Операционные системы, Кофанов М.С.

Операционные системы: от первых ламповых компьютеров до наших дней

By Матвей Кофанов

Что такое ОС?

• Определение: Это главная программа, которая управляет всеми ресурсами компьютера и обеспечивает взаимодействие между железом (hardware) и программами (software) и пользователем.

• Ключевые функции:

  • Управление памятью и процессами

  • Взаимодействие с устройствами ввода/вывода (драйверы)

  • Обеспечение пользовательского интерфейса (GUI, CLI)

  • Защита данных и обеспечение безопасности

История: Рождение ОС (1940-1950-е)

• Первый период: ОС как таковых не было. Программы вводились вручную с перфокарт.

• Проблема: Простой дорогостоящего оборудования.

• Решение: Появление первых систем пакетной обработки (например, GM-NAA I/O, 1955).

• Как работало: Задачи накапливались в очереди (на перфокартах), а компьютер выполнял их последовательно без вмешательства человека.

Multiple Choice

В каком году и для была создана первая операционная система?

• В 1941 для связи оборудования на расстониия

• В 1955 для последовательной обработки информации

• В 2001 для функционирования сети Интернет

• В 1976 для копирования информации

История: Революция и развитие (1960-1980-е)

1960-70-е: Появление многозадачности и разделения времени (Unix, 1969). Несколько пользователей могли работать с одной машины одновременно.

1980-е: Бум персональных компьютеров.

• Microsoft выпускает MS-DOS (1981) — текстовая ОС для IBM PC.

• Apple представляет Macintosh с первой популярной ОС с графическим интерфейсом (GUI) — System 1 (1984).

• Microsoft Windows — сначала как надстройка над DOS, затем как самостоятельная ОС.

Для мобильных устройств:

• Google Android (на базе Linux)

• Apple iOS / iPadOS

Для настольных ПК и ноутбуков:

• Microsoft Windows (11, 10)

• Apple macOS (Sonoma, Sequoia)

• Linux (Ubuntu, Fedora, Mint)

Современные и популярные ОС

Multiple Choice

В каком году и в каком виде была выпущена MS-DOS&

• В 1984 в виде текстовой ОС

• В 1999 в виде графической ОС

• В 1981 в виде текстовой ОС

• В 1979 в виде графической ОС

Архитектура и строение ОС

Из чего состоит операционная система?

1. Ядро (Kernel): Самое сердце ОС. Управляет памятью, процессами, устройствами.

2. Драйверы устройств: "Переводчики" между ядром и конкретным железом (видеокартой, принтером).

3. Системные библиотеки: Набор готовых функций для программ (API).

4. Оболочка (Shell) / Пользовательский интерфейс:

   • CLI (Command Line Interface) — командная строка.

   • GUI (Graphical User Interface) — графический интерфейс (окна, кнопки).

5. Системные утилиты: Дополнительные программы (браузер, калькулятор, проводник).

Особенности разработки ОС

• Огромная сложность: Миллионы строк кода.

• Прямой доступ к железу: Требует высочайшей надежности и защиты от сбоев.

• Обратная совместимость: Новые версии должны поддерживать старые программы и драйверы (особенно актуально для Windows).

• Безопасность: Постоянная борьба с уязвимостями и вирусами.

• Многоплатформенность: Современные ОС должны работать на разных архитектурах процессоров (x86-64, ARM).

Multiple Select

Какие принципы лежат в основе разработки операционных систем?

• Кроссплатформенность

• Наследственность

• Безопасность

• Инкапсуляция

Windows: Универсальный солдат

• Сфера использования: Домашние ПК, офисы, игровые компьютеры, часть серверного рынка.

• Главные преимущества:

  • Массовая распространенность: Самая популярная ОС для ПК.

  • Огромная совместимость: Поддерживает самый широкий спектр программ и игр.

  • Простота использования: Интуитивный интерфейс.

macOS: Эталон дизайна и стабильности

• Сфера использования: Профессиональный дизайн, программирование, видео- и аудиомонтаж, общее использование в экосистеме Apple.

• Главные преимущества:

  • Стабильность и оптимизация: Программное и аппаратное обеспечение от одного производителя.

  • Безопасность: Закрытая экосистема снижает количество вирусов.

  • Эргономичный и красивый интерфейс.

Linux: Сила открытого кода

• Сфера использования: Серверы (абсолютный лидер), суперкомпьютеры, встраиваемые системы, IoT, разработка, как десктопная ОС для энтузиастов.

• Главные преимущества:

  • Открытый исходный код: Бесплатен, безопасен и прозрачен.

  • Гибкость и кастомизация: Тысячи дистрибутивов (сборок) на любой вкус (Ubuntu, Arch, Debian).

  • Стабильность и надежность: Может работать годами без перезагрузки.

Multiple Choice

Какая ос самая популярная в мире и почему?

• Linux, за счет открытого кода и гибкости

• macOS, за счет приятного дизайна и закрытой системы

• Windows, за счет интуитивно-понятного интерфейса и большой совместимости