История операционных систем Apple. Часть 1
Завершив наш проект «Компьютеры Apple от альфы до омеги», на этой неделе мы, по многочисленным просьбам наших читателей, начинаем новый цикл статей, посвященный истории операционных систем компьютеров компании Apple. На самом деле, этот цикл будет представлять собой перевод книги Амита Сингха (Amit Singh) «История операционных систем Apple» (A History of Apple’s Operating Systems). В ней автор затрагивает все этапы развития операционных систем Apple, начиная с программной начинки компьютера Apple I и заканчивая первыми версиями Mac OS X. Не ушел от внимания автора и период работы Стива Джобса в компании NeXT, в течение которого, как мы знаем, была разработана операционная система, впоследствии послужившая основой для OS X.
Для начала скажем пару слов об авторе книги. В настоящий момент Амит Сингх работает вице-президентом Google по международным продажам, а до этого 20 лет своей жизни посвятил работе в компании Oracle на посту менеджера по развитию продуктов. С операционными системами Сингх столкнулся, когда работал в Исследовательском центре Apmenden компании IBM, расположенном в Сан-Хосе (штат Калифорния). В центре он занимался исследованиями вопросов, связанных с операционными системами, визуализацией и компьютерной безопасностью. А чуть ранее Амит успел поработать в начинающей фирме из Кремниевой долины, которая занимался разработкой визуализации операционных систем. Итак, теперь мы передаем слово автору.
Mac OS X является уникальной операционной системой, где успешно объединились парадигмы, идеологии и технологии, которые в прошлом обычно были несовместимы друг с другом. Она представляет собой плод многочисленных проб и ошибок Apple и NeXT, а также их сообщества пользователей и разработчиков. Пожалуй, Mac OS X является одним из лучших примеров того, как мощная операционная система может оказаться результатом прямых или косвенных усилий корпораций, научных и исследовательских сообществ, движений за открытый исходный код и бесплатное ПО, и даже простых людей.
Apple существует уже с 1976 года, и многие аспекты ее истории уже много раз были рассмотрены. История Apple как компании поистине удивительна, и то же самое можно сказать о ее «технических» гранях, в частности, истории операционных систем Apple.
В данном материале рассматриваются операционные системы, которые Apple создавала в прошлом и которые пыталась создавать. В своем рассказе мы коснемся нескольких технологий, в результате влияния которых была создана Mac OS X. Наша цель будет состоять в том, чтобы лучше понять причины и рациональный смысл возникновения Mac OS X, а также ее важных компонентов. Это в свою очередь поможет нам еще лучше понять и оценить систему в том виде, в котором мы знаем ее сегодня.
Мой подход будет главным образом сосредоточен на обеспечении достаточной глубины и ширины освещения исторического развития, поскольку я считаю, что рассказ будет интересен исключительно в контексте структуры операционной системы, но в разумных пределах. Например, кратко описывая «влияние, оказанное Xerox PARC», или историю возникновения Mac, я не буду далеко выходить за рамки контекста и рассказывать об изобретении транзистора или об открытии кремния.
Первые шаги
Когда 1975 год подошел к концу, Стив Возняк закончил разработку прототипа того, что впоследствии стало первым компьютером Apple. Тогдашний работодатель Возняка Hewlett-Packard не был заинтересован в его изобретении, что дало Стиву возможность потребовать выдачи ему прав на технологию, которые он в конце концов получил. Компания Apple была основана 1 апреля 1976 года Стивом Джобсом, Стивом Возняком и инженером компании Atari по имени Рональд Уэйн (Ronald Wayne). Первым продуктом компании было детище Возняка – компьютер Apple I.
Apple I
Apple I был основан на восьмибитном процессоре 6502 от компании MOS Technology, который мог эффективно работать только на частоте менее 1 МГц. Процессор 5602 был похож на более дорогой аналог 6800 от компании Motorola. Еще на рынке присутствовал Intel 8080, однако 6502 был выбран в первую очередь из-за своей дешевизны. Компьютер обладал встроенным видеотерминалом, сокетами на 8 КБ памяти RAM, интерфейсом клавиатуры, а также кассетной платой, поддерживавшей работу с обычными магнитофонами. Этот «компьютер» на самом деле представлял собой только материнскую плату: пользователю было необходимо позаботиться о приобретении корпуса, источника питания переменного тока, клавиатуры ASCII и устройства визуализации.
Apple I можно было напрямую подключать к телевизору при помощи радиочастотного модулятора, что позволяло отображать на экране 24 строки по 40 символов в каждой. Компьютер был запущен в продажу по цене 666,66 доллара, и в комплект входил модуль RAM на 4 КБ и магнитофонная кассета с Apple BASIC.
Прошивка Apple I включала в себя System Monitor – программу, которую в принципе можно было считать операционной системой. Размер программы составлял 256 байт, и она использовала клавиатуру и экран, чтобы демонстрировать пользователю командную строку для просмотра содержимого памяти, впечатывания и запуска программ и т.д.
Вряд ли «операционную систему» Apple I можно было сравнить с доступной в то время универсальной системой UNIX с разделением времени, которая тогда уже предлагалась в шестой версии. Тем не менее, компьютеры на базе UNIX имели один очевидный минус: их цена могла составлять от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч долларов. Предназначение Apple I состояло в том, чтобы сделать компьютеры доступными для энтузиастов и, возможно, простых пользователей.
Apple II
В то время как Apple I протянул менее года, его предшественник задержался на рынке куда больше и стал одной из самых культовых машин Apple. Возняк начал работать над компьютером Apple II, который, хотя и был основан на том же самом микропроцессоре 6502, был предложен в виде единого компьютера: в бежевом пластиковом корпусе и со встроенной клавиатурой. На момент своего выпуска Apple II стал первым персональным компьютером, поддерживавшим цветную графику.
В результате компьютер Apple II оказался таким популярным, что впоследствии вышло еще несколько его инкарнаций: Apple II+, IIe, IIc, IIc+, IIe Enhanced, IIe Platinum и, наконец, 16-битный IIgs, появившийся в продаже в 1986 году. При этом многие из данных моделей выходили в нескольких версиях. Для семейства компьютеров Apple II было доступно несколько операционных систем.
Apple DOS
После выпуска в 1977 году Apple II все поняли, что переход на дисководы был для компьютеров жизненно важной задачей. Возняк разработал прекрасную конструкцию дисковода под названием Disk II, и вместе с этим возникла потребность в дисковой операционной системе (DOS). Первая версия DOS от Apple была выпущена в июле 1978 года под названием Apple DOS 3.1.
При этом на всякий случай отметим, что эта операционная система не имела никакого отношения к популярной MS-DOS от Microsoft. В период, когда дисковод был предметом роскоши, как и операционные системы, поддерживающие такой тип ввода-вывода, многие такие ОС содержали в своих названиях аббревиатуру DOS.
Первый релиз был назван 3.1 и не имел ничего общего с 1.0, поскольку его создатель Пол Лафтон (Paul Laughton) увеличивал счетчик изменений x.y каждый раз, когда он компилировал исходный код: он начинался с x = 0, y = 1, и каждый раз, когда y достигал 9, x прирастал на 1. Apple DOS проходила бета-тестирование как версия 3.0.
Apple Pascal
В семидесятых и начале восьмидесятых пользовалась большой популярностью операционная система p-System из Калифорнийского университета Сан-Диего. Эта система являлась портативной и предназначалась в основном для запуска на виртуальной машине, где был запущен p-code (код, аналогичный bytecode). Самым популярным языком программирования для этой системы являлся UCSD Pascal. Систему на базе Pascal для Apple II компания Apple получила из UCSD Pascal II.1, где была реализована архитектура p-code. Два студента UCSD Марк Аллен (Mark Allen) и Ричард Гливз (Richard Gleaves) разработали интерпретатор 6502 летом 1978 года, который послужил основой для Apple II Pascal, выпущенного в 1979 году. Продолжительность жизни продукта Apple Pascal составила пять лет.
Apple CP/M
В 1980 году компания Microsoft выпустила сопроцессорную схемную плату под названием Softcard. Первоначально она называлась Microsoft Z-80 SoftCard, однако впоследствии Microsoft пришлось изменить название, чтобы избежать судебных разбирательств с Zilog – производителем Z-80. Наличие Softcard позволило Apple II запускать программы Z-80, основанные на популярной операционной системе CP/M, которая обладала богатой библиотекой программ, таких как dBase и WordStar.
Для таких процессоров как Motorola 6809 существовали и другие сопроцессорные платы помимо продукта от Microsoft. Плата для 6809 под названием Stellation Mill позволяла запускать на совместимых машинах Apple 6809 операционную систему реального времени OS-9.
Apple SOS
В 1980 году был выпущен компьютер Apple III, позиционировавшийся как машина для бизнеса. Он получил новую операционную систему под названием SOS. Буква S обозначала «sophisticated» (утонченный), хотя сначала аббревиатура расшифровывалась как «Sara’s Operating System» (операционная система Сары), в честь дочери инженера-программиста. Диск SOS состоял из ядра (SOS.kernel), интерпретатора (SOS.Interp), который сам по себе мог быть как приложением, так и чем-то, что это приложение использовало, а также комплекта драйверов (SOS.Driver). Впоследствии SOS эволюционировала в Apple ProDOS.
Apple ProDOS
ProDOS, впервые выпущенная в виде версии 1.0 в октябре 1983 года, пришла на смену Apple DOS 3.3 и была основана на SOS. ProDOS предлагала усовершенствованные возможности программирования на BASIC, сборочный язык, машинный язык, улучшенную работу с прерываниями, более быстрый ввод-вывод информации с диска с прямым доступом к блокам и т.д. Система также имела относительно сложную иерархическую систему файлов и следующие функции:
- Несколько логических разделов на одном физическом разделе
- Поддержка до 20 разных типов файлов (10 из них может задать пользователь)
- До 8 файлов под определенным названием
- Произвольное число файлов в подкаталоге (в то же время корневая директория была ограничена максимальным количеством файлов в размере)
Когда вышла 16-битная версия Apple II, операционная система ProDOS (тогда это была версия 1.1.1) была разделена на два подвида: ProDOS 8 и ProDOS 16 (для 8- и 16-битных процессоров, соответственно).
Источник
История операционных систем Apple. Часть 1. Дографическая эпоха
Начинаю перевод весьма основательного труда Амита Сингха по истории операционных систем Apple. Часть картинок добавлена при переводе для наглядности. Планирую 3 или 4 части, смотря как будет получаться по объему. В этой части посмотрим, что было до Macintosh и Apple Lisa.
Первые байты кода
В конце 1975 года Стив Возняк завершил прототип компьютера, который вскоре станет известен как Apple I. Возняк в то время работал в НР. Но этот проект был им неинтересен, так что он попросил дать им вольную. 1 апреля 1976 года Стив Джобс, Стив Возняк и инженер из Atari Рональд Уэйн основали Apple. Первым продуктом под этим именем был компьютер Возняка.
Apple I
Apple I был основан на 8-битном процессоре MOS Technology 6502, с частотой меньше 1 МГц. Это был упрощенный вариант более дорогого чипа Motorola 6800. Примерно аналогичным по параметрам был и Intel 8080, но он при этом был дороже. У компьютера был встроенный выход на телевизор, разъемы для 8 Кб памяти, интерфейсы клавиатуры и кассетного магнитофона. Корпус, БП, клавиатура и телевизор в комплект не входили, покупатель должен был раздобыть их самостоятельно.
Apple I подключался к телевизору через антенный вход и мог отображать 24 строки по 40 символов. Стартовая цена была 666 долларов 66 центов, в комплект, кроме материнской платы, входили 4 Кб памяти и кассета с Apple BASIC.
Операционной системы как таковой у Apple I не было, зато была прошивка под названием System Monitor. Размер ее был всего 256 байт, не Кб. Она позволяла работать с командной строкой с помощью клавиатуры и экрана, смотреть содержимое памяти, набирать и запускать программы, и так далее.
По сравнению с UNIX (шестое издание на то время, см. habrahabr.ru/post/194160), назвать прошивку Apple I операционной системой не поворачивается язык. С другой стороны, UNIX-совместимый компьютер стоил тогда десятки тысяч долларов. Намного более дешевый Apple I был предназначен для широких масс гиков любителей.
Apple II
Apple I был на конвеере меньше года, зато следующая модель, Apple II, прожила намного дольше. Apple II основан на том же процессоре 6502, но проектировался Возняком как интегрированный компьютер. Клавиатура была встроена прямо в корпус. Это был первый ПК, способный работать с цветной графикой.
Линейка Apple II была довольно разнообразной: Apple II+, IIe, IIc, IIc+, IIe Enhanced, IIe Platinum, и наконец 16-битный IIgs в 1986 году. (IIgs тут не вполне уместен, потому что был сделан на новой платформе и новом процессоре, но умел работать в режиме совместимости с старыми Apple II — прим. перев.) Некоторые из этих моделей также были проапгрейжены в ходе выпуска.
Для Apple II было создано несколько операционных систем.
Apple DOS
Вскоре после релиза Apple II в 1977 году стало очевидно, что без дисковода компьютер жить не будет. Возняк разработал прекрасный флоппи-дисковод Disk II. (этот эпизод хорошо описан в мемуарах Возняка. Очень рекомендую — прим. перев.) К дисководу понадобилась и дисковая операционная система. Первая версия Apple DOS 3.1 (не только Windows NT начала нумерацию с тройки — прим. перев.) вышла в июле 1978 года.
Никакого отношения к еще не вышедшей MS-DOS система не имела. В то время диски были роскошью, поэтому абрревиатура DOS активно использовалась для пиара, примерно как сегодня приставка i.
Такая странная нумерация получилась из-за того, что один из программистов, Пол Лафтон, фактически заменил номер версии номером билда. Все началось с 0.1, а бета-версия была под номером 3.0.
Apple Pascal
p-System была разработана в Университете Калифорнии и Сан-Диего (UCSD) и пользовалась большой популярностью в 70-х и начале 80-х годов. Это была портируемая операционная система, де-факто — виртуальная машина, выполняющая байткод p-code. Самый популярный язык разработки — UCSD Pascal. В Apple его модифицировали для Apple II. Марк Аллен и Ричард Гливс, студенты UCSD, разработали интерпретатор для 6502 летом 1978 года. В 1979 году на базе этой разработки вышел Apple II Pascal. Apple Pascal выпускался пять лет.
Apple CP/M
Microsoft разработал сопроцессорную плату Softcard в 1980 году. Изначально она называлась Microsoft Z-80 SoftCard, но потом ее переименовали во избежание судебной тяжбы с Zilog. Карта позволяла запускать на Apple II программы для процессора Z-80 и ОС CP/M. В те годы под нее было много софта. Из полезного и популярного можно вспомнить dBase и WordStar.
Были и другие сопроцессорные карты, с поддержкой различных процессоров. Карта Stellation Mill с процессором Motorola 6809 позволяла запускать на компьютерах Apple операционную систему реального времени OS-9.
Apple SOS
Apple III выпустили в 1980 году для бизнес-пользователей. Новая ОС, SOS, официально получила свое название из-за сложности и продвинутости (Sophisticated Operating System), но реально один из разработчиков увековечил имя своей дочери — Sara’s Operating System. Каждая программа загружала в память также и операционную систему. На диске было ядро SOS.kernel, интерпретатор SOS.Interp и набор драйверов SOS.Driver.
SOS эволюционировала в Apple ProDOS.
Apple ProDOS
На смену Apple DOS 3.3 в октябре 1983 года пришла ProDOS 1.0, основанная на SOS. В новой системе было удобней программировать на Бейсике, ассемблере и прямо в кодах. В SOS улучшили работу с прерываниями, ускорили и упростили доступ к диску, и внесли множество других улучшений. Также появилась иерархическая файловая система с такими возможностями:
- Поддержка нескольких логических томов на одном физическом носителе
- Поддержка до 20 разных типов файлов, 10 из них доступны для назначения пользователем
- До восьми открытых одновременно файлов
- Любое количество файлов в подкаталоге. Хотя в корневом каталоге могло быть не более 51
После выхода 16-битного Apple IIGS ProDOS версии 1.1.1 на тот момент разделили на 8-битную ветку ProDOS 8 и 16-битную ProDOS 16.
Поиск источников вдохновения
В 1984 году Apple выпускает Macintosh, а в 1983 — Apple Lisa. Здесь будет уместно вернуться в 1968 год. До появления UNIX, до основания Apple и Microsoft. За 17 лет до выхода Windows 1.0.
NLS: oNLine System
Дадим слово самому Энгельбарту.
Суть этого проекта вкратце такова: представь, что у тебя в офисе есть компьютер с экраном, который работает на тебя весь день и моментально откликается на твои действия. Сколько можно было бы дополнительно заработать с таким помощником? Мы стремились именно к такой картине.
Энгельбарт показал первую мышь. Указывающее устройство с тремя кнопками и пятном-”жучком” на экране. Снизу была два перпендикулярных колеса, на каждом по потенциометру. Если возить мышкой по поверхности, жучок на экране ползает соответственно перемещению. 
Аккордная клавиатура
Другая новинка на этой презентации — пятипальцевая аккордная клавиатура. Она позволяет вводить 2**5-1 = 31 символ. Минус единица сооветствует всем ненажатым клавишам. 
Работа с документами
Энгельбарт показал, что текст можно вводить, перетягивать, копипастить, форматировать, прокручивать, иерархически группировать, и так далее. Созданный текст можно сохранить в файле с метаданными типа имени автора и времени создания. Если использовать мышку, то все это несложно и быстро. Энгельбарт называл общий механизм всего этого view control.
Система была удобна для написания кода. Блоки кода можно было сворачивать, работало автодополнение. Также поддерживалась разметка, которая позволяла форматировать документ в соответствии с назначением, например для печати.
Гипертекст и карты изображений
С помощью гипертекста Энгельбарт реализовал переходы между фрагментами текста. Это может быть переход к результату поиска или просто переход по видимой или невидимой гиперссылке.
Система также поддерживала рисование. В картинки тоже можно было встраивать гиперссылки на манер современных карт изображений, image map.
Слово “гипертекст” придумал Тед Нельсон, а саму идею приписывают Ванневару Бушу. Он был советником по науке Франклина Рузвельта, и в 1945 году предложил ассоциацию вместо индексирования как способ связи фрагментов информации.
Поиск
Был реализован мощный инструментарий поиска с весами ключевых слов и выводом результата в виде гипертекста.
Экран можно было разделить на две части, одна из которых статичная, а вторая интерактивная. Например, при чтении мануала появилось непонятное слово. Можно было открыть во втором окне словарь и уточнить его значение. В целом, это было похоже на HTML-фреймы.
Совместная работа
Также можно было совместно работать над документами, править чужой текст, оставлять заметки соавторам — почти как Гитхаб.
Также можно было оставить сообщение конкретному человеку, а не пользователю вообще. Программируемый фильтр позволял показывать разное содержимое файла различным пользователям.
Интерактивная совместная работа
А еще показывали живую видеоконференцию. Можно было даже показывать удаленным пользователям одно и то же изображение на экране, но предоставить разные права доступа. Например, один редактирует, а второй наблюдает в рид-онли.
Результат
Энгельбарт утверждал, что такая система позволит пользователям эффективно справляться со сложной информацией, в которой контент представляет собой концепции. NLS должна была стать инструментом для навигации по структурам, которые не могут быть отображены простым текстом.
Энгельбарт также работал над созданием ARPANet. В планах был специальный сервис для работы с актуальной информации о сети и ответов на вопросы типа “Кто предоставляет этот сервис?”, “Какой протокол мне надо использовать?”, “Какие хосты онлайн, а какие отключены?”.
Активно использовалась концепция бутстрепинга. Краткий смысл: “Мы создаем этот инструмент, чтобы с его помощью создать еще лучшие инструменты”.
Даже такие инновации не спасли NLS. Институт прекратил финансирование. Многие разработчики перебрались в новый проект Xerox PARC, где они планировали создать распределенную сетевую версию NLS. Энгельбарт ушел в телефонную компанию Tymshare. По иронии судьбы, его офис был недалеко от Apple.
Smalltalk
Разработка Xerox PARC очень сильно изменила подход к компьютерным интерфейсам вообще. Первую версию Smalltalk выпустили на PARC в 1972 году. Это был первый полностью объектно-ориентированный язык. В основе лежал язык Simula. Была также среда разработки с оконным интерфейсом. На Smalltalk написали много чего интересного для той платформы: WYSIWYG редактор, софт для захвата и редактирования звука, анимации и так далее.
Позже, глядя на Smalltalk, разработали язык Objective-C. Главный разработчик Smalltalk Алан Кей был основателем проекта PARC. В конце 60-х он предложил идею чего-то в духе современного КПК под названием Dynabook. Позже он работал во многих крупных компьютерных компаниях, включая Apple, на должности главного по науке.
Xerox Alto
В Xerox не забывали и о персональных компьютерах в сегодняшнем смысле этого слова. В результате получился Xerox Alto. У него был 16-битный процессор, вертикальный экран с разрешением 606х808, клавиатура обычная и аккордная, трехкнопочная мышь с шаром и красивый корпус. Были в наличии интерфейсы для принтера, плоттера, Ethernet со скоростью 2.94 Mbps. Поддерживалась сеть и сетевая печать, но не было виртуальной памяти. В 1979 году в эксплуатации было около 1500 станций Alto. Они продавались и сторонним покупателям.
Источник
