На каждом современном устройстве есть так называемая операционная система (далее – ОС). Она является центральным программным обеспечением любого оборудования. Выполняет множество задач и функций.

Мало кто задумывается над тем, как функционируют ОС. Сегодня предстоит рассмотреть этот вопрос более подробно. Нужно изучить не только принципы работы систем, но и их виды. Также вниманию будет представлен список лучших операционных систем для компьютеров и ноутбуков, приведены их преимущества и недостатки.

Предложенная ниже информация пригодится как IT-специалистам (особенно разработчикам и системным администраторам), так и обычным ПК-пользователям.

Определение

Операционная система (ОС) – это программа, которая управляет аппаратными ресурсами устройства (компонентами), а также работающими на ее базе прикладными программами. На английском языке этот элемент называется «operating system» или «OS».

Рассматриваемый компонент есть на любом компьютере, ноутбуке, смартфоне, планшете и иных гаджетах. Без него их функционирование немыслимо.

Обычно ОС выступает не только программой управления «железом» устройства, но и набором приложений. У системы есть:

• ядро, которое отвечает за координацию доступа всех программ к ресурсам оборудования;
• набор программ, утилит и драйверов, отвечающих за взаимодействие человека с компьютером.

Без ядра рассматриваемый компонент не может существовать вообще. Без утилит это допускается, но большинство ожидаемых функций работать не будет. Одним из наглядных примеров утилит можно назвать графическую оболочку – интерфейс, который используется для непосредственного управления операционной системой.

Основные функции

Рассматриваемый компьютерный компонент выполняет самые разные задачи. Среди функций, относящихся к ОС, относят:

1. Создание удобного пользовательского интерфейса. Он помогает обычным людям «общаться» с оборудованием. ОС – это своеобразный посредник между компьютером и конечным пользователем.
2. Стандартизацию доступа к устройствам ввода и вывода. В качестве примеров можно привести клавиатуру, мышь, дисплей гаджета.
3. Координацию распределения имеющихся у оборудования ресурсов между запущенными программами и приложениями.
4. Выполнение запросов программ к аппаратной части.
5. Фиксирование ошибок с дальнейшей их отладкой.
6. Обеспечение многозадачности программ.
7. Предоставление доступа к Интернету. Осуществляется данная функция при наличии дополнительного оборудования, которое правильно и грамотно настроено.

Это – наиболее распространенный список функций современных операционных систем. Он не является исчерпывающим. В отдельных случаях может расширяться.  ОС может обеспечивать информационную защиту.

Основные компоненты

Операционная система – это своеобразная многослойная структура. В центре нее находится ядро. Поверх размещаются драйверы и службы. В качестве оболочки системы выступает пользовательский интерфейс.

Ядро – это основа ОС. Оно представляет собой часть программного обеспечения, отвечающего за непосредственную работу с компонентами устройства (компьютера, ноутбука, смартфона, планшета и так далее). За счет ядра осуществляется управление:

• памятью устройства;
• процессами;
• файловой системой.

С помощью ядра осуществляется обработка входной и выходной информации. Данный элемент может быть разным: модульным и монолитным.

Монолитные ядра – это такие, в которых все инструменты, необходимые для функционирования, расположены в пределах одного приложения. Именно такой вариант использовался в DOS. В современных устройствах монолитных ядер почти не осталось. Это связано с тем, что почти все операционные системы перешли на модульную архитектуру.

Модельное ядро предусматривает разделение всех компонентов на небольшие блоки, работающие независимо друг от друга. Подобная структура является более стабильной. Это связано с тем, что ошибки в одном компоненте будут как бы изолированы от других составляющих оборудования. К остановке всей системы неполадки в одном компоненте ОС не приводят. Они бывают с микроядрами, а также монолитные с подгружаемыми модулями.

Драйверы – это программное обеспечение «операционных программ». С помощью них ОС будет работать с подключенным в оборудовании «железом». Без драйвера «операционные программы» просто не узнают, что делает видеокарта, клавиатура, мышь, принтер, а также другие комплектующие. Также будет непонятно, как направлять к ним запросы.

Пользовательский интерфейс может быть графическим (GUI) и командным (CLI). Первый – это визуальная среда с кнопками, меню, диалоговыми окнами и иными элементами управления. Такой вариант у «операционных программ» является наиболее распространенным и пригодным для обычного пользователя. По умолчанию GUI используется у большинства популярных ОС.

Командный интерфейс (CLI) использовался в DOS. Сейчас он реализован в качестве терминала Linux, командной строки Windows. Там пользователь должен вводить при помощи клавиатуры те или иные команды. CLI – это возможность гибко управлять «операционным программным обеспечением» через скрипты и функции. Обычными пользователями командные строки обычно не используются. Они, в отличие от графического интерфейса, больше ориентированы на системных администраторов и разработчиков.

Разновидности и классификация

Все существующие операционные системы могут быть классифицированы по тем или иным категориям. Существуют разнообразные их разновидности.

Разделение «операционных сред» допускается по разрядности:

1. 32-битные (x32). У них предусматривается адресация до 4 Гб оперативной памяти. Способны запускать только программы, написанные под 32-битные ОС.
2. 64-битные (x64) – оперативная память тут для обычного пользователя почти не ограничена. Она может быть до 16 Тб. Такая операционная система поддерживает приложения, написанные для 64-битных ОС. Для x32 – запускают через дополнительное программное обеспечение, называемое эмулятором.

Бинарность операционной системы используется для характеристики длины двоичных чисел, с которыми она может работать. Для расчета этого параметра в 32-битной ОС, нужно возвести 2 в 32 степень. Это будет 4 294 967 296. Максимальное значение адреса ячейки ОЗУ, к которой возможно обращение x32-систем, не может превышать указанного значения. Отсюда получается ограничение по объему оперативной памяти.

Сейчас операционные системы на большинстве устройств работают как 64-битные. 32-битные используются редко. Обычно – в устаревшем оборудовании и в гаджетах с маломощным «железом».

Еще один способ классификации – по типу лицензии:

1. Коммерческие. Это платные операционные системы. Они лицензируются только за деньги. Обычно такие «операционные проекты» имеют закрытые исходные коды, принадлежащие тем или иным компаниям.
2. Бесплатные (или свободно распространяемые). Они являются полной противоположностью коммерческих операционных систем. Являются бесплатными для пользователей, но могут дополнительно предусматривать платную поддержку. Такие ОС допустимо свободно скачивать, распространять и дорабатывать/модернизировать под собственные нужды. В качестве наглядного примера можно привести Linux, у которого уже более 500 вариаций.

Есть еще одна классификация – по областям применения. Здесь можно выделить:

1. Серверные операционные системы с большим объемом оперативной памяти и дисковым пространством. Они используются на серверах. Включают в свой состав инструменты, необходимые для обмена данными посредством сетевых соединений. В качестве примера стоит привести Windows Server. А еще – Unix-системы для серверов.
2. Мобильные. Они разрабатываются для смарт-часов, смартфонов, планшетов и иного «карманного» оборудования. Дают возможность работать с мобильными приложениями, а также осуществлять управление параметрами сети и энергопотреблением.
3. Клиентские (или настольные). Такие операционные системы работают на автономных компьютерах, а также на устройствах, которые ранее были подключены к серверам. Данная категория является самой распространенной. Сюда можно отнести ОС, с которыми будет работать обычный пользователь.

Теперь можно выяснить, какие операционные системы являются самыми популярными. А еще – ознакомиться с их преимуществами и недостатками. Также предстоит выяснить, чем руководствоваться при выборе ОС.

Наиболее популярные системы и советы по их использованию

Операционная система – это то, без чего невозможно представить современный компьютер. Сейчас таких «приложений» очень много. Некоторые из них являются узкоспециализированными и подходят для строго определенного спектра задач. А с какими-то будет удобнее работать обычному пользователю, не разбирающемуся в основах разработки и системного администрирования. Далее предстоит ознакомиться с наиболее популярными и распространенными операционными системами, а также с их ключевыми особенностями.

Windows

Windows – продукт от компании Microsoft. Это непревзойденный лидер на рынке рассматриваемого «программного обеспечения» для управления компьютерами и ноутбуками. Начиная с Windows 95, она является самой распространенной и понятной операционной системой.

Она выбирается за счет своей простоты, быстрого запуска и возобновления работы. Последние ее версии отличаются повышенным уровнем безопасности и особым вниманием к конфиденциальности клиентов. Обладает дружественным пользовательским интерфейсом, благодаря чему подходит даже новичкам.

К ее особенностям можно отнести:

1. Наличие удобного пользовательского интерфейса для работы с операционной системой. Навигация тут осуществляется через меню «Пуск». Там собраны основные системные настройки, а также именно здесь отображаются установленные приложения и игры.
2. Простое одновременное использование нескольких рабочих пространств. На каждом допустимо открывать окна программ.
3. Наличие специального режима для применения операционной системы на устройствах с сенсорным экраном.
4. Автоматическое уменьшение размеров документа для экономии места в хранилище.
5. Технологии многоуровневой аутентификации в целях обеспечения дополнительного уровня безопасности. Операционная система оснащена сканером отпечатков пальцев и лиц.

Windows – одна из самых лучших ОС. Она развивается много лет и хорошо удерживает свои позиции на рынке. Обладает множеством версий, а также дружественным интерфейсом. Совместима с большим количеством программного обеспечения и игр. Это универсальный вариант для тех, кто выбирает ОС для своего компьютера.

Linux

Linux – операционная система, созданная на базе Unix. Она значительно отличается от Windows. Ключевым отличием выступает расположение системных файлов и «непонятный» на первых порах для пользователя Виндовс интерфейс.

В Windows каждая программа/приложение имеет свою собственную папку. В ней хранятся документы, отвечающие за работу программного обеспечения. В Linux используется другой подход – файлы будут распределяться в зависимости от задач, за выполнение которых они отвечают.

К преимуществам Linux относят:

1. Бесплатное распространение и использование. Отсюда следует огромное количество версий – дистрибутивов.
2. Возможность модифицировать программы при наличии опыта в программировании «под себя».
3. Безопасность с точки зрения вирусного заражения. Под Linux почти не пишутся вирусы и трояны. Это связано с тем, что запрограммировать такой «проект» проблематично.
4. Возможность запуска приложений, ориентированных на Windows. Делается это через специальный встроенный эмулятор.

С поддержкой аппаратного обеспечения и внешних устройств у Linux есть некоторые проблемы. В этой операционной системе могут не работать некоторые периферийные компоненты. С каждым годом данный недочет активно устраняется.

Также необходимо помнить, что для работы с Linux пользователю приходится все время учиться чему-то новому. И игр под эту ОС пока что не очень много. Ежегодно их количество увеличивается, но все равно оно небольшое по сравнению с Windows.

Linux больше всего подходит программистам и системным администраторам. Это в большей степени «офисная» система с высоким уровнем безопасности. Для повседневных задач она тоже подходит, но придется некоторое время привыкать к ней. А вот для игр лучше отдать предпочтение Windows.

MacOS

Основной коммерческий конкурент Windows. MacOS была создана Apple. Она предназначается для использования в соответствующей экосистеме. Напоминает Linux, за который нужно заплатить.

К плюсам MacOS можно отнести:

1. Возможность создания архитектуры под определенную экосистему. Сюда же относится перспектива ее дальнейшей доработки.
2. Стабильную работу.
3. Эффективность в плане распределения ресурсов оборудования и расхода оперативной памяти при взаимодействии с «железом».

Основным минусом MacOS выступает минимум развлекательных программ и игр. Для развлечения эта операционная система не подходит, особенно с учетом ее стоимости. Больше всего она ориентирована на представителей профессий, которым нужно надежное и быстрое ПО, готовое к постоянным и высоким нагрузкам.

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