях, обеспечивающих работу с двух- и трехмерной графикой. Следует также отметить, что все описанные ниже графические технологии поддерживают так называемый Velocity Engine — модуль процессоров G4, обеспечивающий аппаратную работу с векторной графикой.
Quartz. Этот компонент отвечает за вывод двухмерной графической информации. С помощью Quartz осуществляется управление цветностью и разрешением (стандартными являются разрешение 1024x768 точек при глубине цветности 16 бит), а также сглаживание (anti-aliasing). Quartz обеспечивает такие графические механизмы, как 2D-ускорение и доступ к кадровому видеобуферу (video frame buffer access).
Двухуровневая архитектура типа клиент—сервер, реализованная в Quartz, позволяет осуществлять гибкую и скоростную работу приложений с графикой. Низший уровень (базовые графические сервисы, Core Graphics Services) обеспечивает серверные функции управления окнами, поддержки событий и проч. для приложений-клиентов, которые и занимаются непосредственно отображением (rendering) графической информации. Quartz имеет собственное приложение-клиент для отображения двухмерных объектов (базовое графическое отображение, Core Graphics Rendering), основными функциями которого являются:
Помимо встроенного в Quartz клиента отображения, Mac OS X предоставляет в распоряжение приложений библиотеку двухмерной графики QuickDraw.
OpenGL. Основным клиентом отображения трехмерной графики в Mac OS X является библиотека OpenGL, модифицированная Apple для работы с Core Graphics Services (стандарт OpenGL был разработан компанией Silicon Graphics Inc.). Нет нужды представлять эту библиотеку, так как без нее не обходится сейчас практически ни одно приложение, работающее с трехмерной графикой. Достаточно назвать игры Quake компании Id Software, которые написаны на основе OpenGL.
OpenGL обеспечивает эффективное построение и трансформацию трехмерных объектов, текстурирование, прозрачность (alpha-blending), сглаживание, специальные эффекты (например, дым или туман).
QuickTime. Еще одним клиентом отображения графики Mac OS X является приложение QuickTime, обеспечивающее поддержку большого количества мультимедиа-форматов данных: изображений, видео (включая потоковое), звука, 3D-объектов, объектов виртуальной реальности. Более подробно о QuickTime и других приложениях Mac OS X см. в следующем номере.
Технология печати. Возможности печати в Mac OS X обусловлены в большой степени тем, что все службы печати базируются на модуле Quartz.
Программное окружение
В связи с коренной перестройкой ядра и архитектуры Mac OS X ее разработчикам пришлось искать решения, призванные обеспечить одновременно использование всех возможностей новой ОС и поддержку приложений, созданных для предыдущих версий Mac OS. Таким решением стало создание трех типов программного окружения (application environment).
Classic. Mac OS X сама по себе не поддерживает приложения, созданные для предыдущих версий Mac OS. Поэтому для их исполнения запускается специфическое приложение (его даже видно в Доке — элементе интерфейса Mac OS, на котором, в частности, отображаются работающие приложения), именуемое Classic и представляющее собой. вариант Mac OS 9. Вот на этом виртуальном компьютере и исполняются все приложения старых ОС. Если закрыть приложение Classic, все работавшие в нем приложения тоже будут завершены. Если какое-либо Classic-приложение приводит к сбою, система защиты памяти срабатывает не для этого отдельного приложения, а для всего Classic-окружения. Кроме того, существует целый ряд ограничений для Classic-приложений, например невозможность использовать PDF как глобальное средство отображения информации.
Carbon. Кроме того, существует и компромиссный вариант перехода на Mac OS X. Программное окружение Carbon представляет собой способ перевода приложений для старых версий Mac OS на новую с минимальными затратами. Незначительная модификация приложений, конечно, не приводит к использованию всех возможностей Mac OS X, но позволяет все же избавиться от ограничений и неудобства Classic-окружения.
Кроме упомянутых выше, Mac OS X поддерживает и ряд дополнительных окружений, например Java. Сюда же следует отнести и поддержку BSD-приложений.
Работа в сети и многопользовательская среда
Использование BSD UNIX в качестве ядра позволило Apple обеспечить своей новой ОС стабильную и хорошо защищенную многопользовательскую работу. Причем неважно, идет ли речь о сети компьютеров или об одном компьютере с несколькими пользователями.
В самой Mac OS X для каждого пользователя создается учетная запись (account), имеющая уникальное имя (log-in name), и пароль. Помимо обеспечения защиты данных и приложений в учетной записи хранятся все настройки системы, например фон и рисунок Рабочего стола, вид папок и др.
Интерфейс Aqua
Значки. Что нового может быть в значках файлов? Однако всего лишь за счет полноцветности и масштабируемости значков Apple добилась значительно более приятного вида своей новой ОС. Кроме того, графические файлы и ролики QuickTime представлены в виде миниатюр, что облегчает поиск нужных файлов.
Док (Dock). Элемент интерфейса, обеспечивающий организацию быстрого доступа к приложениям (в том числе к работающим), папкам и документам с помощью ярлыков на панели в нижней части Рабочего стола. Если перетащить туда мышью новый ярлык, остальные раздвигаются в сторону, одновременно уменьшаясь в размерах.
Самое интересное, впрочем, заключается в том, что на этой же панели располагаются значки всех запущенных в данный момент приложений, которые обозначены маленькими черными стрелочками, чтобы их можно было отличить от ярлыков приложений. Это позволяет быстро переключаться между приложениями. Во время запуска значок приложения к тому же забавно подпрыгивает.
Если значки в Доке покажутся слишком мелкими, то можно включить функцию увеличения (magnification), и при наведении курсора мыши на значки Дока часть из них, оказавшаяся непосредственно под курсором, увеличится.
Этим новшества интерфейса Aqua не ограничиваются, однако очевидно, что они во многом базируются на внутренних изменениях ОС. Мы увидели, что Mac OS X принципиально отличается от предыдущих версий, имеет новое ядро и новую архитектуру. Именно это в первую очередь привлекает к ней интерес пользователей.
В следующем номере мы расскажем о тех программах, которые входят в комплект Mac OS X и обеспечивают минимальный набор функций, необходимых каждому пользователю, — операции с файлами, редактирование текста, работу в Internet и с электронной почтой и др.
Окончание в следующем номере.
Владимир Мохов — аспирант МГУ, e-mail: vlm@actuar.math.msu.su
Редакция выражает благодарность официальному представителю Apple в России компании DPI за помощь в подготовке этого материала.
Эволюция Дарвина
История. История создания Дарвина началась в 1997 г., когда Apple купила компанию NeXT Software. К тому времени последняя имела несколько интересных наработок в области создания операционных систем. Две версии NeXT ОС — NEXTSTEP (более ранняя) и OPENSTEP (более поздняя) — основывались на BSD UNIX 4.3. Именно эти ОС и стали фундаментом Mac OS X.
Взяв BSD за основу, Apple неизбежно попала в среду Сообщества открытых текстов — несмотря на то что большинство конечных версий BSD были коммерческими, исходные тексты ее ядра оставались открытыми.
Следующей вехой в истории Дарвина стала работа по модификации BSD на основе нового ядра Mach в Университете Carnegie-Mellon.
Перспектива. В целом можно сказать, что Дарвин развивается, как минимум, по трем направлениям. Во-первых, ведется его доработка, модификация и усовершенствование в качестве ядра Mac OS. Во-вторых, усилия разработчиков направлены на создание на основе Дарвина самостоятельного, существующего независимо от Mac OS X, дистрибутива ОС — такого же, как, например, Linux или FreeBSD.
В-третьих, и, на наш взгляд, это очень сильный ход Apple, ведется работа по адаптации Дарвина к платформе PC. Видимо, выхода Дарвина (как независимой ОС) для Intel-систем можно ожидать достаточно скоро, так как существенная часть его исходного текста является платформонезависимой (как, например, FreeBSD). Кто знает, может быть, мы увидим и. Mac OS для PC?
Portable Document Format компании Adobe Systems
Каждый документ представляет собой одну или несколько страниц, описанных специальным языком. Для этого описания используется модель отображения языка PostScript. Благодаря особенностям этой модели обеспечивается независимость изображения от аппаратных средств (на любом мониторе и любом принтере эти страницы будут выглядеть абсолютно одинаково).
Документ PDF содержит всю информацию, необходимую для отображения используемых в нем шрифтов. Если указанный шрифт имеется на компьютере или встроен в документ, то текст будет отображаться с его помощью. Если же шрифт недоступен, то для отображения будет использован специальный внутренний шрифт, который позволяет сохранять особенности исходного шрифта (ширину и высоту символов). Благодаря этому макет документа останется в исходном виде.
Для уменьшения размеров PDF-файлов поддерживаются такие стандарты сжатия, как JPEG, CCITT Group 3, CCITT Group 4, ZIP и LZW.
Формат PDF может неограниченно расширяться благодаря поддержке модулей расширения (Plug-Ins).
Наиболее известным продуктом для работы с этим форматом является пакет программ Adobe Acrobat. В частности, он позволяет переводить любой документ, который может быть распечатан на принтере, в формат PDF — компоненты Adobe Distiller и Adobe PDFWriter устанавливаются в операционную систему как принтеры. Компонент пакета, Adobe Acrobat Reader, предназначенный для просмотра файлов PDF, распространяется бесплатно.
Bundles
Итак, в Mac OS X пакеты представляют собой скрытые папки, содержащие один (или более) исполняемый файл и ресурсы, необходимые для его (их) исполнения. Для пользователя же чаще всего пакет представлен как единичный объект файловой системы.
Существует три вида пакетов — приложения (applications), фреймворки (frameworks) и подгружаемые пакеты (loadable bundles).
Приложения — это пакеты, содержащие ресурсы, необходимые для исполнения программного кода, включая сами исполняемые файлы.
Фреймворки — это пакеты, содержащие те или иные ресурсы, включая некоторые части исполняемого кода, необходимые для поддержки и обеспечения работы приложений, но не являющиеся отдельными приложениями. Как правило, это динамические библиотеки с их ресурсами.
Подгружаемые пакеты используются приложениями непосредственно в процессе их выполнения. Наиболее распространенный тип подгружаемых пакетов — так называемые дополнительные модули (Plug-ins), встречающиеся во множестве различных приложений.
Теперь, кратко познакомившись с видами пакетов, давайте попробуем понять смысл самой идеи пакета.
Во-первых, любое приложение использует те или иные ресурсы — строки текста (например, пункты меню), изображения, звуки и др. Во-вторых, часто возникает потребность в каких-либо функциях, не принадлежащих самому приложению, скажем, функциях печати. Здесь используется механизм динамических библиотек кодов. Наконец, во многих приложениях применяются те или иные дополнительные модули, подгрузку которых необходимо осуществлять непосредственно в процессе выполнения приложения.
Основное новшество в реализации всех этих функций заключается в способе организации соответствующих файлов, которые объединены вместе и составляют один объект (пакет). Вот только некоторые из возможностей такой организации.
Выход в Интернет без антивирусной защиты? Установка и удаление программ простым щелчком кнопкой мыши? Для тех, кто работает на компьютере с ОС Windows, перечисленное связано с серьезными проблемами или вовсе невозможно, а вот для владельцев компьютеров Apple — это обычное дело. Ведь операционная система Mac OS X не только более дружественна к пользователю, чем Windows, но и невосприимчива к широко распространенным вредоносным программам для ОС от Microsoft. Однако и в этой бочке меда есть ложка дегтя, и не одна.
Что означает Mac OS X
Mac OS – сокращение от Macintosh Operating System, то есть операционная система для компьютеров Apple Macintosh. Согласно легенде, название Macintosh произошло от любимого сорта яблок Джефа Раскина, тогда ведущего разработчика Apple (на самом деле они назывались McIntosh, но эта торговая марка уже была занята). X – это римская цифра 10: первая версия Mac OS X была одновременно десятой версией Mac OS. Кроме того, X намекает на базирующееся на Unix семейство операционных систем OS X, в которое помимо обычной и сервернойn версии Mac OS X входят Apple TV OS (ОС для медиацентра Apple TV) и Apple iOS (ОС для iPod, iPhone и iPad).
Когда появилась Mac OS
Apple использует Mac OS с 1984 года, когда появился первый компьютер Apple Macintosh. Правда, тогда операционная система была известна еще под именем Macintosh System Software. В то время ОС от Apple находилась далеко впереди конкурентов из мира IBM PC по удобству использования – у нее уже был графический интерфейс и мышь в дополнение к привычной клавиатуре. Все это давало возможность отображать тексты на мониторе так, как они будут выглядеть на бумаге после печати, а пользователю уже не нужно было вводить команды – впервые он мог просто выбирать их щелчком кнопкой мыши. Наконец, именно на Mac OS была впервые применена многозадачность. Владельцам ПК такие возможности стали доступны только через 6 лет, с выходом в 1990 году Windows 3.0.
Первая Mac OS X
Первый Mac
Первая версия Mac OS увидела свет в 1984 году. Благодаря графическому интерфейсу и наличию мыши работать с Macintosh было гораздо удобнее, чем с IBM PC того времени.
Какими преимуществами обладает Mac OS X по сравнению с Windows
Простое управление. Работать с программами для Mac обычно проще, чем с ПО для Windows. Один из примеров – пакет iLife, установленный на любом компьютере Macintosh. Он позволяет легко управлять фотографиями и музыкой, обрабатывать видео и записывать результат на диски. Тот, кто освоил одну из программ для Mac OS X, легко справится и с другим ПО – приложения для этой операционной системы похожи друг на друга намного больше, чем программы для Windows.
Стабильная работа. Mac OS X создавалась специально для компьютеров Apple, поэтому программные сбои в их работе происходят реже.
Небольшое количество вредоносных программ. Перечень вирусов, атакующих компьютеры Ma cintosh, остается небольшим. Они могут навредить, только когда пользователь запускает их двойным щелчком кнопкой мыши. Программы, заражающие почту при прочтении писем или открываемую веб-страницу, до сих пор неизвестны.
Графический интерфейс
А Программы. Самые нужные программы, как и в Windows, размещаются на Панели быстрого
запуска (Dock).
Б Файлы. Часто используемые файлы можно также по отдельности или группой помещать на панель Dock.
В Рабочий стол. На нем видны подключенные накопители. Кроме того, здесь можно создавать папки и файлы.
Г Корзина. Чтобы удалить файлы и даже программы, нужно просто перетащить соответствующий значок в Корзину и отпустить кнопку мыши.
Д Линейка меню. Практично: в операционной системе Mac OS X всегда видна только линейка меню программы, активной в данный момент.
Е Информационное меню. В этом меню Mac OS X показывает, например, качество WLAN-приема или степень зарядки аккумулятора.
Простые подтверждения безопасности. Для внесения изменений в Mac OS, например для обновления операционной системы или установки новой программы, обычно пользователю нужно только ввести пароль. Windows в таких случаях более требовательна: она предлагает cовершить несколько подтверждающих действий.
В iMac все компоненты компьютера спрятаны в мониторе. Apple предлагает две модели – с диагональю экрана 21,5 дюйма и 27 дюймов.
MacBook
Apple выпускает три серии ноутбуков: MacBook (начальная модель), MacBook Pro и MacBook Air.
Mac mini
Mac mini работает очень тихо и занимает не больше места, чем стопка CD.
Простая установка. Неважно, об операционной системе или программе идет речь – для Mac OS X эта процедура проще детской игры. Например, операционная система устанавливается с DVD несколькими щелчками кнопкой мыши. Кроме того, программы и файлы без проблем переносятся из другой установленной Mac OS X.
Для инсталляции новой программы пользователю достаточно дважды щелкнуть по файлу образа и затем перетянуть значок программы в соответствующую папку жесткого диска. Только некоторым приложениям Mac OS X требуется установочный дистрибутив, как в Windows. Для удаления программы обычно нужно только перетащить ее значок в Корзину и отпустить кнопку мыши. Трудоемкие и длительные процедуры деинсталляции встречаются редко.
Какие недостатки имеет Mac OS X по сравнению с Windows
Меньший выбор компьютеров. Mac OS X в принципе предназначена только для компьютеров Apple. Сейчас существует огромное количество вариантов ПК с Windows от многих производителей, но Macintosh выпускает только Apple, поэтому ассортимент таких компьютеров довольно узкий. В качестве альтернативы настольному ПК компания выпускает iMac, все компоненты которого спрятаны в мониторе.
Высокая цена. Компьютеры Macintosh обычно стоят дороже, чем сравнимые по производительности ПК. Цена модели настольного компьютера – Mac mini – от 22 тыс. руб). За ноутбук придется отдать не меньше 35 тыс. руб. – столько стоит самый дешевый MacBook. И если в нижнем сегменте разница почти незаметна, то наиболее мощные компьютеры Apple могут стоить в два раза дороже сравнимых ПК.
Меньше программ. Количество приложений для Mac за последние годы увеличилось, но выбор по-прежнему не настолько большой, как для ОС Windows. Тем не менее практически для любой задачи можно подобрать подходящую программу. Нужен только широкополосный доступ в Интернет, потому что найти и купить ПО для Mac на дисках (особенно легальное) очень сложно.
Почти полное отсутствие игр. Они разрабатываются преимущественно для консолей и компьютеров с Windows. Хотя выбор игр для Mac очень скромный, среди них есть настоящие жемчужины, например авиасимулятор X-Plane 9 или музыкальная игра Guitar Hero 3.
Эти программы есть в Mac OS X Snow Leopard
На любом Macintosh можно найти целый ряд программ для решения возникающих проблем и расширения функциональности ОС. К их числу относятся и приложения, аналогичные использующимся в среде Windows; более того, некоторые программы настолько популярны, что впоследствии появляются их версии для ОС от Microsoft. К ним принадлежат, например, музыкальный центр iTunes, с помощью которого можно копировать мелодии в MP3-плееры iPod-серии Apple. При выборе интернет-браузера многие пользователи Mac OS не доверяют предустановленному Safari, большей популярностью пользуется быстрый и надежный Mozilla Firefox.
Адресная книга: в ней можно хранить обширную контактную информацию, например номера телефонов или почтовые и интернет-адреса.
Automator: программа отвечает за выполнение рутинных задач, например одновременную обработку 100 фотографий и преобразование их в другой формат. Это бережет время и нервы.
Dashboard: как и Боковая панель в Windows Vista, позволяет выводить на Рабочий стол маленькие вспомогательные программы (так называемые виджеты), например текущий прогноз погоды или калькулятор.
Finder: обеспечивает поиск, копирование, перемещение или удаление файлов – аналогично Проводнику Windows. С помощью встроенной функции предварительного просмотра пользователь может просматривать многие файлы без запуска специализированных программ.
Garage Band: эта программа для звукозаписи содержит обширную библиотеку инструментов и сэмплов. Она может работать с несколькими дорожками. Управлять программой несложно – трудностей не возникнет даже у новичков.
iCal: с помощью программыкалендаря iCal можно управлять деловым расписанием. Программы iTunes, iSync или платная служба Mobile Me позволяют автоматически передавать расписание на другие устройства, например iPod или мобильный телефон.
iMovie: обеспечивает очень удобную обработку и монтаж видео. Затем с помощью iDVD фильм можно записать на DVD.
iPhoto: управляет фотоархивом, с ее помощью фотографии автоматически распределяются по папкам, упорядоченным по времени внесения изменений. Оснащена простыми функциями обработки, например возможностью удаления эффекта красных глаз.
iTunes: управляет музыкальной коллекцией и помогает покупать в iTunes Store музыку и видео. Кроме того, программа может копировать музыку в MP3-плееры iPod-серии.
Safari: браузер от Apple быстро отображает веб-страницы, а сглаживание шрифтов улучшает читаемость текста.
Spaces: позволяет группировать все открытые программные окна. Благодаря этому удастся создать виртуальный Рабочий стол для любой задачи.
Spotlight: встроенная функция поиска очень быстро ищет файлы, программы или почту, причем не только по именам, но и по содержимому файлов.
Time Machine: утилита по желанию пользователя автоматически создает резервную копию (Backup) данных, если подключить к компьютеру внешний жесткий диск.
Preview: программа позволяет просматривать изображения и документы, например PDF-файлы и JPEG-фотографии.
Какие существуют версии Mac OS X
Есть два варианта Mac OS X: одна версия для настольных ПК и ноутбуков и другая версия для серверов, которая так и называется – Mac OS X Server. Все релизы десятой Mac OS, кроме номера версии (с 10.0 по 10.6), традиционно получают название в честь одного из представителей семейства кошачьих.
Cheetah (гепард) и Puma (пума). Релиз первой версии Mac OS X 10.0 (Cheetah) состоялся в марте 2001 года. Новая ОС отличалась от предыдущих систем Mac OS и стала своего рода прорывом Apple. Но при этом новинка содержала множество ошибок, а кроме того, в Mac OS X 10.0 отсутствовали некоторые функции. Поэтому почти сразу появилось бесплатное обновление 10.1 (Puma).
Jaguar (ягуар). Начиная с версии 10.2, графические карты научились аппаратному ускорению графической оболочки – аналогично технологии Aero в Windows Vista.
Panther (пантера). Версия 10.3 вышла на рынок операционных систем в октябре 2003 года. В Panther, кроме прочего, была внедрена технология шифрования FileVault.
Tiger (тигр). Apple представила версию 10.4 в апреле 2005 года. В ней появились очень удобная функция поиска Spotlight и Dashboard – оболочка для мини-программ (так называемых виджетов).
Важнейшие программы для Windows и их альтернативы для Mac OS X
При переходе с Windows на Mac OS X часто не удается использовать привычные программы без применения дополнительного ПО или создания виртуальной среды. Но сегодня уже многие популярные приложения для Windows доступны и в версии для Mac, например Microsoft Office, Google Picasa или Earth. Для всех остальных можно подобрать достойную замену. Например, установленный на Mac программный пакет iLife, содержащий, кроме прочего, мультимедийные приложения iPhoto, iMovie и iDVD. Не хватает лишь программ оптимизации налогов – в настоящее время существует только бесплатная Elster для Mac OS X. Если ее возможностей недостаточно, придется пересесть за ПК и Windows. То же относится ко многим специализированным приложениям, за исключением, пожалуй, дизайнерских.
Leopard (леопард). Следующей версией была Mac OS X 10.5, увидевшая свет в октябре 2007 года. В ней впервые появились вспомогательное приложение Boot Camp для установки Windows в качестве второй ОС, программа резервного копирования данных Time Machine, функция быстрого предварительного просмотра содержимого файла Quick Look и другие значительные нововведения.
Snow Leopard (снежный барс). 28 августа 2009 года вышла последняя на сегодняшний день версия 10.6, которая может использовать больше рабочей памяти (теоретически до 16 Тб). Многие поставляемые с ней программы получили 64-битный набор команд и стали работать значительно быстрее. Кроме того, версия поддерживает процессоры Intel – это означает, что устаревшие процессоры PowerPC фирмы Motorola окончательно сошли с дистанции.
Кроме порядкового номера, версиям присваивается еще и второй номер, обозначающий, какое по счету бесплатное обновление и исправление ошибок было произведено, аналогично сервис-пакам Windows. Последнее обновление Mac OS X имеет номер 10.6.3.
Только ли на компьютерах Apple работает Mac OS X
Так Windows работает на Mac
Вспомогательная программа Boot Camp позволяет установить Windows на любой Mac с процессором Intel. После этого при запуске компьютера пользователь должен выбрать ту операционную систему, которая нужна в данный момент.
Проект зародился в 2005 году, когда Apple объявила о переводе своих компьютеров на процессоры фирмы Intel. В январе 2006 года вышло обновление Mac OS X 10.4.4 для первого поколения компьютеров на базе Intel, и уже буквально через месяц появилась взломанная версия ОС с возможностью установки на ПК. Несмотря на противодействие со стороны Apple, проект достаточно успешно развивался и сейчас продолжает свою деятельность.
Можно ли установить программы для Windows на Mac
С помощью специальных вспомогательных программ и при необходимости установочного DVD с Windows пользователь может добиться запуска приложений для Windows под Mac OS X. Сделать это можно следующими способами.
Boot Camp. Поставляемая вместе с Mac OS X 10.6 программа Boot Camp 3.1 обеспечивает установку Windows на компьютере Apple с процессором Intel. Для этого программа создает на жестком диске отдельный раздел под ОС от Microsoft. Кроме Boot Camp, пользователю понадобятся установочные диски с желаемой Windows и Mac OS X. Естественно, работать можно только в одной из двух операционных систем: или в Mac OS X, или в Windows. Во время загрузки пользователь, нажав клавишу Alt, сам выбирает, какую операционную систему необходимо загрузить. Самый большой недостаток данного способа: недоступность данных, хранящихся в разделе жесткого диска с Mac OS X, в ОС Windows, так как последняя не может читать разделы с файловой системой HFS+.
Читайте также: