К операционным системам можно отнести powerpoint google chrome unix oracle windows

Запрос «OS» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительного устройства и организации взаимодействия с пользователем.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами (драйверами) — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см.: интерфейс программирования приложений).

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows, UNIX и UNIX-подобные системы, в особенности Linux и Mac OS^{[уточнить]}.

Функции[править | править вики-текст]

Основные функции:

• Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
• Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
• Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
• Обеспечение пользовательского интерфейса.
• Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
• Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
• Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
• Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
• Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
• Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см.: аутентификация, авторизация).

Компоненты операционной системы^{[источник не указан 752 дня]}:

• Загрузчик
• Ядро
• Командный процессор
• Драйверы устройств
• Встроенное программное обеспечение

Понятие[править | править вики-текст]

Существуют две группы определений операционной системы: «набор программ, управляющих оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который связан с вопросом, в каких случаях требуется операционная система.

Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Операционные системы нужны:

• если нужен универсальный механизм сохранения данных
• для предоставления системным библиотекам часто используемых подпрограмм
• для распределения полномочий
• необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере
• для управления процессами выполнения отдельных программ

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как:

• использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
• многопользовательские (с разделением полномочий),
• многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов в самой операционной системе. В составе операционной системы различают три группы компонентов:

• ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;
• системные библиотеки;
• оболочка с утилитами.

Большинство программ, как системных (входящих в операционную систему), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что система (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

В определении состава операционной системы значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав операционной системы включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).

Ядро[править | править вики-текст]

Ядро — центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам. Основными ресурсами являются процессорное время, память и устройства ввода-вывода. Доступ к файловой системе и сетевое взаимодействие также могут быть реализованы на уровне ядра.

Как основополагающий элемент операционной системы, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам вычислительной системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

Описанная задача может различаться в зависимости от типа архитектуры ядра и способа её реализации.

Объекты ядра ОС:

• Процессы
• Файлы
• События
• Потоки
• Семафоры
• Мьютексы
• Каналы
• Файлы, проецируемые в память

Развитие и основные идеи[править | править вики-текст]

Предшественником операционных систем следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950—1960-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

Пакетный режим[править | править вики-текст]

Необходимость оптимального использования дорогостоящих вычислительных ресурсов привела к появлению концепции «пакетного режима» исполнения программ. Пакетный режим предполагает наличие очереди программ на исполнение, причём система может обеспечивать загрузку программы с внешних носителей данных в оперативную память, не дожидаясь завершения исполнения предыдущей программы, что позволяет избежать простоя процессора.

Разделение времени и многозадачность[править | править вики-текст]

Уже пакетный режим в своём развитом варианте требует разделения процессорного времени между выполнением нескольких программ.

Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Разделение времени позволило создать «многопользовательские» системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие как массивные вычисления) — в пакетном режиме.

Разделение полномочий[править | править вики-текст]

Распространение многопользовательских систем потребовало решения задачи разделения полномочий, позволяющей избежать возможности изменения исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой программой (намеренно или по ошибке), а также изменения самой системы прикладной программой.

Реализация разделения полномочий в операционных системах была поддержана разработчиками процессоров, предложивших архитектуры с двумя режимами работы процессора — «реальным» (в котором исполняемой программе доступно всё адресное пространство компьютера) и «защищённым» (в котором доступность адресного пространства ограничена диапазоном, выделенным при запуске программы на исполнение).

Масштаб реального времени[править | править вики-текст]

Применение универсальных компьютеров для управления производственными процессами потребовало реализации «масштаба реального времени» («реального времени») — синхронизации исполнения программ с внешними физическими процессами.

Включение функции масштаба реального времени позволило создавать решения, одновременно обслуживающие производственные процессы и решающие другие задачи (в пакетном режиме и/или в режиме разделения времени).

Файловые системы и структуры[править | править вики-текст]

Постепенная замена носителей с последовательным доступом (перфолент, перфокарт и магнитных лент) накопителями произвольного доступа (на магнитных дисках).

Файловая система — способ хранения данных на внешних запоминающих устройствах.

Существующие операционные системы[править | править вики-текст]

UNIX, стандартизация операционных систем и POSIX[править | править вики-текст]

К концу 1960-х годов отраслью и научно-образовательным сообществом был создан целый ряд операционных систем, реализующих все или часть очерченных выше функций. К ним относятся Atlas (Манчестерский университет), CTTS и ITSS (Массачусетский технологический институт, MIT), THE (Эйндховенский технологический университет), RS4000 (Университет Орхуса) и др. (всего эксплуатировалось более сотни различных ОС).

Наиболее развитые операционные системы, такие как OS/360 (IBM), SCOPE (CDC) и завершённый уже в 1970-х годах Multics (MIT и Bell Labs), предусматривали возможность исполнения на многопроцессорных компьютерах.

Эклектичный характер разработки операционных систем привёл к нарастанию кризисных явлений, прежде всего, связанных с чрезмерными сложностью и размерами создаваемых систем. Системы были плохо масштабируемыми (более простые не могли использовать все возможности крупных вычислительных систем; более развитые неоптимально исполнялись на малых или не могли исполняться на них вовсе) и полностью несовместимыми между собой, их разработка и совершенствование затягивались.

Задуманная и реализованная в 1969 году Кеном Томпсоном при участии нескольких коллег (включая Денниса Ритчи и Брайана Кернигана), операционная система UNIX (первоначально UNICS, что обыгрывало название Multics) вобрала в себя многие черты более ранних систем, но обладала целым рядом свойств, отличающих её от большинства предшественниц:

• простая метафорика (два ключевых понятия: вычислительный процесс и файл);
• компонентная архитектура: принцип «одна программа — одна функция» плюс мощные средства связывания различных программ для решения возникающих задач («оболочка»);
• минимизация ядра (кода, выполняющегося в «реальном» (привилегированном) режиме процессора) и количества системных вызовов;
• независимость от аппаратной архитектуры и реализация на машиннонезависимом языке программирования (язык программирования Си стал побочным продуктом разработки UNIX);
• унификация файлов.

UNIX, благодаря своему удобству прежде всего в качестве инструментальной среды (среды разработки), обрела популярность сначала в университетах, а затем и в отрасли, получившей прототип единой операционной системы, которая могла использоваться на самых разных вычислительных системах и, более того, могла быть быстро и с минимальными усилиями перенесена на любую вновь разработанную аппаратную архитектуру.

В конце 1970-х годов сотрудники Калифорнийского университета в Беркли внесли ряд усовершенствований в исходные коды UNIX, включая работу с протоколами TCP/IP. Их разработка стала известна под именем BSD (Berkeley Software Distribution).

Задачу разработать независимую (от авторских прав Bell Labs) реализацию той же архитектуры поставил и Ричард Столлман, основатель проекта GNU.

Благодаря конкурентности реализаций архитектура UNIX стала вначале фактическим отраслевым стандартом, а затем обрела статус и стандарта юридического — ISO/IEC 9945^[1] (POSIX).

Только системы, отвечающие спецификации Single UNIX Specification, имеют право носить имя UNIX. К таким системам относятся AIX, HP-UX, IRIX, Mac OS X, SCO OpenServer, Solaris, Tru64 и z/OS.

Операционные системы, следующие стандарту POSIX или опирающиеся на него, называют «POSIX-совместимыми» (чаще встречается словоупотребление «UNIX-подобные» или «семейство UNIX», но оно противоречит статусу торгового знака «UNIX», принадлежащего консорциуму The Open Group и зарезервированному для обозначения только операционных систем, строго следующих стандарту). Сертификация на совместимость со стандартом платная, из-за чего некоторые системы не проходили этот процесс, однако считаются POSIX-совместимыми по существу.

К UNIX-подобным относятся операционные системы, основанные на последней версии UNIX, выпущенной Bell Labs (System V), на разработках университета Беркли (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), на основе Solaris (OpenSolaris, BeleniX, Nexenta), а также Linux, разработанная в части утилит и библиотек проектом GNU и в части ядра — сообществом, возглавляемым Линусом Торвальдсом.

Стандартизация операционных систем преследует цель упрощения замены самой системы или оборудования при развитии вычислительной системы или сети и упрощении переноса прикладного программного обеспечения (строгое следование стандарту предполагает полную совместимость программ на уровне исходного текста; из-за профилирования стандарта и его развития некоторые изменения бывают всё же необходимы, но перенос программы между POSIX-совместимыми системами обходится на порядки дешевле, чем между альтернативными), а также преемственность опыта пользователей.

Самым заметным эффектом существования этого стандарта стало эффективное разворачивание Интернета в 1990-х годах.

Пост-UNIX-архитектуры[править | править вики-текст]

Коллектив, создавший UNIX, развил концепцию унификации объектов операционной системы, включив в исходную концепцию UNIX «устройство — это тоже файл» также и процессы, и любые другие системные, сетевые и прикладные сервисы, создав новую концепцию: «что угодно — это файл». Эта концепция стала одним из основных принципов системы Plan 9 (название было позаимствовано из фантастического триллера «План 9 из открытого космоса» Эдварда Вуда-младшего), призванной преодолеть принципиальные недостатки дизайна UNIX и сменившей «рабочую лошадку» UNIX System V на компьютерах сети Bell Labs в 1992 году.

Кроме реализации всех объектов системы в виде файлов и размещения их на едином и персональном для каждого терминала вычислительной сети пространстве (namespace), были пересмотрены другие архитектурные решения UNIX. Например, в Plan 9 отсутствует понятие «суперпользователь», и, соответственно, исключаются любые нарушения режима безопасности, связанные с нелегальным получением прав суперпользователя в системе. Для представления (хранения, обмена) информации Роб Пайк и Кен Томпсон разработали универсальную кодировку UTF-8, на сегодняшний день ставшую стандартом де-факто. Для доступа к файлам используется единый универсальный протокол 9P, по сети работающий поверх сетевого протокола (TCP или UDP). Таким образом, для прикладного ПО сети не существует — доступ к локальным и к удалённым файлам единообразен. 9P — байт-ориентированный протокол, в отличие от других подобных протоколов, являющихся блок-ориентированными. Это также результат работы концепции: доступ побайтно — к унифицированным файлам, а не поблочно — к разнообразным и сильно изменяющимися с развитием технологий устройствам. Для контроля доступа к объектам не требуется иных решений, кроме уже существующего в операционной системе контроля доступа к файлам. Новая концепция системы хранения избавила администратора системы от изнурительного труда по сопровождению архивов и предвосхитила современные системы управления версиями файлов.

Операционные системы, созданные на базе или идеях UNIX, такие как всё семейство BSD и системы Linux, постепенно перенимают новые идеи из Bell Labs. Возможно, эти новые идеи ждёт большое будущее и признание ИТ-разработчиков.

Новые концепции были использованы Робом Пайком в Inferno.

На основе Plan 9 в Испании разрабатываются системы Off++ и Plan B, носящие экспериментальный характер.

К попыткам создать пост-UNIX-архитектуру можно также отнести разработку языка программирования и операционной среды Оберон в Швейцарской высшей технической школе (ETH Zurich) под руководством профессора Никлауса Вирта.

См. также[править | править вики-текст]

• Хронология операционных систем
• Операционное окружение
• Аппаратная платформа компьютера
• Открытая операционная система
• Сетевая операционная система

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

• Гордеев А. В. Операционные системы: Учебник для вузов. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2007. — 416 с. — ISBN 978-5-94723-632-3.
• Деннинг П. Дж., Браун Р. Л. Операционные системы // Современный компьютер. — М., 1986.
• Иртегов Д. В. Введение в операционные системы. — 2-е изд. — СПб.: BHV-СПб, 2007. — ISBN 978-5-94157-695-1.
• Керниган Б. У., Пайк Р. У. UNIX — универсальная среда программирования = The UNIX Programming Environment. — М., 1992.
• Олифер В. Г., Олифер Н. А. Сетевые операционные системы. — СПб.: Питер, 2002. — 544 с. — ISBN 5-272-00120-6.
• Столлингс У. Операционные системы = Operating Systems: Internals and Design Principles. — М.: Вильямс, 2004. — 848 с. — ISBN 0-1303-1999-6.
• Таненбаум Э. С. Многоуровневая организация ЭВМ = Structured Computer Organization. — М.: Мир, 1979. — 547 с.
• Таненбаум Э. С. Современные операционные системы = Modern Operating Systems. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2005. — 1038 с. — ISBN 5-318-00299-4.
• Таненбаум Э. С., Вудхалл А. С. Операционные системы. Разработка и реализация = Operating Systems: Design and Implementation. — 3-е изд. — СПб.: Питер, 2007. — 704 с. — ISBN 978-5-469-01403-4.
• Шоу А. Логическое проектирование операционных систем = The Logical Design of Operating Systems. — М.: Мир, 1981. — 360 с.
• Рэймонд Э. С. Искусство программирования для UNIX = The Art of UNIX Programming. — М.: Вильямс, 2005. — 544 с. — ISBN 5-8459-0791-8.
• Mark G. Sobell. UNIX System V. A Practical Guide. — 3rd ed. — 1995.

Ссылки[править | править вики-текст]

• Выбор операционной системы для сервера
• Операционная система в каталоге ссылок Open Directory Project (dmoz).
• Обзор различных операционных систем.
• Отставнов М. Е. Свободное программное обеспечение в школе. Свободное ПО для школы(недоступная ссылка — история) (2003). Проверено 16 апреля 2010. Архивировано из первоисточника 6 июля 2008.
• Операционная система (Operating system) по ГОСТ 15971-90

Операционная система — это комплекс программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.

Типы операционных систем

Операционные системы можно разделить на несколько основных типов:

Десктопные операционные системы:

• Примеры: Microsoft Windows, macOS (ранее Mac OS X), Linux (различные дистрибутивы).
• Рассчитаны на персональные компьютеры и ноутбуки.
• Предназначены для использования конечными пользователями и обеспечивают интерфейс для запуска прикладных программ.

Мобильные операционные системы:

• Примеры: Android, iOS (Apple), HarmonyOS (Huawei), KaiOS и др.
• Разработаны специально для мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты.
• Обладают оптимизированным пользовательским интерфейсом и функциями, связанными с мобильными приложениями.

Серверные операционные системы:

• Примеры: Windows Server, Ubuntu Server, CentOS, Red Hat Enterprise Linux.
• Предназначены для установки на серверах и обеспечивают функциональность, необходимую для управления сетевыми ресурсами, хранения данных, обеспечения безопасности и управления сетевой инфраструктурой.

Функции операционной системы

Операционная система выполняет ключевые функции, обеспечивающие стабильную и эффективную работу компьютерной техники. Рассмотрим основные из них:

1. Руководство загрузкой процессора.
   ОС распределяет вычислительные задачи между ядрами процессора, гарантируя, что каждое из них загружается равномерно. Это позволяет системе избегать перегрузок и обеспечивает быструю обработку задач.
2. Управление свободными ресурсами памяти.
   Операционная система отвечает за контроль оперативной и постоянной памяти. Она выделяет необходимое количество памяти для запуска и работы программ, освобождает её после завершения задач, а также предотвращает конфликты при доступе нескольких процессов к одним и тем же областям памяти.
3. Установка и обновление приложений и программ.
   ОС предоставляет инструменты для безопасной и удобной установки программного обеспечения. Она также контролирует процесс обновления, обеспечивая совместимость новых версий приложений с системными компонентами.
4. Распределение потоков процессов и поддержка многозадачности.
   Система эффективно управляет потоками выполнения задач, что позволяет одновременно запускать несколько приложений или процессов. Например, пользователь может слушать музыку, работать с текстовым редактором и загружать файлы из интернета без снижения производительности.
5. Графический интерфейс и взаимодействие с пользователем.
   Каждая операционная система имеет уникальную графическую оболочку, которая служит для комфортного и интуитивного взаимодействия пользователя с компьютером. Элементы интерфейса, такие как окна, панели управления и кнопки, делают использование техники простым и понятным, даже для неопытных пользователей. Интерфейс также определяет визуальный стиль системы, что делает её узнаваемой среди других.

Популярные операционные системы для ПК

Windows

Первая популярная ОС была из семейства Windows. Вышедшая в 1995 году версия отличалась узнаваемым интерфейсом и облегчала работу пользователей. Раньше для работы с ПК им было нужно знать набор команд. Windows 95 предполагала работу с мышью, обеспечивала легкое взаимодействие с программами и сделала компьютеры доступными для большого количества новых пользователей. Сейчас Windows часто критикуют за активное расходование ресурсов компьютера или низкую стабильность работы, но при этом ОС считается наиболее популярной и установлена у более чем 75 млн человек.

Плюсы

• Стабильная поддержка «железа».
• Дружелюбный интерфейс.
• Легкость установки новых программ.
• Большой выбор программ.

Минусы

• Необходимость постоянной перезагрузки при установке обновлений.
• Возможные сбои в программах при попадании вируса.
• Относительно долгая загрузка ОС.

Linux

Эта ОС создавалась на базе Unix и имеет существенные отличия от Windows. Главное и ключевое — расположение системных файлов. В Windows каждая программа и приложение имеет свою папку, в которой находятся все файлы, отвечающие за их работу. Linux использует другую сортировку: файлы распределяются в зависимости от задачи, которую они выполняют.

Плюсы

• Система бесплатна: ее можно свободно скачать с сайта Linux. Бесплатно и все программное обеспечение.
• Программы можно модифицировать при наличии знаний в программировании.
• Безопасность с точки зрения проникновения в систему вирусов. Вирусы для Linux сложно написать.
• Возможность запуска приложений для Windows с помощью эмуляторов.

Минусы

• Есть проблемы с поддержкой аппаратного обеспечения и внешних устройств (например принтеров), но с каждым обновлением это улучшается.
• Программ и игр для Linux создается мало, поскольку разработчики не готовы вкладываться в бесплатное ПО.
• Чтобы работать с Linux, нужно постоянно самообучаться и совершенствовать знания.

Mac OS

Эта операционная система разработана Apple и предназначена для использования в ее экосистеме. История происхождения похожа на историю Linux с единственным отличием — Mac OS платная.

Плюсы

• Возможность создать архитектуру под определенную экосистему и дорабатывать ее до совершенства.
• Эффективность в расходовании оперативной памяти и взаимодействии с «железом».
• Стабильность работы системы.

Минусы

Для Mac OS создается минимум развлекательных программ, в частности игр. Высокая стоимость операционной системы не предполагает ее использование исключительно для развлечений. Это ОС для представителей профессий, которым требуется надежное и быстрое ПО, готовое к высоким и стабильным нагрузкам.

Популярные мобильные операционные системы

Android

Android – самая популярная мобильная операционная система в мире. Разработанная Google, она впервые появилась в 2008 году и за короткое время заняла лидирующую позицию благодаря своей открытости и широкой совместимости с устройствами разных производителей. Сегодня Android используется на миллиардах смартфонов, планшетов, умных часов и других устройств. ОС поддерживает Google Play Store, предоставляя доступ к миллионам приложений.

Плюсы

• Открытая система: возможность изменения и кастомизации интерфейса.
• Большой выбор устройств разного ценового сегмента.
• Широкий ассортимент приложений и игр в Google Play Store.
• Поддержка множества современных технологий, таких как NFC, 5G, и т.д.

Минусы

• Большое количество предустановленного ПО у некоторых производителей.
• Высокая вероятность попадания вирусов или вредоносного ПО из-за открытости системы.
• Зависимость от обновлений со стороны производителей устройств.

iOS

iOS – мобильная операционная система от Apple, впервые представленная в 2007 году вместе с оригинальным iPhone. Система известна своей стабильностью, безопасностью и тесной интеграцией с другими продуктами Apple. В отличие от Android, iOS является закрытой системой и поддерживается только на устройствах Apple.

Плюсы

• Высокий уровень безопасности и защита данных.
• Оптимизация работы: система идеально адаптирована под устройства Apple.
• Поддержка регулярных обновлений для всех актуальных моделей.
• Интуитивно понятный интерфейс и качественные приложения в App Store.

Минусы

• Высокая стоимость устройств Apple.
• Ограниченная кастомизация интерфейса.
• Меньший выбор бюджетных приложений и игр.

HarmonyOS

HarmonyOS – операционная система, разработанная Huawei. Она появилась в 2019 году как альтернатива Android, особенно для устройств Huawei, после санкций, ограничивших доступ компании к Google-сервисам. Эта ОС создавалась с упором на работу в экосистемах «умного дома».

Плюсы

• Оптимизация для работы с различными устройствами Huawei (смартфоны, планшеты, умные часы).
• Быстрая интеграция с экосистемой умных устройств.
• Хорошая производительность на устройствах Huawei.

Минусы

• Ограниченное количество приложений в AppGallery по сравнению с Google Play и App Store.
• Пока система поддерживается в основном только устройствами Huawei.
• Сложности с доступом к привычным сервисам Google на устройствах.

Как выбрать операционную систему

Windows. Подойдет, если вам нужна простая и надежная ОС для личного и профессионального использования.

Linux. Подойдет, если вы хотите регулярно обучаться чему-то новому, экспериментировать, буквально создавать операционную систему под себя. Это хороший тренажер для тех, кто хочет попробовать себя в программировании. К тому же ОС бесплатна. Очень часто пользователи устанавливают на разных жестких дисках Windows и Linux одновременно.

Mac OS. Подойдет, когда работа со сложными и энергозатратными программами — ваш основной источник дохода. Несмотря на то что эта операционная система создана Apple, она отличается от других продуктов компании, рассчитанных на массового потребителя. Mac OS — операционная система, созданная профессионалами для профессионалов.

Иллюстрация: Оля Ежак для Skillbox Media

Гуманитарий с техническим образованием и соответствующими скиллами. Любит ходить в горы и слушать рок-музыку. Пишет про IT и кайфует от этого.

Картинка с сайта: skillbox.ru

Эксперт

Ведущий системный инженер в «Ростелекоме». Эксперт Skillbox по администрированию Windows и работе с PowerShell.

Преподаёт в МАИ.

Компьютер, смартфон или планшет — это совокупность «железа», к которому относятся, например, процессор и видеокарта, и программного обеспечения. Они так бы и оставались всего лишь железом, если бы не операционная система, которая позволяет запускать на устройствах приложения, обеспечивает их совместную слаженную работу и взаимодействие с пользователем. С большинством ОС вы уже хорошо знакомы — это Windows, Linux, Android, iOS и другие.

В этой статье мы расскажем о том, как в общем устроена операционная система, какими были первые операционки и как они эволюционировали.

Содержание

• Что такое операционная система
• Из чего она состоит
• Виды операционных систем
• История их развития
• Какие операционные системы самые популярные

Операционная система (ОС, OS, operating system) — это набор программ, обеспечивающих работу компьютера или другого устройства и взаимодействие с ним пользователя.

Любые компьютеры, будь то ПК, ноутбуки, смартфоны или планшеты, состоят из двух групп компонентов:

• Аппаратной части — процессора, оперативной памяти, клавиатуры, компьютерной мыши и так далее.
• Программного обеспечения — системного и прикладного софта.

Чтобы они понимали друг друга, а пользователь мог взаимодействовать с устройством (запускать приложения), необходим посредник — операционная система.

Картинка с сайта: skillbox.ru

ОС выполняет много функций:

• создаёт удобный для пользователя интерфейс;
• стандартизирует доступ к устройствам ввода и вывода, например к клавиатуре и дисплею;
• координирует распределение ресурсов между запущенным программным обеспечением;
• выполняет запросы софта к аппаратной части;
• фиксирует ошибки и проводит их отладку;
• обеспечивает многозадачность программ;
• и так далее.

Операционная система представляет собой многослойную структуру, в центре которой находится ядро. Поверх него располагаются драйверы и службы, а оболочкой выступает пользовательский интерфейс.

Картинка с сайта: skillbox.ru

Это основа операционной системы. Ядро представляет собой часть программного обеспечения, работающую напрямую с компонентами компьютера. Также оно отвечает за управление процессами, памятью компьютера, файловой системой, обработку входных и выходных данных.

Ядра бывают монолитными и модульными. В первых все инструменты, необходимые для работы, находятся внутри одной программы. Например, такое ядро использовалось в DOS. Но сейчас монолитных ядер почти не осталось, так как все операционные системы перешли на модульную архитектуру.

В модульном ядре все компоненты разделены на небольшие блоки, которые работают независимо друг от друга. Такая структура более стабильна, так как ошибки в одном компоненте не приводят к остановке всей системы. ОС с модульными ядрами в свою очередь бывают двух видов: с микроядрами, как, например, QNX и Symbian, и монолитные с подгружаемыми модулями — Windows и Linux.

Это программное обеспечение, благодаря которому операционная система работает с подключённым в устройстве «железом». Без драйверов она не узнает, что могут делать видеокарта, клавиатура, принтер и другие комплектующие и как правильно отправлять к ним запросы.

Бывает графическим (GUI) и командным (CLI).

Графический интерфейс (GUI) представляет собой визуальную среду с кнопками, иконками, меню и диалоговыми окнами. Именно он используется по умолчанию в Windows, macOS, Android, iOS и средах рабочих столов Linux.

Командный интерфейс (CLI) использовался в DOS, а сейчас реализован в виде терминала в Linux и macOS и командной строки в Windows, в которых пользователь вводит команды с клавиатуры. CLI даёт возможность гибко управлять системой, используя функции и скрипты. Его чаще всего используют разработчики и системные администраторы.

Все существующие ОС можно классифицировать по нескольким признакам: разрядности, типу лицензии и области применения.

32-битные (x32). Адресуют до 4 ГБ оперативной памяти и могут запускать программы, написанные только под 32-битную систему.

64-битные (x64). Ограничение по оперативной памяти — до 16 ТБ. Такие ОС поддерживают 64-битные программы, а 32-битные запускают через эмулятор.

Почему так

Битность операционной системы характеризует длину двоичных чисел, с которыми она способна работать (помним, что в компьютере вся информация, в том числе текст и изображения, представляется в виде 1 и 0). Чтобы рассчитать максимальную длину числа в 32-битной системе, нужно возвести 2 в 32-ю степень:

2^32 = 4 294 967 296

Это также означает, что максимальное значение адреса ячейки ОЗУ, к которой может обратиться 32-битная система, не может превышать 4 294 967 296. Отсюда и ограничение на объём оперативной памяти в 4 ГБ.

Все современные версии операционных систем на компьютерах и смартфонах являются 64-битными. 32-битные версии иногда используют в устройствах со слабым «железом».

Коммерческие. Это платные ОС, которые лицензируются за деньги. Как правило, у них закрытый исходный код, который принадлежит конкретной компании. Например, Windows от Microsoft или macOS от Apple.

Свободно распространяемые. Бесплатные для пользователей, но могут включать платную поддержку. Например, как у продуктов Red Hat или Canonical.

Такие ОС можно свободно скачивать, распространять и даже модернизировать под себя. Главный пример — Linux, вариантов которого насчитывается уже более 500.

Серверные операционные системы используются на серверах. Они включают в себя инструменты для обмена данными между компьютерами через сетевые соединения. Такими ОС являются Windows Server и Unix-системы для серверов.

Клиентские — системы для использования на автономных компьютерах или устройствах, подключённых к серверам. К примеру, Windows 11, macOS 14.3 или Ubuntu Linux.

Мобильные операционные системы разработаны для смартфонов и планшетов. Они позволяют работать с мобильными приложениями, управлять настройками сотовой сети и энергопотреблением. К ним относят Android и iOS.

История развития операционных систем насчитывает около 70 лет. За это время простейший набор заданий для мейнфреймов, написанный на перфоленте, эволюционировал в то, что сейчас мы видим на экране компьютера или смартфона.

Всю историю можно разделить на три этапа.

История операционных систем начинается в 1955 году, когда инженер General Motors Роберт Л. Патрик и программист North American Airlines Оуэн Мок разработали для IBM 704 GM-NAA I/O. Её иногда называли системой ввода — вывода.

GM-NAA I/O позволяла мейнфрейму автоматически выполнять задания по проведению сложных математических вычислений. Их результаты выводились на подключённый принтер. Благодаря этому операторы мейнфрейма могли проводить вычисления без постоянной смены специальных плат.

Картинка с сайта: skillbox.ru

В 1964 году появилась ОС Multics, созданная совместными усилиями Мичиганского университета, General Electric и Bell Labs. В ней была реализована возможность параллельной работы нескольких программ, концепция виртуальной памяти и файловая система на основе дерева каталогов, используемые и сегодня.

В 1969 году в исследовательской лаборатории Bell Labs разработали ОС Unix. Она — основа современных операционных систем.

Unix поддерживала язык C и протокол TCP/IP. Это первая ОС, которую можно было установить на сервер. К ней могли подключиться компьютеры-клиенты, позволяя одновременно работать нескольким пользователям.

Картинка с сайта: skillbox.ru

В 1973 году компания Xerox разработала первую операционную систему с графическим интерфейсом — Alto OS. В ней была реализована оконная система с различными типами элементов управления, такими как кнопки, поля ввода и списки.

Так как Alto OS работала только на компьютерах Xerox Alto, которые были дорогими, она использовалась только внутри самой компании Xerox и в некоторых университетах.

Картинка с сайта: skillbox.ru

В это время появляются персональные компьютеры, доступные не только корпорациям и университетам, но и обычным пользователям.

В 1984 году компания Apple выпускает первую систему для своих Macintosh под названием System 1, созданную на основе Alto OS. С её помощью Стив Возняк планировал избавить пользователей от сложности существующих ОС и вывести компьютеры компании на массовый рынок.

Картинка с сайта: skillbox.ru

Microsoft старалась не отставать и в 1985 году выпустила Windows 1.0. Операционная система не была инновационной, а представляла собой графическую оболочку для MS-DOS, предыдущего продукта, созданного для компании IBM.

Картинка с сайта: skillbox.ru

В 1991 году в игру включается независимый разработчик Линус Торвальдс. На основе Unix он создаёт собственную операционную систему Linux и выкладывает её в открытый доступ.

Так как исходный код Linux распространяется свободно, к развитию системы с самого начала подключается большое число независимых разработчиков. Но первая графическая оболочка для ОС GNOME появилась лишь в 1999 году.

Картинка с сайта: skillbox.ru

Операционные системы для смартфонов развивались параллельно. С 1998 года разрабатывалась Symbian — ОС для Nokia, а с 1999 года — BlackBerry OS для BlackBerry от компании RIM.

Из современных мобильных операционных систем первой в 2007 году появилась iOS, созданная на ядре Linux компанией Apple.

Инноваций было немного: первый мультитач в мобильном устройстве, виртуальная клавиатура, синхронизация с iTunes и браузер Safari. Главное преимущество той iOS — стабильная работа благодаря разработке под один конкретный девайс.

Картинка с сайта: skillbox.ru

Главным конкурентом iOS стала разработанная в 2008 году Android OS. Её выпустила компания Android Inc., которую позже приобрёл Google. Эта система также создана на ядре Linux, но распространяется с открытым исходным кодом.

Основное отличие Android от конкурентов — возможность кастомизации дизайна и настроек на любом устройстве. Первая версия ОС вышла на смартфоне HTC Dream.

Картинка с сайта: skillbox.ru

С момента разработки первой операционной системы прошло больше 60 лет. Было выпущено огромное количество разных ОС, но к сегодняшнему дню популярность обрели продукты компаний-гигантов и модификации операционных систем с открытым исходным кодом.

Картинка с сайта: skillbox.ru

Windows. Знакомая большинству операционная система с многолетней историей. Её главные преимущества — это дружелюбный интерфейс, обширная совместимость с программами, играми и периферией. Это сделало её самой популярной системой среди пользователей ПК и ноутбуков. Но она является платной, закрытой и требовательной к «железу».

macOS — ОС для Macbook и iMac. Компания Apple постаралась над архитектурой своей «оси» и максимально оптимизировала её под используемые комплектующие. В первые годы macOS преимущественно выбирали специалисты творческих профессий — видеомонтажёры, журналисты и другие, — но сейчас многие покупают устройства компании из-за их стабильной работы и личных предпочтений к дизайну.

Любителям тонкой настройки операционной системы и инструментов с открытым исходным кодом подойдут бесплатные Linux-подобные ОС. В них удобно администрировать серверы, работать с базами данных и вообще делать всё то же самое, что и в Windows и macOS.

Android распространяется с открытым исходным кодом. Большое количество компаний разрабатывают на его основе собственные интерфейсные оболочки для своих Android-смартфонов.

Такие преимущества ОС, как понятное управление, возможности широкой настройки интерфейса, большой магазин приложений, завоевали «Андроиду» популярность у производителей мобильных устройств и других портативных гаджетов.

iOS устанавливается только на мобильные устройства от Apple. Вместе они образуют единую экосистему, что является одновременно и плюсом, и минусом. Сами по себе они работают быстро и стабильно, отлично синхронизируясь с другими гаджетами компании. Но при взаимодействии со сторонними ОС могут возникать ошибки. Система является закрытой, поэтому кастомизировать её не получится, а приложения можно установить только из официального магазина — App Store.

Что мы сегодня узнали:

• Операционная система — это набор программ, обеспечивающих работу компьютера или другого устройства и взаимодействие с ним пользователя.
• Структурно ОС состоит из ядра, драйверов и пользовательского интерфейса.
• Сегодня преимущественно используются 64-битные операционные системы с модульной архитектурой.
• Самые популярные ОС для ПК — Windows и macOS, а для мобильных устройств — Android и iOS.

Картинка с сайта: skillbox.ru

С чего начать путь в IT?

Получите подробный гайд в нашем телеграм-канале бесплатно! Кликайте по баннеру и заходите в канал — вы найдёте путеводитель в закрепе.
Забрать гайд>

Что такое операционная система

• Для чего нужна операционная система
• Виды операционных систем
• Самые известные ОС для ПК и серверов
• На что обратить внимание при выборе ОС

Операционная система — это основа любого компьютера, которая соединяет между собой программы, приложения и устройства, чтобы они слаженно функционировали. Также, именно благодаря ОС происходит взаимодействие пользователя с компьютером. В этой статье мы рассказали простыми словами, для чего нужны операционные системы, какие их виды существуют, а также как правильно подобрать ОС. Помимо этого вы узнаете о самых известных разработчиках ОС.

Картинка с сайта: 2domains.ru

Для чего нужна операционная система

Операционная система — это набор программ, который позволяет выполнять следующие функции:

• связывает между собой устройства и программы;
• распределяет системные ресурсы и обеспечивает многозадачность;
• контролирует все рабочие процессы с помощью драйверов;
• проверяет файлы, к которым обращаются программы.

Ядро является центром операционной системы и представляет собой базовую программу, которая лежит в основе ОС. Эта программа начинает работать самой первой при запуске ОС и, как правило, находится в изолированной области, недоступной для другого программного обеспечения компьютера. 

Операционные системы необходимы для запуска любых компьютерных девайсов, к которым относятся не только ПК или ноутбуки, но и смартфоны, смартчасы, игровые консоли, навигаторы и другие устройства.

Картинка с сайта: 2domains.ru

Виды операционных систем

Операционные системы различаются между собой по многим критериям, но в первую очередь: по тому, как они управляют компонентами и программами компьютера, по количеству входящих программ и по предназначению. Рассмотрим, в чём различия между ОС для ПК и ОС для сервера.

Если ОС для ПК обеспечивает взаимодействие всех систем и программ компьютерного девайса с одним пользователем, то серверные операционные системы предназначены для полноценной работы целой сети пользователей, а также выполнения глобальных задач и централизованного администрирования сети.

Чем отличается серверная операционная система от обычной? Обычная ОС нацелена на обеспечение корректной и слаженной работы приложений, устройств и систем одного ПК. Она отвечает за рабочие приложения, подключение пользователя к интернету и другим устройствам. Что такое серверная операционная система? Она может обеспечивать полноценную работу ИТ-системы всего офиса или компании, поскольку поддерживает значительно больше оперативной памяти. Именно поэтому стоимость серверных ОС в разы выше простых.

Стоит отметить, что некоторые обычные ОС также имеют часть функций серверных ОС: один компьютер может обслуживать небольшую сеть из нескольких пользователей и служить сервером в небольшом офисе.

Самые известные ОС для ПК и серверов

Потребуется много времени, чтобы перечислить, сколько операционных систем в мире всего существует. Часть из них уже устарела и утратила свое значение, а остальные процветают — разработчики регулярно выпускают современные версии. 

Мы сделали обзор самых популярных и востребованных ОС для ПК и других девайсов. Также мы рассмотрим, какие операционные системы используются на серверах.
Сегодня самыми популярными операционными системами для ПК являются Windows, Linux и macOS от компании Apple.

Windows 

Этой ОС оснащены больше 60% всех персональных компьютеров. Такую статистику можно объяснить следующими особенностями:

• универсальность: функционал подходит для большинства пользователей;
• полная техническая поддержка актуальных версий: вы всегда найдете в сети все необходимый драйвера;
• интуитивно понятный интерфейс;
• гибкая настройка;
• совместимость ПО.

К минусам ОС стоит отнести большое количество вирусов и требовательность к системным ресурсам.

Картинка с сайта: 2domains.ru

Также очень востребованы и серверные ОС от Microsoft под названием “Windows Server”: в них усилена защита от несанкционированного проникновения и атак вирусов.

MacOS

Вторая по популярности ОС, которая отличается высоким уровнем оптимизации, безопасностью, качественной поддержкой и удобным интерфейсом. К минусам относится высокая стоимость продукта и возможность устанавливать только на компьютеры, произведенные компанией Apple.

Linux 

Из преимуществ: надежна в работе, включает много программ и приложений, бесплатна, имеет низкие системные требования. К недостаткам стоит отнести сложность в освоении из-за отличий от привычной большинству пользователей Windows. 

На базе Linux разработаны следующие серверные дистрибутивы:

1. Debian. Надежная, долговечная, универсальная ОС. Часто используется на терминалах, веб-серверах, на файловых серверах.
2. Red hat Enterprise Linux. Преимущественно используется в крупных корпорациях для развертывания глобальных проектов. Например, на фондовых биржах, в крупных финансовых и телекоммуникационных учреждениях. Эта ОС – платная.
3. CentOS. Очень похожа на предыдущую версию, но бесплатна. Подходит для частного использования, но отличается слабой технической поддержкой.
4. Ubuntu. ОС для серверов с небольшой нагрузкой, проста в применении, подойдет для обычного пользователя.

UNIX

Многопользовательская ОС для различных аппаратных платформ. К этим системам относится старейшая из серверных операционных систем — FreeBSD. На сегодня существует около 10 версий продукта. Пользователей привлекает ее надежность, но по другим критериям она постепенно теряет актуальность.
Среди наиболее известных серверных ОС также стоит упомянуть ОС Solaris, которая сейчас принадлежит компании Oracle. Она отличается высокой производительностью и невысокой платой за использование.

На что обратить внимание при выборе ОС

Большинство ПК продается уже со встроенными ОС, но это не значит, что вы не сможете переустановить систему в зависимости от своих целей и нужд. 

При выборе учитывайте следующие моменты:

• всегда выбирайте последнюю версию Windows: так у вас будет надежная техническая поддержка и совместимость софта. При этом учитывайте, чтобы ваше «железо» должно соответствовать по мощности;
• если вы работаете на технически устаревшей версии компьютера, вы можете перейти на Linux — у этой ОС низкие системные требования. Для геймеров и потребителей узкоспециализированного профессионального софта этот вариант не подойдет;
• MacOS идеально подходит для творческих профессий, но для геймеров это также не лучший вариант. Кроме того, она не является бюджетной (как и большинство девайсов «яблока»).

Теперь вы ориентируетесь в операционных системах и сможете выбрать оптимальную ОС под свои задачи.