Операционная система (ОС) — что это такое, виды ОС и какую выбрать

Операционная система зачем она нужна?

Содержание

Что такое Операционная Система

Операционная система — это комплект программ, управляющий памятью и процессами компьютера, смартфона или другого устройства и являющийся главной его частью.

ОС выглядит как рабочий стол с визуальным интерфейсом. Благодаря этому пользователи играют в игры, пишут документы и работают, ищут информацию в интернете. Операционная система нужна для того, чтобы решать много разных задач.

История[править | править код]

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 код]

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 код]

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 код]

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 код]

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 код]

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.

Метод использования общей памяти

Допустим, есть два процесса: исполнитель (производитель) и потребитель. Один производит некоторый товар, а второй его потребляет. Эти два процесса имеют общее пространство или ячейку памяти, известную как «буфер». Там хранится элемент, созданный исполнителем, оттуда же потребитель получает этот элемент.

Однако у этих версий есть как минимум две значимые проблемы: первая известна как проблема безграничного буфера: исполнитель может продолжать создавать элементы без ограничений на размер буфера. Вторая заключается в том, что исполнитель, заполнив буфер, переходит в режим ожидания.1*IIsWsFK8f50jZleW3XS1Bg.png

В задаче с ограниченным буфером у исполнителя и потребителя будет общая память. Если общее количество произведенных товаров равно размеру буфера, то исполнитель будет ждать их потребления.

Аналогично потребитель сначала проверит наличие товара, и если ни один элемент не будет доступен, придётся ждать его освобождения.

Разбираем термин «ОС»

Это специальная программа, установленная на компьютере. С её помощью осуществляется распределение памяти, запуск процессов и служб, управление другим софтом, оборудованием (посредством драйверов).

Проще говоря, операционная система – это связующее звено между пользователем и электронно-вычислительной машиной (ЭВМ).

Операционная система - это...

Думаю, не стоит подробно объяснять, что происходит, когда «операционка» не установлена на компьютере. Он просто не загрузиться, Вы увидите черный экран после включения – и всё! Уверен, Вам такое бесполезное железо просто ни к чему.

Представление об операционной системе

Что такое операционная система

Функциональные характеристики ОС:

  1. Осуществление работы компьютера, в том числе и персонального и его периферийных устройств по принципу ввода/вывода информации;
  2. Обеспечивает систему, организовывающую и хранящую файлы;
  3. Организовывает взаимодействие пользователя и компьютера.

Что нужно для ОС

Что нужно чтобы работала операционная система быстро:

  1. Мощный проц. Лучше чтобы было много ядер и высокая частота, правда когда соблюдены оба условия — процессор стоит дорого, да и.. греется тоже прилично.
  2. Много оперативы. Когда много оперативной памяти — программам легче дышать, они даже быстрее могут запускаться, закрываться, и соответственно работать.

Для самых маленьких:

  1. Процессор — мозг компьютера, ноутбука. Именно он думает, обрабатывает поступающие команды от программ. Все проходит через него. Сколько одновременно может прийти на обработку команд? Это ребята зависит от количества ядер. Как быстро смогут быть обработаны команды? Это ребята зависит от частоты процессора. Примерно так.
  2. Оперативная память — пространство для раздумий процессора. Да, примерно так можно обьяснить. Процессор постоянно работает с данными — просчитать это, проверить то, нарисовать картинку в игре, отобразить ландшафт в игре, который далеко. Все эти дела происходит в оперативной памяти, которая очень быстрая. Но если ее не хватает — данные начинаются записываться на жесткий диск, память которого не в сотни ребята, а в тысячи раз медленнее.

Поэтому можно сделать некий вывод — только мощный процессор или только много оперативы положение не спасет. В обоих случаях нужно чтобы и проц и памяти было достаточно производительны. Это два взаимодействующих устройств, которые работают и помогают друг другу

Операционные системы для кого предназначены?


Когда мы говорим, что «компьютеры» запускают операционные системы, мы не просто имеем в виду традиционные настольные ПК и ноутбуки. Ваш смартфон – это компьютер, как и планшеты, смарт-телевизоры, игровые консоли, смарт-часы и маршрутизаторы Wi-Fi.

Amazon Echo или Google Home является вычислительным устройством, которое работает под управлением операционной системы.

Знакомые настольные operating system включают Microsoft Windows, Apple MacOS, Google Chrome OS и Linux. Основными операционными системами для смартфонов являются iOS от Apple и Android от Google.

Другие устройства, такие как маршрутизатор Wi-Fi, могут запускать «встроенные операционные системы». Это специализированные операционные системы с меньшим количеством функций, чем обычная ОС, разработанная специально для одной задачи – например, для работы с маршрутизатором Wi-Fi, навигации или управления банкоматом.

UNIX, стандартизация операционных систем и POSIX[править | править код]

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 (англ.)русск. и ITS (англ.)русск. (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 OS), 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.

Где заканчиваются операционные системы и начинаются программы?

Операционные системы содержат и другое программное обеспечение, включая пользовательский интерфейс, который позволяет людям взаимодействовать с устройством. Это может быть рабочий стол на ПК, сенсорный интерфейс на телефоне или голосовой интерфейс на цифровом помощнике.

Операционная система – это большое программное обеспечение, состоящее из множества различных приложений и процессов. Граница между тем, что является операционной системой и что такое программа, может иногда быть немного размытой. Точного официального определения операционной системы нет.

Например, в Windows приложение File Explorer (или Windows Explorer) является неотъемлемой частью операционной системы Windows – оно даже обрабатывает чертеж вашего рабочего интерфейса – и приложение, работающее в этой операционной системе.

Альтернативные операционные системы для ПК

Кроме основных ОС существует множество других вариантов установки операционки. Каждая из них имеет свои отличия и назначение.

  • FreeDOS
  • FreeBSD
  • eComStation
  • ReactOS
  • Oracle Solaris
  • Syllable Desktop
  • Haiku
  • SkyOS
  • TempleOS
  • ChromeOS

Важно: мы представили только список ОС, с характеристиками и особенностями каждой из них вы можете ознакомиться самостоятельно.

Стоит отметить среди представленного списка ChromeOS, которая сейчас популярна в области образования.  Она бесплатна, работает на слабых компьютерах, не требует особых ресурсов и знаний для ее настройки.

Chrome-OS

Linux

Linux (произносится Линукс) — семейство open source операционных систем, что означает открытый программный код, они могут быть изменены и доработаны, а распространяются бесплатно с готовым набором программ для пользования. Это очень отличается от закрытого программного обеспечения, такого как Windows и macOS, которое могут изменить только в компании разработчика. Очевидно, что преимущества Linux, в том, что она бесплатна и есть много разных дистрибутивов* (или версии). Каждый дистрибутив имеет разные стили, и самым популярным из них относятся к Ubuntu, Mint, и Fedora.

Дистрибутив – это набор, комплекс программ собранный для выполнения определённых задач пользователя, объединены в единую систему установки и обновления.

рабочий стол linux

Linux носит своё название в честь Линус Торвальдс (Linus Torvalds), который создал ядро Linux в 1991 году. Ядро — это компьютерный код, который образует центральную часть операционной системы.

И снова прибегнем к статистике, доля Linux менее 1% на рынке операционных систем. Однако не стоит забывать, что операционные системы на базе Linux для серверов являются лидерами среди конкурентов.

Мы поговорили о наиболее распространённых операционных системах, которые предназначены для настольных компьютеров и ноутбуков. А теперь немного поговорим о мобильных версиях ОС.

Наиболее популярные операционные системы

О наиболее популярных видах операционных систем можно прочитать в одноимённой статье. Разная организация принципов осуществления операций в системах различает и саму операционную систему:

  • Виндовс – Windows;
  • Линукс – Linux;
  • Макинтош – MAC OS;
  • Андроид – Android.

Что такое ОС – это сокращение термина операционная система, что собственно было и продемонстрированно в статье. Вот какую ОС предпочесть, это дело выбора каждого, хотя большинство производителей диктуют свои правила продавая компьютеры с уже предустановленной операционной системой.

См. также[править | править код]

  • Аппаратная платформа компьютера
  • Сетевая операционная система

ОС для мобильных устройств

Все ОС, о которых говорилось выше разработаны специально для настольных компьютеров и ноутбуков. Телефоны, смартфоны и планшеты имеют свои операционные системы. Они не такие функциональные, но хорошо справляются с основными задачами. Например, можно скачивать и пользоваться приложениями, смотреть фильмы, работать с информацией в интернете и даже создать документ.

В настоящее время существуют:

  • ANDROID установлена практически на всех современных мобильных устройствах.
  • IOS работает на смартфонах и планшетах фирмы Apple.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

loading.gif

Загрузка…

Литература

  • Шаблон:Book
  • Шаблон:Book
  • Шаблон:Book
  • Шаблон:Book
  • Шаблон:Book
  • Шаблон:Book

Ссылки[править | править код]

  • 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 (неопр.) (недоступная ссылка). Свободное ПО для школы (2003). Дата обращения: 16 апреля 2010. Архивировано 6 июля 2008 года.
  • Операционная система (Operating system) по ГОСТ 15971-90
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...