Что такое операционная система: функции, история, виды

Люди ежедневно имеют дело с операционными системами в электронных устройствах: ПК, ноутбуках, смартфонах, планшетах. Но очень немногие на самом деле знают, что «умеет» программное обеспечение и почему оно установлено на всех гаджетах.

Windows, macOS или Linux в основном используются в ноутбуках, настольных компьютерах, а мобильные устройства работают с iOS или Android. Несмотря на различия, задачи, структура и функции операционных системы в принципе очень похожи.

Операционная система как неотъемлемая часть современных гаджетов

Где используются функции операционной системы?

ОС работают не только на привычных пользовательских устройствах, таких как смартфоны и ПК. В принципе большинство сложных цифровых устройств имеют операционную систему, которая чаще всего работает в фоновом режиме.

В настоящее время большинство ОС совершенны с точки зрения графики и ориентированы на удобство использования: наиболее важные функции доступны всего за несколько кликов мыши, навигация по меню максимально интуитивна. Но так было не всегда.

В самом начале, когда первые компьютеры использовались в научных и военных целях, операционной системы как таковой вообще не существовало. Тогда все делалось непосредственно на самой машине, которая размерами походила на шкаф или большой калькулятор.

Первые программные комплексы не имели графического пользовательского интерфейса. Все операции проводились в командной строке, которую все еще можно найти и сегодня, например в Windows PowerShell. Для каждого действия – будь то открытие файла, навигация по структуре папок, запуск программы – нужно было знать корректную команду и правильно вводить ее.

Только со временем, когда компьютеры стали использоваться в домашнем обиходе, более простые пользовательские интерфейсы получили признание. За разработку ОС отвечали две компании – Microsoft (Windows) и Apple (macOS).

Функции операционной системы

Операционка – это практически сердце каждого компьютера. Без сложного ПО другие программы не могут работать. Задачи, которые должна выполнять система, разнообразны, иногда они полностью идут в фоновом режиме.

  1. Управление оборудованием

Одна из важнейших задач ОС обычно невидима для пользователя в фоновом режиме. ПО управляет всем оборудованием, как для ввода, так и для вывода. Для этого в системе используют драйверы, поставляемые производителями оборудования. Драйверы позволяют принимать, пересылать команды от устройств, а также самостоятельно передавать команды оборудованию. Так работают клавиатура, мышь, монитор, жесткий диск, видеокарта и все остальные компоненты, из которых состоит компьютер.

  1. Управление ПО

Когда загружается программное обеспечение из интернета, у пользователя обычно есть выбор между версиями для разных операционных систем на странице загрузки. Это показывает, насколько тесно программирование приложений связано со спецификациями ОС. Базовые системы компьютеров имеют интерфейсы, которые регулируют связь с отдельными приложениями. Таким образом, возможно, что приложению будет выделена рабочая память, разрешено использовать ресурсы процессора и оно сможет дополнительно обрабатывать ввод с помощью клавиатуры и мыши.

  1. Управление файлами

Можно либо распечатать набранный документ в файле (для чего приложение передает инструкции ОС, которые, в свою очередь, передаются на принтер), либо сохранить файл в папке. Работа в структуре каталогов возможна только благодаря операционной системе.

  1. Управление правами

В определенных ситуациях, например в контексте крупных компаний, за одним устройством могут работать разные люди, но возможность производить системные настройки должна быть не у всех. Таким образом, функции операционной позволяют создавать разных пользователей и индивидуально настраивать их права, а каждая учетная запись может быть защищена паролем.

Операционная система как средство управления правами пользователей

  1. Сетевые функции

Поскольку ОС управляет оборудованием, она также отвечает за сетевую карту и, следовательно, за подключение к интернету и другим сетям. Компьютер может быть подключен как участник сети через ОС, например с помощью конкретного IP-адреса. В настройках предусмотрен ввод характеристик локальной сети и подсети для подключения к другим ПК. Сетевые настройки позволяют индивидуально определять DNS-сервер.

  1. Меры безопасности

Традиционно они не являются задачей ОС, но поскольку при постоянном подключении к интернету компьютеры подвержены вирусным атакам, в операционные системы встроены собственные регуляторы безопасности. Например, в Windows уже реализованы межсетевой экран (Брандмауэр Windows) и антивирусный сканер.

Структура операционной системы

Каждая ОС состоит из трех основных компонентов: ядра, транслятора команд и файловой системы. Ядро берет на себя основные функции, такие как администрирование памяти, а также процессы системы. Пользователь общается с операционной системой через транслятор команд, а файловая система организует структуру файлов.

Ядро является прямым интерфейсом к оборудованию: инициализирует и перенаправляет команды от запущенных программ к оборудованию. Вокруг (если можно так сказать) системного ядра строятся другие уровни. Каждый уровень «общается» только с тем, что выше или ниже. На самом верху находится пользовательский интерфейс – между пользователем и ПО. Если пользователь выполняет определенные действия, протокол операции проходит через различные уровни, пока не попадет в нужное место, например в процессор. Операционные делятся на четыре категории в зависимости от:

  • режима работы – сетевая или диалоговая;
  • количества одновременно работающих программ – одно- или многозадачная;
  • количества пользователей – однопользовательская или многопользовательская;
  • количества процессоров – однопроцессорная или многопроцессорная.

Виды операционных системы

Операционные системы можно разделить на категории по разным основаниям. К примеру, ОС для мобильных устройств, ПК и ноутбуков. Или классификация на основе ПО, где наиболее известными и популярными считаются: Windows, macOS, Linux, iOS и Android.

Windows – самая известная ОС на рынке, более чем с 30-летним опытом производства, ее продукты установлены на многих устройствах. Компания Microsoft также пыталась разработать мобильные ОС, до сих пор они были менее успешными с коммерческой точки зрения, поэтому последняя версия Windows 10 Mobile снята с производства.

Несмотря на неуклонную потерю доли рынка, Windows по-прежнему остается лидером среди ОС для настольных ПК. Пока никакие скандалы с защитой данных, бесчисленные хакерские атаки, бреши в безопасности не смогли пошатнуть имидж компании.

macOS. Одновременно с Microsoft – компания Apple выпустила свою первую операционную систему. В то время ОС для Macintosh, известная просто как Mac, с самого начала завоевала популярность, благодаря графическому пользовательскому интерфейсу. Особенностью macOS является то, что ОС используется исключительно для оборудования марки Apple.

Linux – это известная альтернатива двум крупным продуктам от Microsoft и Apple. За ОС закрепилась дурная слава как о сложном аналоге Windows. Фактически, сам Linux – это просто ядро, которое встроено в различные дистрибутивы. К наиболее известным относятся Ubuntu, Debian, openSUSE, Fedora и CentOS. Многие дистрибутивы Linux имеют открытый исходный код и находятся в бесплатном доступе.

iOS (до 24.06.2010 iPhone) от Apple – один из самых успешных смартфонов на рынке, который также распространил мобильную операционную систему iOS по всему миру. ОС установлена на каждом смартфоне производства Apple. Подход к продукту жесткий, как и в случае с MacOS: пользователям предоставлена возможность перемещаться по различным меню и программам, однако практически не предлагается никаких индивидуальных настроек.

Apple как самый коммерчески успешный проект на рынке устройств

До 2019 года iPad также поставлялся с iOS. Между тем, в планшете Apple есть собственная операционка под названием iPadOS. IPod Touch, мобильный медиаплеер американской компании, по-прежнему поставляется с iOS.

Android – крупный игрок в секторе мобильных программных обеспечений. Продукт, за которым стоит, прежде всего, Google, идет совершенно другим путем, чем его конкуренты. Android доступен как бесплатное программное обеспечение и, следовательно, предлагает множество вариантов настройки, а также не ограничивается одним производителем устройства.

В чем разница между операционными системами для смартфонов и ПК?

Базовая архитектура практически не отличается, поэтому популярные системы Android и iOS основаны на UNIX, которая изначально была разработана для мини-компьютеров в компаниях и университетах. Но есть большие различия в деталях, потому что разные требования. Прежде всего, система мобильного телефона должна быть энергоэффективной и способной обходиться ограниченными ресурсами потому, что в смартфоне меньше рабочей и внешней памяти, чем в ПК, и потому, что процессор работает медленнее.

Чем отличаются разные операционные системы?

В зависимости от цели они сильно отличаются друг от друга, например, некоторые из них имеют лучшие характеристики безопасности, другие оптимизированы для связи в реальном времени или отличаются низким потреблением памяти. Строго говоря, графический пользовательский интерфейс с его красочными значками, которые первым делом заметит каждый пользователь, не является частью операционки, это просто вложение. Однако оно значительно упрощает работу.

В чем самая большая разница между Android и iOS?

Обе платформы в настоящее время являются самыми успешными и популярными мобильными операционными системами в мире. Android – это открытая система, исходный код которой можно посмотреть. Все желающие могут найти в коде дыры в безопасности. Еще одна особенность – система может быть адаптирована производителями оборудования. Поэтому Android доступен для множества различных смартфонов, планшетов, Smart-часов, а также для телевизоров и консолей. iOS – закрытая система, используемая на оборудовании Apple. Все бреши в безопасности диагностируются и закрываются самой компанией.

Заключение

Вряд ли общество сегодня могло бы функционировать, не будь операционных систем. Даже чип-карта в электронном паспорте имеет свою крошечную ОС, как и телевизоры, автомобили, электростанции, банкоматы, часы, космическая станция ​​МКС и технические игрушки. Наиболее широко используемыми операционными системами в мире в настоящее время являются Android, iOS и Windows.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *