Системное программное обеспечение операционные системы windows linux macos

К таким программам относятся: операционные системы, драйверы различных устройств, утилиты.

Основными функциями операционной системы являются:

• организация взаимодействия между аппаратными устройствами компьютера и пользователем;
• запуск и выполнение прикладных программ;
• обмен данными между периферийными устройствами и прикладными программами;
• организация работы файловой системы;
• распределение ресурсов и др.

Сегодня нам привычно видеть на мониторе окна графического интерфейса, но так было не всегда. Первая операционная система персонального компьютера была очень похожа на окно командной строки Windows и выглядела так:

Картинка с сайта: www.yaklass.ru

Рис. \(1\). Окно первой операционной системы

Такая система могла выполнять только одну задачу (однозадачная). Чтобы в ней работать, пользователю было необходимо знать много команд для работы, поэтому часто возле компьютера лежала книга с перечнем команд. Название операционной системы — MS DOS (Microsoft Disk Operating System).

Все современные операционные системы имеют графический интерфейс и являются многозадачными (пользователь может одновременно работать в нескольких программах).

Самыми распространёнными операционными системами являются Windows, MacOS, Linux.

В состав операционной системы входят:

• начальный загрузчик — программа, которая начинает процесс загрузки операционной системы;
• система управления памятью;
• система ввода/вывода — организует обмен данными между устройствами;
• командный процессор — программа, которая выполняет команды, введённые пользователем, а также команды, записанные на специальном языке программирования;
• утилиты — программы для проверки и настройки компьютера.

Все эти системы имеют графический интерфейс, являются многозадачными, но разработаны различными компаниями. Самой распространённой является Windows.

С появлением смартфонов и планшетов появились новые операционные системы: Android, iOS.

В отличие от операционных систем для ПК эти операционные системы обеспечивают работу с сенсорными экранами, сотовой связью, средствами GPS-навигации и другими средствами.

Для быстрого решения задач, от задержки которых, например, зависит жизнь или может произойти авария, используют операционные системы реального времени. Самыми распространёнными являются QNX, Windows CE, VxWorks и LynxOS.

К утилитам относятся следующие программы:

• разбивки жёсткого диска на разделы;
• файловые менеджеры: Total Commander, Free Commander, Finder (macOS), Krusader (Linux);
• проверки диска;
• антивирусные программы;
• программы-архиваторы;
• для проверки устройств: AIDA, HDDScan и другие;
• сетевые утилиты для проверки связи, например ping (Windows);
• программы для сканирования и распознавания текста, например Foxit Reader.

В Windows \(10\), например, уже не возникает необходимости скачивать дополнительно драйверы для установленной операционной системы, но Windows \(7\) требует дополнительных драйверов.

Вновь подключённые периферийные устройства (принтеры, МФУ и др.) требуют подкачки драйверов.

В любой операционной системе хранение каталогов и файлов организуется в виде определённой файловой системы.

Различают файловые системы: одноуровневые (все файлы хранятся на носителе), многоуровневые (хранение файлов организовано в каталогах и подкаталогах).

В операционной системе существует такая возможность, как поиск нужных файлов и папок.

Существует два вида поиска:

1) через поисковую строку на панели задач;

Картинка с сайта: www.yaklass.ru

Рис. \(2\). Поисковая строка Windows

2) через программу «Проводник».

Рис. \(3\). Поиск с помощью программы «Проводник»

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.

Базовое системное программное обеспечение помогает поддерживать ОС в работоспособном состоянии. С ним должен быть знаком каждый системный администратор. Грамотная работа с соответствующими программами позволяет избежать выхода устройств из строя, а также обеспечивает стабильное функционирование операционной системы.

В данной статье будет рассказано о том, что собой представляет базовое ПО. Предстоит разобраться с классификацией программ, а также специальными утилитами. Предложенная вниманию информация пригодится не только специалистам, но и обычным пользователям.

Терминология

Программное обеспечение – совокупность программ, предназначенных для решения тех или иных задач на компьютере или ноутбуке. Оно может быть:

• системным;
• прикладным;
• инструментальным.

Прикладное ПО пригодится для того, чтобы выполнять конкретные задачи, а инструментальное – для создания новых приложений. Особое внимание рекомендуется уделить первому типу программного обеспечения. Оно разделяется на базовое и сервисное.

Системное ПО – это совокупность программ, необходимых для обеспечения работы компьютера. Без него не обходится ни одно устройство.

Операционная система – это комплекс управляющих и обрабатывающих программ. Они выступают с одной стороны в качестве интерфейса между устройствами вычислительных систем и прикладными приложениями. С другой – используются для управления оборудованием, вычислительными процессами. Помогает распределять ресурсы устройства максимально эффективно.

Основные функции

Системные программы (СПО) имеют несколько ключевых функций:

1. Поддержка эффективной работы имеющейся вычислительной системы.
2. Предоставление компьютеру или сетевому окружению среды для функционирования прикладных программ в системе.
3. Выполнение фоновых процессов с файловой системой, защиты данных от утраты/кражи, проверка на вирусы и вредоносные скрипты.
4. Диагностика и предотвращение выхода из строя аппаратной части компьютерах, ноутбука или любого иного цифрового устройства.
5. Взаимосвязь физического оборудования. Сюда же относят их дальнейшее преобразование в логический тип.

В первом случае применяются специальные программы. Они иногда входят в состав операционных систем. Чаще инициализируются из других источников. Во втором случае развертывание производится через ОС. А именно – путем программы-оболочки. В ней сможет функционировать любое иное программное обеспечение.

Третья операция помогает работать с элементами файловой системы – с файлами и каталогами. Соответствующие компоненты можно:

• перемещать;
• удалять;
• копировать;
• изменять и так далее.

Существует здесь и отдельная группа – архиваторы. Они позволяют сжать файлы и подготовить любые другие электронные материалы (картинки, документы, музыку и так далее) к последующей интернет-рассылке.

Диагностика и предотвращение утечки информации – один из самых важных моментов для компьютерных и цифровых систем. Эта функция позволяет скрыть данные от злоумышленников. Пример – пароли и логины от платежных систем.

Любая операционная система будет непосредственно работать не с устройством, а с его логической формой представления. Для этого используется система ввода-вывода (BIOS). Она обеспечивает взаимосвязь между элементами устройства.

Классификация

СПО разделяется на три типа:

• базовое;
• операционные;
• сервисное обеспечение.

Первая группа включает в себя приложения, встроенные в аппаратную часть. Они «вшиты» в железо устройства. Загружаются на специальные микросхемы – модули постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

Вторая группа – это непосредственные операционные системы. Представлены программами-оболочками, которые разворачивают ту или иную среду. Она отвечает за обмен информацией между аппаратной частью устройства и клиентом. Все команды здесь будут переводиться на машинный язык, а затем – обратно.

Последняя группа – это «дополнительные» приложения и утилиты. Они помогают поддерживать быстродействие операционной системы. Относятся к внешнему ПО, но некоторые из подобных элементов включены в состав ОС. Пример – проверка и дефрагментация диска. Рекомендуется для обслуживания системы применять профессиональные специализированные программы, а не встроенные средства.

Базовое ПО

Базовое ПО – минимальный набор программ, отвечающих за функционирование устройства. Сюда включают:

• операционные оболочки;
• сетевые операционные системы;
• операционные системы.

Первый элемент подразделяется на несколько типов: графический и текстовый.

BIOS

Основная часть базового ПО – это BIOS. Он записывается на специальную микросхему, расположенную на материнской плате. Отвечает за:

• поддержку аппаратных настроек и название соответствующий прерываний;
• инициализацию элементов в компьютер («железа») с поддержкой считывания выставленных параметров для того или иного оборудования;
• передачу управления ОС.

Когда включается компьютер, управление передается программе, вшитой в BIOS. Она проверяет оборудование, а затем каждому компоненту назначает определенное прерывание. С его помощью элементы идентифицируются в системе.

Далее программа в микросхеме, на которой размещен BIOS, будет генерировать импульс для тестового запуска устройства. При получении соответствующего кода (в двоичном виде) от проверяемого оборудования засчитывается успешная проверка. С самого начала тест-сигнал отправляется на основные ПК-компоненты (микропроцессор, оперативную память, видеопроцессор и контроллер жесткого диска). Если хотя бы один из этих элементов не проходит проверку, компьютер перестает работать. Он через специальный динамик-пищалку издает звук той или иной ошибки.

Эли поврежден жесткий диск, привод для чтения компакт-дисков (на старых моделях ПК) и иных устройств, ЭВМ продолжает функционировать. На экране появляется характерное сообщение об ошибке.

Для нормальной работы компьютера монитор не нужен. Он имеет значимость только для пользователя. Именно поэтому потухший монитор сигнализирует не о своем выходе из строя, а о проблемах в «железе».

В BIOS можно вносить свои собственные настройки – через функцию SETUP. Она доступна при инициализации оборудования. Войти в нее удается при помощи сочетания клавиш delete + F1 или иного варианта. Данный момент напрямую зависит от версии BIOS.

Операционные оболочки

Операционные оболочки – специальные программы, которые облегчают общение пользователя с командами ОС. Бывают текстовые и графические.

Большинство соответствующих программ могут:

• просматривать содержимое дисков или папок в различных форматах;
• сортировать и фильтровать данные о содержимом папки;
• выводить информацию о скрытых файлах и папках;
• работать с сетью;
• проводить слияние документов;
• создавать, просматривать и редактировать текстовые документы;
• обновлять архивы;
• обеспечивать синхронизацию каталогов;
• архивировать информацию и распаковывать ее.

Основная масса программ в данной категории создает пользовательское меню запуска и отвечает за запуск различных приложений. Примеры – «Проводник» в Windows, NortonCommander, FAR, WindowsCommander.

Сетевые ОС

К данной категории относят программы, у которых есть возможности для обработки данных в Сети. Они бывают клиентскими и серверными. Такая система может быть встроена в аппаратный межсетевой экран или в маршрутизатор.

Примеры – дистрибутив Linux OpenWrt, RouterOS, JUNOS. К возможностям соответствующих ОС относят поддержку:

• сетевого оборудования;
• протоколов маршрутизации;
• фильтрации сетевого трафика;
• сетевых протоколов для авторизации;
• доступа к удаленному оборудованию;
• сетевых протоколов.

Сюда же относят сетевые службы, которые удаленные пользователи применяют для использования различных компьютерных ресурсов.

Операционные системы

Отдельной категорией «программ» базового типа выделяют операционные системы. Они являются ключевой составляющей СПО. Представляют собой совокупность программ, загружаемых при включении компьютера. Соответствующий комплекс приложений необходим для:

• управления ПК;
• диалога с пользователем;
• запуска иных программ на выполнение.

ОС включают в себя:

1. Ядро – основной элемент. Отвечает за загрузку компонентов и поддержку всей ОС.
2. Программы управления файлами и папками. Так называют файловую систему. Она необходима для просмотра и классификации информации.
3. Драйверы. Небольшие программы, позволяющие работать с различным оборудованием: видеокартами, принтерами, мониторами и так далее. Устройства могут быть как периферийными, так и встроенными. Без драйверов ни одно компьютерное оборудование функционировать не будет. ПК попросту не «увидит» его.

Программы, написанные для работы под управлением той или иной ОС, носят называние приложений. Они иногда бывают кроссплатформенными, но чаще – нативными.

ОС осуществляет такие операции как:

• контроль работоспособности ПК;
• начальная загрузка;
• управление устройствами компьютера, файловой системой;
• распределение ресурсов ПК;
• загрузка и выполнение прикладных программ;
• обеспечение взаимодействия по типу «компьютер-пользователь».

Без ОС не будет работать ни один современный компьютер или ноутбук. Они бывают нескольких типов.

Виды

ОС условно делятся на три группы:

• Windows;
• MacOS;
• Linux.

Последний вариант – универсальный. Он подойдет для любых ПК и мобильных устройств. Выделяется функциональностью и безопасностью. Освоить Linux не составит труда, но новичками она не используется.

Подавляющее большинство пользователей предпочитает Windows – с дружественным интерфейсом, но относительно невысоким уровнем безопасности. MacOS – ОС, работающая с продукцией от компании Apple. Обладает UNIX-ядром.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!

Картинка с сайта: otus.ru