Виды операционных систем: разбираемся в отличиях

Существуют различные виды операционных систем, чья классификация зависит как от типа устройства, на которое установлена ОС, так и от внутренних особенностей и характеристик. Однако функции и задачи всегда будут схожими и направленными на облегчение управления и взаимодействия с устройством.

Для конечного пользователя важно то, насколько та или иная операционная система соответствует его задачам. В нашей статье мы расскажем, зачем нужны ОС, по каким принципам их разделяют, и поговорим, как выбрать ту, которая подойдет именно вам.

Понятие операционной системы

Операционная система (сокр. ОС) представляет собой совокупность взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера, ноутбука или смартфона. Таким образом, главная задача ОС – управление всеми элементами девайса. С помощью нее человек может взаимодействовать со своим оборудованием. Кроме того, операционная система позволяет правильно распределять вычислительные ресурсы между процессами.

Благодаря операционной системе разработчики программного обеспечения (ПО) могут пользоваться удобным интерфейсом и с помощью этого создавать различные программы. При этом стоит понимать, что программы разрабатываются строго под конкретную ОС.

В большей части устройств OС выступает в качестве самого важного элемента ПО. Причем операционные системы имеют разный набор функций и ограничений. Но некоторые типы ОС дают возможность по собственному желанию увеличивать функционал своего устройства при помощи установки всевозможных программ.

ОС отсутствует в простой технике. Например, некоторые магнитолы, приставки и кухонные приборы ее не имеют, ведь в таких устройствах нет множества программ, которые должны правильно взаимодействовать друг с другом. Кроме того, для простой техники не нужно наличие единого механизма хранения данных, вариативность и графический интерфейс.

Наиболее важный элемент ОС – это ядро. Оно осуществляет контроль над правильным выполнением процессов и регулирует имеющиеся у устройства ресурсы. Например, когда пользователь взаимодействует с компьютером, в нем запускаются процессы, для которых, конечно же, требуются определенные ресурсы, а доступ к ним невозможен без отлаженной работы ОС.

Задачи и функции операционной системы

OС выполняет две основные задачи, которые и определяют ее предназначение:

• Управляет всеми ресурсами системы. Операционная система обеспечивает функционирование и правильную координацию процессов устройства;
• Упрощает для пользователя работу с устройством.

Узнай, какие ИТ — профессии
входят в ТОП-30 с доходом
от 210 000 ₽/мес
Павел Симонов
Исполнительный директор Geekbrains

Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.

Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!

Скачивайте и используйте уже сегодня:

Павел Симонов
Исполнительный директор Geekbrains

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ бесплатных нейросетей для упрощения работы и увеличения заработка

Только проверенные нейросети с доступом из России и свободным использованием

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

Список проверенных ресурсов реальных вакансий с доходом от 210 000 ₽

Получить подборку бесплатно
Уже скачали 22156

ОС позволяет эффективно взаимодействовать со всевозможными девайсами и использовать различные приложения.

Функции операционных систем определяются разработчиками и зависят от самих комплектующих устройства, но можно выделить ряд свойств, которые присущи всем ОС:

• выполнение запросов ПО;
• работа с программами и загрузка их в оперативную память;
• обеспечение многозадачности и надежности вычислительных процессов;
• стандартизированный доступ к устройствам ввода-вывода;
• контроль над процессором, видеоадаптером, оперативной памятью и другими элементами девайса;
• отладка и логирование ошибок;
• предоставление удобного интерфейса;
• правильная координация ресурсов устройства и их распределение между запущенными процессами.

Некоторые типы OС имеют и другие функции.

Классификация операционных систем

Существует несколько классификаций ОС.

В зависимости от способа организации вычислений:

• Системы пакетной обработки – основной задачей является организация наибольшего количества вычислительных процессов за единицу времени. Определенные процессы объединяются в пакет, который затем обрабатывает ОС.
• Системы разделения времени – создание возможности единовременного взаимодействия с устройством сразу несколькими людьми. В порядке очереди каждый пользователь получает определенный промежуток процессорного времени.
• Системы реального времени – организация работы каждой задачи за определенный промежуток времени, присущий каждой конкретной задаче.

В зависимости от типа ядра:

• OС с монолитным ядром;
• OС с микроядром;
• OС с гибридным ядром.

Look inside unix-like OS: Что такое ОС?

Существует достаточно много лаконичных и в целом правильных определений что такое операционная система (ОС), но дают ли они понимание что же это такое, каково назначение операционных систем и какие их основные задачи? При этом многие квалифицированные инженеры не смотря на весь свой опыт и знания затрудняются ответить на поставленные вопросы. Чтобы детально разобраться что же такое ОС давайте обратимся к истории их возникновения.

Компьютеры могут работать без ОС

Так ли обязательна ОС? Может ли компьютер работать без ОС? И вообще что такое компьютер? Подавляющее большинство современных компьютеров используют архитектуру фон Неймана, одной из ключевой особенностью которой является совместное хранение команд программы и данных, с которыми работает программа. Первым компьютером, в котором был реализован такой подход был «Manchester Baby» (1948 год) , его процессор мог выполнять 7 различных команд из которых 3 команды перехода, операция минус, две команды загрузки или сохранения значения аккумулятора в память и команда останова, имел объем памяти в 32 32-битных слова (1024 бит). В этом компьютере не было никакой операционной системы, а программы вводились методом ввода каждого машинного слова с помощью переключателей. Современные процессоры имеют намного больший набор команд (так, например, процессор 8086, имел 81 команду и стал прародителем всего семейства процессоров Intel), но не смотря на это все его команды, как и команды более старших процессоров, можно разбить на те же самые четыре категории: команды перехода/управления, команды выполнения операций (в основном арифметические), команды работы с памятью и команды управления состоянием процессора. Современные компьютеры теоретически так же могут работать без операционной системы. И точно так современные компьютеры, это устройства, которые по большому счёту просто напросто умеют очень быстро складывать, вычитать, делить, умножать и проводить другие простые арифметические операции с очень большой скоростью по заранее заданному алгоритму действий, который называется программой.

Причины появления первых ОС

Каковы же причины появления первых операционных систем? Какой был их функционал? Первые компьютеры были очень дорогими устройствами, их время тоже стоило очень дорого, и, соответственно, одной из основных задач первых операционных систем была минимизация времени простоя компьютера. Прообразом современных операционных систем служили резидентные мониторы — небольшие программные модули, которые позволяли выполнять различные программы последовательно одна за другой. Задачей таких мониторов было выполнить подготовительные операции для запуска новой программы, в т.ч. загрузить её в память и после запустить её, затем, после завершения выполнения программы или при ошибке в процессе исполнения, управление снова переходило к монитору. Он проводил операции по завершению программы (например сохранял результат и очищал память/регистры) и мог начать выполнение следующей программы. Программы группировались в пакет задач, который запускался на выполнение: после завершения первой программы в пакете запускалась вторая и время простоя минимизировалось. Кроме того мониторы использовались для учёта использования компьютерного времени и других ресурсов, позволяли сигнализировать о необходимости вмешательства оператора, например для замены магнитной ленты или при сбое считывающего устройства. Параллельно с резидентными мониторами появились и развивались системные библиотеки, которые позволяли эффективно решать типичные задачи или взаимодействовать с оборудованием, подключённым к компьютеру. Системные библиотеки позволяли программистам не реализовывать заново каждый раз одни и те же функции, а воспользоваться уже готовыми, которые, зачастую, работали более эффективно и безошибочно.

Таким образом первые ОС:

• обеспечивали запуск и выполнение программ
• содержали библиотеки для взаимодействия с оборудованием и выполнения типовых, часто используемых функций.

Первые программы на первых компьютерах были преимущественно простыми и не взаимодействовали с человеком или другими компьютерами и выполнялись строго последовательно одна за другой. Если для работы программы требовалось взаимодействие с каким-то «медленным» устройством или вмешательство человека/оператора для продолжения работы, то компьютер просто-напросто простаивал, и следующим этапом развития операционных систем стала возможность выполнения других программ или задач в тот момент, когда первая программа находится в режиме ожидания.

Для выполнения любой программы необходимо два компонента: процессор, который будет выполнять записанные инструкции, и память, в которой хранятся и инструкции и данные, необходимые для работы программы. Все остальные компоненты компьютера как правило имеют специальный диапазон адресов и при обращении процессора к этому диапазону производится обмен данными с устройством, а не с оперативной памятью. С точки зрения процессора обмен данными с устройством ничем не отличается от обмена данными с оперативной памятью. Чтобы начать выполнять другую программу на единственном процессоре (а первые компьютеры имели только один процессор) до завершения первой, необходимо каким-то образом подменить содержимое памяти (включая внутренние регистры процессора). Для этого могут использоваться разные механизмы, например, такие как полное копирование содержимого оперативной памяти программы на другой носитель как в ранних операционных системах, так и использование виртуальной адресации, как в большинстве современных операционных систем, когда есть специальные таблицы соответствия логического адреса с которым работает процессор с физическим адресом в оперативной памяти.

Пока программа работала без использования операционной системы, то ей были доступны все устройства напрямую. При работе с использованием операционной системы в большинстве случаев все операции производятся через библиотечные функции. Таким образом при запуске другой программы все устройства доступны с использованием тех же самых библиотечных функций, но если вторая программа попытается использовать то же самое устройство что и первая, то результат будет непредсказуем, так как ни первая ни вторая программа не имеет информации о том, как устройство использовалось другой программой. Следовательно введение возможности выполнения больше одной программы на компьютере требует от операционной системы контроля за доступом к внешнему оборудованию компьютера, чтобы программы не мешали друг другу. Отдельные экземпляры запущенных программ получили название процессов.

Параллельно с развитием возможности запуска нескольких программ одновременно увеличивается и сложность самих программ. Они начинают требовать возможности сохранения промежуточных данных на энергонезависимых носителях информации, в том числе для того, чтобы результаты одних вычислений можно было использовать для проведения других. Для этого в операционной системе стали включать библиотеки для сохранения и считывания обратно данных на энергонезависимые носители, а сохранённая таким образом информация стала со временем называться файлами. Использование системных библиотек для доступа к энергонезависимым носителям и другим устройствам ввода/вывода, таких как принтеры, мониторы, клавиатуры и прочие устройства периферии позволило обеспечить относительно простую переносимость программ с одного компьютера на другой — нюансы аппаратной реализации скрывались за программным интерфейсом библиотеки и не требовали переписывания программы в целом.

В современных ОС резидентные мониторы преобразовались в то, что сегодня называют ядром операционной системы. Ядро обеспечивает отдельным процессам доступ к двум основным ресурсам необходимым для их работы: времени центрального процессора для выполнения своих операций и доступ к виртуальной памяти — диапазону логических адресов, доступной каждому процессу. Ядро системы при этом обеспечивает запуск новых процессов, контролирует их жизненный цикл, проводит учёт используемых ресурсов, выполняет операции необходимые для «подмены» содержимого памяти при переключении процессов, контролирует доступ к совместно используемым компонентам компьютера,в т.ч файлам и файловой системе.

Библиотеки значительно расширили свой функционал и разделились на различные типы, такие как:

• драйверы, которые подключаются к ядру системы и по сути становятся его неотъемлемой частью.
• системные программы, которые используются для управления и конфигурации ОС, управления файловыми системами, выполнения базовых операций, таких как редактирование текста или копирование и передача информации
• библиотеки системных функций, которые обеспечивает постоянный неизменяемый программный интерфейс (API) взаимодействия между процессами и операционной системой,
• библиотеки часто используемых функций, например библиотеки шифрования в современных ОС.

Подводя итоги можно сказать, что ОС с одной стороны создаёт абстракцию виртуального компьютера, для каждой запускаемой программы со своей виртуальной памятью и выделенным процессорным временем, взаимодействие с любыми другими компонентами компьютера осуществляется через наборы библиотек, которые реализуют стабильный API. С другой стороны обеспечивает функционирование аппаратных компонентов компьютера с помощью набора драйверов, организует работу файловых систем, сетевых подключений, любых других средств и методов обмена информацией с созданным виртуальным компьютером, контролирует доступ к ресурсам и ведёт их учёт.

• unix
• os
• system administration
• обучающий материал

Операционная система — что это такое? Типы операционных систем и их функции

У вас уже есть операционная система, установленная на ваших мобильных устройствах и компьютерах, для которых вы можете запустить веб-браузер и загрузить эту веб-страницу. Вы, вероятно, также знаете, как называется ваша операционная система (например, — Windows, Mac или Android). Но что означает ОС?

Вы слышали, как кто-то говорил, что операционная система — это то, что позволяет вам использовать ваш компьютер? Что ж, отчасти это правда. Но это глупо! Не волнуйтесь, ничего страшного, если вы так же думали! Здесь вы узнаете, что именно Operating System есть.

В этой статье мы рассмотрим концепции операционной системы, что такое ОС, основные функции ОС и так далее. Начнем с фундаментального — что означает ОС?

Операционная система: что это такое?

Определение операционной системы

Операционная система — это системное программное обеспечение, которое поставляется в комплекте с множеством программ и прикладных программных инструментов для взаимодействия с аппаратным обеспечением, давая пользователю возможность выполнять работу с максимальной легкостью и максимально эффективно использовать аппаратное обеспечение вашего компьютера. В основном с графическим интерфейсом.

После установки операционной системы пользователь может выполнять множество задач в зависимости от оборудования, одновременно проверяя наличие проблем совместимости. Обратите внимание, что вы просто не можете установить операционную систему, не проверив минимальные требования к оборудованию. Если ваша конфигурация соответствует минимальным требованиям, все готово.

Операционная система: Evolution

Потребовалось почти 50 лет, чтобы выяснить, какая операционная система действительно нужна пользователям.

Сначала появилась пакетная операционная система, в которой программы перфорировались в карты, и оператор продолжал выполнять работу пакет за пакетом.

В 1960-х годах с усовершенствованием оборудования появилась концепция мультипрограммирования, которая позволила нескольким программам размещаться в памяти. Вслед за этим появилась концепция операционной системы с разделением времени, которая сделала возможным Unix.

С появлением Unix, наконец, Linux, Windows и Mac OS эволюционировали из нее!

На каждом компьютере есть операционная система — правда ли?

Неа. Вы также можете использовать компьютер без операционной системы. Так работали компьютеры первого поколения.

Для этого вам нужно иметь много навыков. Самое главное, вы должны знать машинное программирование. По сути, вам придется вручную инструктировать компьютер для каждой операции, которая должна выполняться, написав отдельно огромный блок кода.

Что ж, люди все еще делают это в исследовательских целях, но потребители больше не предпочитают это.

Типы операционных систем — наиболее распространенные

Мы не будем подходить к объяснениям так же, как вы делаете это в академических книгах, скорее мы попытаемся сузить круг вопросов для вас.

Список различных типов операционных систем

• Пакетная операционная система: Инструкции для конкретной задачи были отправлены в систему с помощью перфокарт. Перфокарты со схожими задачами были сгруппированы вместе, и оператор помещал их в систему (огромные механические устройства) партиями, чтобы получить результат.
• ОС с разделением времени: Здесь один процессор может разделить время, чтобы несколько пользователей могли одновременно выполнять множество задач.
• ОС реального времени: Это тип ОС, которая использует физическое время для работы с приложениями в реальном времени. Например, операционная система, созданная для того, чтобы время от времени контролировать температуру на химическом заводе (может быть, за десятые доли секунды).
• Сетевая ОС: Этот тип операционной системы предназначен для работы на сервере. После его установки администратор может управлять данными, пользователями, приложениями и другими сетевыми функциями.

Функции операционной системы

Хотя каждая функция операционной системы в той или иной степени важна. Здесь мы перечислим четыре основные функции ОС:

1. Управление памятью: С развитием операционных систем пользователь может выполнять сразу несколько задач. Итак, чтобы все работало гладко и улучшалось многозадачность, ОС должна управлять памятью наиболее эффективным образом.
2. Управление процессором: Когда пользователь запрашивает выполнение большого количества задач, функция ОС заключается в том, чтобы управлять процессами, планировать их и направлять их процессору для обработки.
3. Управление устройствами: Операционная система несет полную ответственность за работу с устройствами ввода / вывода. Если что-то несовместимо, ОС не обнаружит этого. ОС позволяет легко подключать или отключать любые устройства ввода-вывода.
4. Управление файлами: ОС определяет структуру, как организованы файлы и каталоги. Чем эффективнее он организован, тем легче пользователю получить доступ к хранимым файлам и ресурсам.

Какие операционные системы самые популярные в настоящее время?

В целом мобильная ОС Android занимает наибольшую долю среди всех остальных. Что ж, смартфоны захватили мир штурмом, поэтому неудивительно, что ОС Android является самой популярной ОС. Ну, это нормально! Но какая ОС используется на большинстве настольных и портативных компьютеров? Это Windows!

После Android, ОС Windows выходит на сцену, будучи второй по популярности ОС, вот Список операционных систем Windows.

Сразу за ними следуют iOS и macOS. Наконец-то, Linux занимает аналогичную долю рынка по сравнению с Mac OS.

Итак, чтобы подвести итог, список самых популярных ОС на данный момент, у нас есть 5 лучших компьютерных операционных систем:

Смотрите также
Компьютерные операционные системы: семейства ОС для компьютеров

Какая операционная система сейчас самая лучшая?

Вероятно, нам следует избегать ответа на этот вопрос, но у нас есть для вас рекомендация.

У Linux может быть минимальная доля рынка, но это самая надежная ОС. Это то, что вы сочтете ответственным за работу большинства существующих суперкомпьютеров. Кроме того, большие центры обработки данных и серверные станции по большей части используют Linux. Если вы хотите попробовать Linux, вы можете начать работу с одним из самых простых дистрибутивов Linux, то есть с Ubuntu. Им легко пользоваться, но как только вы овладеете им, вы сможете делать гораздо более сложные вещи!

Android и iOS — это разные истории. Если вам нужен iPhone, на нем будет установлена ​​iOS. Остальные (большинство из них) мобильных устройств работают на Android. Так что вам придется выбирать соответственно!

ОС Windows считается наиболее гибкой ОС, но некоторые люди также считают, что она плохо оптимизирована, когда по сравнению с macOS. Если вы геймер, Mac OS никак не сможет вам помочь. Но если вы занимаетесь базовыми вещами, включая редактирование видео, создание документов, редактирование фотографий, программирование и просмотр веб-страниц, лучше всего подойдет macOS.

Однако получение системы с macOS может оказаться дороже, чем запуск системы на Windows. Итак, это ваш выбор!

Нет ничего идеального. Так что надеемся, что наши рекомендации помогут вам выбрать лучшую ОС для вашей работы.

Некоторые логотипы операционных систем: чтобы помочь вам идентифицировать

Заключение — Типы операционных систем

Итак, теперь вы знаете почти все о типах операционных систем и основах, касающихся операционной системы. У вас уже должно быть хорошее представление о концепциях операционной системы.

Не волнуйтесь; если у вас есть вопрос, дайте нам знать, что вы думаете, в разделе комментариев ниже.

Раскрытие информации: Контент, опубликованный на TechLila, поддерживается читателями. Мы можем получать комиссию за покупки, совершенные по нашим партнерским ссылкам, без каких-либо дополнительных затрат для вас. Читайте наши Страница отказа от ответственности чтобы узнать больше о нашем финансировании, редакционной политике и способах поддержки.

При подготовке материала использовались источники:

Виды операционных систем: разбираемся в отличиях

https://habr.com/ru/sandbox/164555/
https://www.techlila.com/ru/operating-system-types/