Операционная система
Без операционной системы не может работать ни один технически сложный гаджет. Операционные системы есть в компьютерах, смартфонах, телевизорах, бытовой технике и других гаджетах.
В статье расскажем, какие виды операционных систем существуют, какие системы самые популярные и какие функции они выполняют.
Что такое операционная система
Операционная система, ОС, Operating system, — набор программ, которые управляют всеми процессами в компьютерах, смартфонах, планшетах, умных телевизорах и других технически сложных устройствах. Без операционной системы невозможно работать на устройстве, устанавливать приложения или подключать периферию, например принтер, сканер, колонки, веб-камеры.
ОС работает как посредник между пользователем и аппаратным обеспечением — начинкой компьютера. Операционная система распределяет ресурсы устройства и контролирует действия программ.
Почти все компьютеры, смартфоны и планшеты продают с установленной операционной системой. Компьютеры и ноутбуки иногда могут продавать без ОС, но работать без нее они не смогут. Такие устройства стоят дешевле, а покупатель может сам выбрать и установить подходящую ОС.
Из чего состоит операционная система
Операционная система состоит из пяти основных компонентов:
- ядро — центральная часть ОС, которая управляет процессами, памятью и подключением устройств;
- пользовательский интерфейс — часть ОС, через которую пользователь взаимодействует с системой. В большинстве современных операционных систем пользовательский интерфейс графический. Еще он может быть текстовым, когда команды вводятся вручную с клавиатуры;
- файловая система — структура для хранения и упорядочивания данных. Она организует информацию на накопителях компьютера и обеспечивает к ней доступ;
- системные библиотеки и драйверы — программные модули, которые позволяют ОС и приложениям взаимодействовать с оборудованием. Драйверы управляют конкретными устройствами, например принтером, сканером или видеокартой;
- утилиты и сервисы — вспомогательные программы для поддержания работы системы. Например, антивирусы, блокировщики, средства резервного копирования и восстановления данных.
Вместе эти компоненты позволяют операционной системе эффективно распределять ресурсы, сохранять безопасность данных и стабильность работы устройств.
Какие бывают виды операционных систем
Чаще всего ОС разделяют по типу лицензии, разрядности, сфере применения и типу пользовательского интерфейса.
По типу лицензии и способу распространения ОС могут быть:
- коммерческие — продаются за деньги, имеют закрытый исходный код, который нельзя изменить. Например, Windows и macOS;
- открытые, или Open Source, — бесплатные и с открытым исходным кодом. Пользователи могут модифицировать и распространять их. Например, Linux и его версии Ubuntu, Fedora;
- бесплатные проприетарные — бесплатные, но с закрытым кодом, который нельзя изменять. Например, некоторые версии Android;
- условно-бесплатные, или Freemium, — когда основные возможности доступны бесплатно, а расширенные — за плату. Например, платные версии Linux, такие как Red Hat;
- образовательные лицензии — бесплатные версии для студентов и учебных заведений, иногда с ограниченными возможностями.
По разрядности. Разрядность операционной системы определяет, сколько данных она может обрабатывать за одну операцию и какой объем памяти поддерживает. Есть два основных типа:
- 32-битные системы — обрабатывают 32 бита данных за раз и поддерживают до 4 ГБ оперативной памяти. Они подходят для старых или менее производительных устройств и используют меньше ресурсов;
- 64-битные системы — обрабатывают 64 бита данных и поддерживают значительно больший объем памяти — до нескольких сотен гигабайт. Подходят для современных устройств и обеспечивают более высокую производительность.
По сфере применения операционные системы разделяют на:
- клиентские — эти ОС используют на персональных компьютерах и ноутбуках. Например: Windows, macOS, Linux;
- серверные — предназначены для серверов, которые обрабатывают запросы от клиентов, хранят данные и поддерживают корпоративные или интернет-сервисы. Серверные ОС обеспечивают более высокую надежность, безопасность и масштабируемость. Пример таких ОС — Windows Server или Ubuntu Server;
- мобильные — предназначены для работы на смартфонах, планшетах и других портативных устройствах. Чаще всего оптимизированы под сенсорное управление и настроены для быстрого запуска и минимального потребления энергии. Пример таких ОС — Android и iOS;
- встраиваемые — используются в устройствах, где операционная система встроена в оборудование и выполняет ограниченные функции. Это могут быть бытовая техника, кассовое оборудование, банкоматы, промышленные и медицинские приборы. Пример таких ОС: FreeRTOS, VxWorks, QNX;
- сетевые — управляют сетью и сетевыми устройствами, обеспечивают маршрутизацию и передачу данных, поддерживают протоколы безопасности и управления трафиком. Примеры: Cisco IOS, Junos OS.
Встречаются и другие, более нишевые типы ОС по сфере применения. Например, операционные системы реального времени, научные или специализированные.
По типу пользовательского интерфейса ОС могут быть:
- с графическим интерфейсом, или GUI, — в таких системах пользователь взаимодействует с устройством при помощи графики. Она включает в себя рабочий стол, иконки, окна, меню и кнопки. Управление может происходить при помощи мыши, клавиатуры, сенсорного экрана или других устройств ввода. Примеры таких ОС: Windows, macOS, Linux, Android, iOS;
- с командной строкой, или CLI, — с такими ОС работают путем ввода текстовых команд. CLI часто используется в серверных и профессиональных системах, где требуется высокая производительность, а интерфейс без лишних элементов помогает экономить ресурсы. Примеры таких ОС: FreeDOS, Alpine Linux, Ubuntu Server, Debian.
Встречаются и другие, менее распространенные классификации ОС. Например, по типу ядра, по уровню безопасности, по поддержке виртуализации.
Какие операционные системы самые популярные
Есть пять популярных операционных систем:
- Microsoft Windows;
- macOS;
- Linux;
- Android;
- iOS.
Microsoft Windows. По статистике Statcounter, это самая популярная ОС в мире. Системы Windows доминируют на рынке персональных компьютеров — они установлены примерно на 73% компьютеров.
Бывают клиентские и серверные версии Windows. В ноябре 2024 года актуальны версии Windows 10 и Windows 11.
macOS. Эту ОС разрабатывает компания Apple, систему можно установить только на компьютеры этого бренда. Раньше она называлась OS X.
Система установлена примерно на 15% компьютерах в мире. В 2024 году актуальны версии macOS 14 Sonoma и macOS 15 Sequoia.
Linux. Это семейство операционных систем с открытым исходным кодом. В отличие от Windows и macOS, Linux предлагает разнообразие версий и гибкость настройки. Linux часто применяют в серверных и облачных решениях, встраиваемых системах. Эта ОС популярна среди разработчиков.
Самые популярные сборки Linux: Ubuntu, Debian, Fedora, CentOS.
Android. Самая популярная мобильная операционная система — установлена более чем на 70% смартфонов в мире. Эту ОС для смартфонов и планшетов разрабатывает компания Google на основе Linux.
Android имеет открытый исходный код, то есть производители смартфонов и планшетов могут дорабатывать ее под свои нужды.
iOS. ОС компании Apple для мобильных устройств, ее можно устанавливать только на iPhone, iPad и iPod Touch. Под управлением iOS работает примерно 28% мобильных гаджетов в мире. Система имеет закрытый исходный код, Apple не позволяет другим производителям использовать эту ОС.
Остальные операционные системы менее популярны и занимают небольшой процент рынка.
Какие функции выполняют операционные системы
Операционная система выполняет такие важные функции для работы компьютеров и смартфонов:
- управление процессами;
- управление памятью;
- пользовательский интерфейс;
- управление файловой системой;
- управление устройствами;
- управление безопасностью;
- сетевые возможности.
Управление процессами. Операционная система распределяет ресурсы процессора между приложениями, управляет их запуском и завершением, а также следит за их состоянием.
Управление памятью. ОС отслеживает, сколько памяти использует каждый процесс. И освобождает память, которая больше не используется.
Пользовательский интерфейс. В большинстве ОС есть интерфейс для взаимодействия с пользователем. Это может быть командная строка или графический интерфейс: рабочий стол, окна, меню.
Управление файловой системой. ОС хранит данные в памяти устройства, структурирует их и управляет доступом к ним. Система организует структуру папок и файлов, отвечает за их создание, чтение, сохранение и удаление.
Управление устройствами. Операционная система управляет аппаратными устройствами, такими как принтер, клавиатура, мышь, монитор. Для этого ОС использует драйверы — специальные программы для связи между устройствами и операционной системой.
Управление безопасностью. Операционная система контролирует, как расходуются ресурсы устройства, защищает данные от несанкционированного доступа. ОС также управляет учетными записями пользователей, паролями и разрешениями на доступ к файлам и приложениям.
Сетевые возможности. ОС управляет сетевыми соединениями и обменом данными между устройствами, поддерживает работу интернета и локальных сетей.
Действия ОС проходят незаметно для пользователя. Они нужны, чтобы компьютер или смартфон выполняли повседневные задачи.
Что важно запомнить
- Операционная система — набор программ, которые управляют всеми процессами на компьютере или смартфоне.
- Технически сложный гаджет не может работать без операционной системы.
- ОС разделяют по типу лицензии, разрядности, сфере применения и типу пользовательского интерфейса.
- Самые популярные ОС для компьютеров — Microsoft Windows, macOS и Linux. Для смартфонов — Android и iOS.
- ОС позволяет компьютеру или смартфону управлять процессами, памятью, файловой системой, подключенными устройствами. Она дает пользователю доступ к интерфейсу, обеспечивает безопасность устройства и данных и поддерживает сетевые подключения.
