Разновидности операционных систем

Содержание:

Введение

Операционная система или ОС — это программное обеспечение, которое загружается при включении компьютера и позволяет пользователю работать с ним. Это комплекс программ, который обеспечивает управление аппаратными средствами компьютера, организует работу с файлами (в том числе запуск и управление выполнением программ), а также реализует взаимодействие с пользователем, так что это по праву самое важное ПО, которое работает на компьютере.

Когда компьютеры только появлялись, пользователи использовали командную строку, в которой необходимо выполнить ряд команд для того, чтобы взаимодействовать с аппаратной частью компьютера. Сегодня все компьютеры используют графический интерфейс пользователя (GUI). Он позволяет использовать мышь, клавиатуру и иные средства ввода для управления экранными объектами, представленными пользователю на дисплее, в виде сочетании графики и текста, благодаря чему любой человек может управлять ПК без специального обучения.

Операционные системы предварительно устанавливаются на любой компьютер. Большинство людей используют ту ОС, которая уже была предустановлена при покупке компьютера, но при желании они могут обновить ее или установить другую. Для этого существует огромное количество операционных систем, на сегодняшний день их количество насчитывает порядка 200. Хотя большинство из них неизвестны широкой публике.

Основные параметры и классификации ОС

Операционная система выполняет две основные функции: предоставление пользователю удобств виртуальной машины и повышение эффективности использования компьютера при рациональном управлении его ресурсами.

Функции ОС включают в себя:

1. Управление аппаратными средствами, устройствами ввода-вывода
2. Файловую систему
3. Сеть
4. Обработку прерываний
5. Виртуальную память
6. «Планировщик» задач
7. Буферы ввода-вывода
8. Обслуживание драйверов устройств

Чтобы современные ОС могли выполнять эти задачи, к ним предъявляются следующие требования:

1. Совместимость — ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;
2. Переносимость — обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;
3. Надежность и отказоустойчивость — предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев;
4. Безопасность — ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
5. Расширяемость — ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;
6. Производительность — система должна обладать достаточным быстродействием.

По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные и многозадачные.

Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину и включают средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов. Причем многозадачность бывает невытесняющая и вытесняющая. В первом случае активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса. Во втором — решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские и многопользовательские. Многопользовательская операционная система позволяет нескольким пользователям использовать один и тот же компьютер одновременно или в разное время, и в таких системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа. А в сетевой ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов передачи данных.

Также, по типам операционные системы могут быть:

Многопроцессорными — это операционная система, способная использовать более одного процессора.

Многозадачными — это операционная система, способная выполнять несколько задач одновременно.

Многопоточнными — процесс в операционной системе может состоять из нескольких потоков, и они могут работать одновременно.

Помимо ОС, ориентированных на определенный тип аппаратной платформы, существуют мобильные ОС, легко переносимые на разные типы компьютеров. В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы переписываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программирования высокого уровня, как правило, на языке Си, и перекомпилируется при. переходе на другую платформу.

Существуют три наиболее популярных операционных систем для компьютеров: Microsoft Windows, Apple Mac Os X и Linux.

Windows

Windows – семейство операционных систем корпорации Microsoft, базирующихся на основе GUI. Компания Microsoft создала операционную систему Windows в середине 1980-х годов, и за последующие годы были выпущены много ее версий, но наиболее популярными из них являются Windows 10 (2015), Windows 8 (2012), Windows 7 (2009), Windows Vista (2007), и Windows XP (2001).

Windows поставляется предустановленной на большинстве новых компьютерах и является самой популярной операционной системой в мире. Самая первая версия операционных систем Windows – MS-DOS, была представлена в 1985 году и имела графический пользовательский интерфейс. В ней была обеспечена поддержка нескольких документов, компьютерной мыши, выпадающее меню, и всё это было можно увидеть в цветах.

Следующие версии Windows постепенно заменяли многое построенное в MS-DOS, аппаратный и программный функционал. В настоящее время Microsoft Windows является самой популярной ОС, не только из-за привычного удобства для использования и внушительного функционала, но и из-за высокого уровня интеграции с возможностями её ядра и другого программного обеспечения, в том числе MS Office.

Основные текстовые редакторы и калькулятор стали доступными для использования в самой первой версии Windows. Windows 98 привнесла Media Payer, Internet Explorer и Outlook Express. Начиная с Windows Vista появились фотогалерея DVD Maker и боковая панель, которая в Windows 7, 8, 10 представлена гаджетами-информерами. Начиная со второго пакета обновления Windows XP и с выходом Windows Vista появилась встроенная функция безопасности – фаервол (брандмауэр). Эта функциональность у современных ОС Windows реализуется на уровне ядра. Благодаря песочнице, вредоносное поведение не может вызвать общесистемную нестабильность или нарушение безопасности, всё ПО работает за пределами ядра системы, включая сторонние антивирусные системы.

Операционная система Windows 10 появилась относительно недавно – она стала доступной с 29 июля 2015 года. Компания Microsoft при разработке продолжала свой путь, направленный на унификацию. Допускается установка на компьютеры, ноутбуки, планшеты, а также смартфоны и консоли Xbox One. Единая платформа обеспечивает возможность синхронизации настроек, как это уже было на предшествующих версиях.

Из плюсов этой ОС в первую очередь идет широкая известность и существует много приложений, написанных именно под эту ОС. Из недостатков же - платность, и среди написанных под нее программ в том числе много вирусов.

Linux

Linux - это бесплатная современная операционная система, создаваемая независимыми разработчиками по всему миру. Основным недостатком этой операционной системы является очень слабая рекламная деятельность, связанная прежде всего с тем, что Linux это не коммерческий продукт. Но несмотря на это, это вполне достойная альтернатива другим операционным системам, и скорость ее развития прямо пропорциональна ее популярности среди пользователей.

Эта ОС была разработана в результате трудов тысяч независимых специалистов по программированию. Как и у Mac OS, у Linux открытый исходный код, что значит, что он может модифицироваться и распространятся любым человеком по всему миру. Это очень отличает эту ОС от других, таких как Windows, которая может изменяться и распространяться только самим владельцем. Так что четкого географического центра создания у Linux нет, так же, как и нет организации, которая могла бы являться владельцем.

Присоединиться к рядам создателей или создать свой проект может каждый, а если работа окажется успешной, то известности среди пользователей этой операционной системы долго ждать не придется. В тестировании новых программ для Linux принимают участие множество пользователей, они имеют прямую связь с создателями, и это дает возможность быстро выявлять ошибки в программах и исправлять их. Именно такая динамика в работе является большим преимуществом в ее разработке и усовершенствовании.

Преимущества Linux в том, что он бесплатный, и есть много различных версий на выбор. Каждая версия имеет свой внешний вид, и самые популярные из них это Ubuntu, Mint и Fedora. Linux назван в честь Линуса Торвальдса, который заложил основу в Linux в 1991 году. Она не слишком популярна среди обычных пользователей, но из-за гибкости и легкости в настройках большинство серверов мира работают на Linux.

Среди ее плюсов, помимо бесплатности, также можно отметить: доступность, легкое освоение, удобство в использовании, содержание в своем составе всего необходимого для работы набора прикладных программ, а кроме того, эта ОС может похвастаться безопасностью. Архитектура программы с ограничением доступа практически исключает вероятность поражения вирусом, и для Linux их почти не существует, а значит, и в установке антивирусного ПО нет нужды.

Это мощная и стабильная ОС, чья стабильность вызвана компонентным построение – отказ одной программы не вызывает сбой всей системы. А следствием высокой стабильности является и эффективность. Большинство программ, выполняя свою задачу, используют стандартные средства операционной системы, а не свой собственный ресурс.

Хотя свои недостатки у нее тоже есть - в ряде случаев в среде Linux невозможно найти полноценные аналоги прикладных программ для Windows. Хотя куда весомей, что Linux куда больше ориентирован на индивидуальную настраиваемость, и в нем почти отсутствуют предустановленные «стандартные» программы. Устанавливая Linux, пользователь сам выбирает, что в его версии будет, а что нет, но для обычных ОС такая практика не свойственна. И подобный подход требует определенных навыков программирования, которые есть далеко не у всех.

Apple MacOS

Apple MacOS X представляет собой линейку операционных систем, созданных компанией Apple, и является единственной операционной системой для их компьютеров. Она поставляется предустановленной на всех новых компьютерах Macintosh или Mac. Последние версии этой операционной системы известны как OS X. А именно: Yosetime (2014), Mavericks (2013), Mountine Lion (2012), Lion (2011), и Show Leopard (2009). Также есть Mac OS X Server, который предназначен для работы на серверах.

Первая MacOS была выпущена еще в 1984 году и представляла собой переделанную BSD/UNIX платформу. Но несмотря на родственное происхождение, MacOS и Linux имеют большие отличия: MacOS устанавливается только на компьютеры Macintosh от корпорации Apple (без вмешательства хакеров), и это коммерческое программное обеспечение, так что его свободное распространение запрещено, в отличие от Linux.

По данным общей статистики StatCounter Global Stats, процент пользователей MacOS X составляет 9,5% рынка операционных систем. Это намного ниже, чем процент пользователей Windows (почти 90%), но главной причиной этого является то, что компьютеры Apple очень дорогие

Основными же преимуществами операционной системы можно назвать отсутствие вирусов т.к. вирусы, созданные под Windows, не могут работать на этой платформе. Количество программ под Mac OS не настолько велико, как у Windows, но все, что нужно обычному пользователю, есть. Это исключает путаницу в выборе и не превращает компьютер в сборник программ сомнительного качества. Сама концепция Apple по отношению к созданию программ заключается в том, что для выполнения определенного действия требуется одна программа, только самая лучшая. Поэтому множество программ, работающих на Mac OS, очень надежны и имеют графически понятный интерфейс. А основным недостатком остается цена, но это прежде всего связано с повышенной надежностью и сверхмодным дизайном этой фирмы.

UNIX

UNIX — многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. Эта ОС является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов так что эта система особенно эффективна для специалистов — прикладных программистов.

Независимо от версии, общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа, реализация многозадачной обработки в режиме разделения времени и переносимость системы путем написания основной части на языке Си.

Недостаток UNIX — большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она чаще всего является избыточной. В целом, ОС семейства UNIX ориентированы прежде всего на большие локальные(корпоративные) и глобальные сети, объединяющие работу тысяч пользователей. Она идеальна для серверов, и наибольшее распространение UNIX получила в сети Интернет, где важнейшее значение имеет машинонезависимость ОС.

ОС UNIX предназначена для опытных программистов. Это мощная и гибкая система и она характеризуется небольшим количеством базовых элементов, которые можно комбинировать бесконечным числом способов, чтобы приспособить их для конкретного приложения. Одно из основных правил системы UNIX заключается в том, что каждая программа должна выполнять всего одну функцию, но делать это хорошо. В системе устранена бесполезная избыточность, и она представляет собой интерактивную систему, используемую для одновременной поддержки нескольких процессов и нескольких пользователей.

Помимо ОС и библиотеки системных вызовов, все версии UNIX содержат большое количество стандартных программ, некоторые из них описываются стандартом POSIX 1003.2, тогда как другие могут различаться в разных версиях системы. К этим программам относятся командный процессор (оболочка), компиляторы, редакторы, программы обработки текста и утилиты для работы с файлами. Именно эти программы и запускаются пользователем с терминала.

У многих версий системы UNIX имеется графический интерфейс пользователя, сходный с популярными интерфейсами, применяемыми на компьютерах Macintosh и в системе Windows . Пользовательский интерфейс UNIX состоит не только из оболочки, но также из большого числа стандартных обслуживающих программ, называемых утилитами. Стандарт POSEX 1003.2 определяет синтаксис и семантику около 100 из этих программ. Идея стандартизации этих программ заключается в том, чтобы можно было писать оболочки, которые работали бы на всех системах UNIX . Помимо этих стандартных утилит, существует еще масса прикладных программ, таких как web -браузеры, программы просмотра изображений и т. д.

UNIX представляет собой многозадачную систему, так что несколько независимых процессов могут работать одновременно. У каждого пользователя может быть одновременно несколько активных
процессов, так что в большой системе могут одновременно работать сотни и даже тысячи процессов. На большинстве однопользовательских рабочих станций работают десятки фоновых процессов, которые автоматически запускаются при загрузке системы.

Android

Android - операционная система для смартфонов, планшетных компьютеров, электронных книг, цифровых проигрывателей, "умных" наручных часов, игровых приставок, нетбуков, смартбуков, очков Google, телевизоров, систем автоматического управления автомобилем и других устройств. ОС основана на ядре Linux и собственной реализации виртуальной машины Java от Google. Изначально разрабатывалась компанией Android Inc., но в 2005 году перешла во владение к Google.

В момент появления первых мобильных телефонов мало кто мог предположить, что всего через несколько лет они превратятся в настоящий персональный мобильный компьютер. Для усовершенствования характеристик и дальнейшего прогресса, произошло массовое внедрение операционных систем, на базе которых открывались новые возможности. Так, мобильные телефоны постепенно трансформировались в КПК, иными словами в смартфоны.

Эта ОС позволяет создавать Java-приложения, управляющие устройством через разработанные Google библиотеки. Android Native Development Kit позволяет портировать (но не отлаживать) библиотеки и компоненты приложений, написанные на Си и других языках. Приложения под операционную систему Android являются программами в нестандартном байт-коде для виртуальной машины Dalvik, так что для них был разработан формат установочных пакетов APK. Кроме того, приложения Android подчиняются дополнительным правилам: Content Providers — обмен данными между приложениями; Resource Manager — доступ к таким ресурсам, как файлы XML, PNG, JPEG; Notification Manager — доступ к строке состояния; Activity Manager — управление активными приложениями.

Некоторые обозреватели отмечают, что Android проявляет себя лучше одного из своих конкурентов, Apple iOS, в таких особенностях, как веб-сёрфинг, интеграция с сервисами Google Inc. и прочих. Также, Android, в отличие от iOS, является открытой платформой, что позволяет реализовать на ней больше функций. Новая удобная система с открытым кодом позволила любому человеку писать под неё программы, массовое появление которых не заставило себя ждать.

Таким образом, платформа Андроид предоставила гибкие и простые возможности для персонализации любого смартфона под конкретного пользователя. Благодаря чему множество устройств на ОС Андройд стали набирать массовую популярность, и сейчас ОС Android установлена на 86% всех смартфонов.

Для обычного потребителя ее преимущества проявляются в возможности настройки смартфона «под себя», выборе внешнего вида меню, выборе программ, возможности поддержки файлов разных форматов, а также быстрой передача информации с аппарата на иное устройство. В Android-аппаратах, как правило, присутствует microSD-кардридер, делающий возможным быстрый перенос файлов с компьютера на телефон. Кроме того, в Windows Phone 7 невозможна прямая передача каких-либо файлов с телефона и на телефон, кроме как через программы синхронизации (Zune), в то время как телефоны на Android экспортируют файловую систему карты памяти как USB.

Несмотря на изначальный запрет на установку программ из «непроверенных источников»(например, с карты памяти), это ограничение отключается штатными средствами в настройках аппарата, что позволяет устанавливать программы на телефоны и планшеты без интернет-подключения, а также позволяет всем желающим бесплатно писать приложения для Android и тестировать на своём аппарате. В версии 4.2 введена поддержка многопользовательского режима.

Хотя зачастую производители телефонов грешат количеством предустановленных программ, которые невозможно удалить из памяти устройства. На текущий момент, система Android развивается в ногу со временем - компания переодически выпускает их актуальные обновления, а выпуская новинки смартфонов на ней, компании стараются использовать их последние версии системы.

Заключение

Операционные системы являются ядром любого современного устройства, и лежат в основе всего нашего технического общества. Без них компьютеры и телефоны никогда не стали бы настолько повсеместным и распространенным явлением, как сегодня. Самые известные ОС знакомы всем, кто хоть немного работал за компьютером, и гораздо больше не столь развитых ОС остаются в тени, но все они выполняют одну основную задачу – позволить пользователю свободно взаимодействовать с любой программой на любом устройстве.

Каждая ОС создавалась с определенной целью и своим способом, а потому имеет свои особенности, и у каждой из них есть свои плюсы и недостатки, так что человек может легко найти то, что подойдет его задачам. А если нет – многие ОС поддерживают открытый код, позволяя дополнить ее своими знаниями. Так что операционные системы продолжают развиваться со временем, становясь все более технологичными и стремясь максимально облегчить использование устройств для пользователя.

Но они так или иначе составляют огромную часть нашей нынешней жизни и имеют невероятное значение для современного мира.