In tegenstelling tot wat je meestal hoort als simpele omschrijving van een
besturingssyteem, is een besturingssysteem geen `programma waarmee je andere
programma's kunt draaien'. Het zou best mogelijk zijn bijvoorbeeld een tekstverwerker te
programmeren die zonder besturingssysteem zou kunnen werken. Een nadeel
hiervan zou zijn dat je de computer opnieuw zou moeten opstarten als je een
spreadsheet zou willen gebruiken, en dat multi-tasking onmogelijk zou zijn
(behalve dan als je twee computers hebt)
Ik zal de taken van een besturingssysteem eens op een rijtje zetten:
Zoals bekend zijn sommige besturingssystemen hier beter in dan andere ;-)
De Hardware Absraction Layer (voortaan HAL) is een gedeelte van het
besturingssysteem dat functies aan een programma aanbiedt die
hardware-onafhankelijk zijn. Laat ik dit uileggen aan de hand van een
voorbeeld.
Een programma wil weten of de gebruiker een toets heeft ingedrukt.
Om dit te doen zijn ongeveer 30 I/O-instructies nodig naar het keyboard.
Nu is toetsenbord-input iets wat door heel veel programma's wordt
gebruikt, en dus biedt het besturigssysteem daar een functie voor aan
die door alle programma's gebruikt kan worden.
Afhankelijk van het besturingssysteem en programeertaal typt de
programmeur gewoon getch() of >INT 16h.
Dit scheelt de programmeur in tijd en frustratie, het programma
wordt er kleiner door, en de kans op fouten vermindert; iedereen gebruikt
dezelfde functie, die als het goed is foutloos werkt. Het heeft nog een
voordeel: als ik een toetsenbord op een USB of PS/2 - poort zou hebben
aangesloten, zou de bovengenoemde tekstverwerker een probleem hebben als hij
niet weet hoe hij die dingen moet aansturen.
In Schema:
+---------+ +-----+ +--------+
+ + + + + + programma's
+---------+ +-----+ +--------+
| | |
+------------------------------+
+ + Besturingssysteem (HAL)
+------------------------------+
/ \
++++ \
++++ |||| Hardware.
++++ ||||
||||
Er is nog een voordeel: Programma's die directe toegang tot de hardware
gebruiken zijn in een ideale gelegenheid het besturingssysteem te laten
crachen.
Wat mij natuurljk brengt tot Windows '95. Win '95 is een populair OS voor
spellen. Om uit te leggen hoe het dit geworden is, moeten we terug in de tijd
naar de tijd van MS-DOS.
Vroeger, toen computers nog op steenkool draaiden, werd op IBM compatible
systemen het besturingssysteem MS-DOS gebruikt. Het had geen multitasking, of
behoorlijk geheugenbeheer, maar het had een redelijke HAL die het merendeel
van de PC-hardware ondersteunde. En als MS-DOS het niet ondersteunde, kon
je direct naar de hardware schrijven. Toen de eerste spellen voor MS-DOS
geschreven werden, bleek dat de enige `HAL-correcte' manier voor het zetten
van puntjes op het scherm, gruwelijk langzaam was. Zeker, het werkte op
alle hardware, maar deze methode was zo langzaam dat het niet snel
genoeg was om een taartpuntgrafiek binnen redelijke tijd op het scherm te
krijgen, laat staan pacman.
Dus werd er direct naar de Hardware geschreven, en veel.
In Schema:
+--------------------------------------+
+ Spel +
+--------------------------------------+
| | |
| | +--------+
| | |
| | |
+-----------------+ | |
| DOS | | |
+-----------------+ | |
| | | |
| +-----------------+----+ |
| | BIOS | |
| +----------------------+ |
| | | |
+-------------------------------------------+
| Hardware |
+-------------------------------------------+
Toen Windows populair werd (zo rond versie 3), werden het merendeel van de programma's ineens voor Windows geschreven, niet omdat het zo'n geweldig OS was, of omdat het grafisch was, maar omdat het de enige manier was om al het geheugen van de computer rechtstreeks te gebruiken. Onder MS-DOS was dit niet mogelijk. Spelletjes voor Windows kwamen er alleen niet veel. Windows stond er namelijk op dat programma's de Windows-HAL gebruikten voor grafische functies. Deze HAL was niet geschreven voor spelletjes, maar voor tekstverwerkers en spreadsheets; Het was makkelijk om er een knop, of titelbalk mee te tekenen, maar voor spelletjes was het té langzaam.
Microsoft wilde natuurlijk dat er ook spelletjes voor Windows geschreven zouden worden, Dus begon het met het ontwikkelen van verschillende spelletjes-HALs, zoals WinG, en uiteindelijk, DirectX.
De HAL onder Linux is een heel ander verhaal. Direct schrijven naar de Hardware is iets wat in Linux alleen bij wijze van uitzondering mag worden gedaan door programma's die het echt nodig hebben. de HAL in Linux ziet er dan ook zo uit.
+--------------------+ +------------+
+ Spelletje + + Programma +
+--------------------+ +------------+
| |
+-----------------------------------+
+ Kernel +
+-----------------------------------+
|
+-----------------------------------+
+ Hardware +
+-----------------------------------+
En je raadt het al: De Linux-kernel is óók niet ontworpen voor spelletjes. Er bestaan al andere spelletjes-HALs voor Linux, maar er is nog geen `standaard' voor Linux die alle gebieden dekt, dus niet alleen graphics, maar ook geluid, en 3d, zoals DirectX voor Win95 is.
Het zal inmiddels duidelijk zijn dat er geen echte reden is waarom
spelletjes onder Linux langzamer zouden moeten lopen.
Als er eenmaal een goede standaard-HAL beschikbaar komt (er zijn
nu verschillende troonpretendenten), zal Linux nét zo
goed spelletjes kunnen draaien als Windows `95.
Tot die tijd kan ik mensen die hun computer alléén voor
spelletjes gebruiken alleen maar aanraden om het bij Win95 of 98 te houden.
Deze mini-HOWTO werd oorspronkelijk geschreven als gewone html file door Michiel Buddingh (a.k.a. Ajuin). Later heeft Gerrit Holl het document vertaald naar sgml en een paar typefoutjes verbeterd.