Гайд по операционным системам

Лезем в «душу» компьютера: что такое операционная система, какие они бывают и для чего нужны?

Операционная система (ОС) — «дирижер» для компьютера. Она обеспечивает работу программ, управляет файлами и ресурсами, помогает пользователю взаимодействовать с устройством, определяет порядок выполнения задач и контролирует доступ к данным. Рассказываем о самых популярных операционных системах и о том, как они устроены ↓

Из чего состоит операционная система

Структурой операционная система напоминает конфету. В роли ореха выступает ядро. Крем вокруг ореха — драйверы. Вафельная оболочка — пользовательский интерфейс.

• Ядро — контролирует доступ к памяти, распределяет ресурсы между процессами, выстраивает взаимодействие с аппаратным и программным обеспечением, дает доступ к файлам
• Драйверы — программное обеспечение, которое помогает ОС взаимодействовать с устройствами: монитором, видеокартой, принтером и другими комплектующими
• Пользовательский интерфейс — средство взаимодействия пользователя с системой. Графический интерфейс — это способ взаимодействия с устройством с помощью кнопок, меню, окон. Интерфейс командной строки — взаимодействие посредствам ввода текста в командную строку.

Виды ОС

Классификация операционных систем многообразна. Главные характеристики ОС:

• Количество одновременно выполняемых задач. Однозадачные ОС допускают только последовательное выполнение команд. Многозадачные справляются сразу с несколькими запросами, распределяя ресурсы устройства между ними.
• Количество пользователей. Однопользовательские системы предназначены для использования одним пользователем на одном устройстве. Многопользовательские позволяют создавать более одной учетной записи.
• Сфера использования. Мобильные системы предназначены для мобильных устройств. Серверные ОС обеспечивают работу сетевых ресурсов и устанавливаются на серверах. Десктопные системы созданы для персональных компьютеров.

UNIX

В 1969 году сотрудники Bell Labs Кен Томпсон, Деннис Ритчи и Дуглас Макилрой разработали UNIX. Она стала первой многопользовательской и многозадачной системой и изменила историю. Современные ОС унаследовали многие черты UNIX, например:

• Модульность. На каждую задачу есть собственный утилит, которым управляет командная оболочка
• Файловая иерархия. Папки могут включать другие папки, как матрешка
• Все устройства представлены в виде файлов. Свойства объектов можно изменять, редактируя их файл
• Взаимодействие происходит через интерфейс командной строки.

Из современных популярных ОС лишь Windows не является прямым потомком UNIX и использует собственное ядро операционной системы и графический пользовательский интерфейс, как приоритетный.

* Самые популярные ОС: Android — 41,61% мирового рынка, Windows — 29,02%, iOS — 18,18%, macOS — 6,1%, Linux — 1,51%. Все, кроме Windows, являются UNIX-подобными системами.

Основные десктопные ОС

Windows

Windows — это семейство операционных систем, разработанных корпорацией Microsoft. Первая версия была выпущена в 1985 году в качестве многозадачной ОС с графическим интерфейсом. По сей день Microsoft регулярно выпускает обновления. Система подходит для широкого круга пользователей. Большинство игр и приложений разрабатывается именно для нее. Версия Windows Server используется для серверов и управления сетями.

Преимущества:

• Совместимость с десктопным оборудованием любой мощности
• Большое количество поддерживаемых приложений и игр
• Возможность настроить систему под индивидуальные потребности пользователя
• Дружелюбный интерфейс и простота использования.

Недостатки:

• Ограниченный перечень бесплатного ПО
• Уязвимость для кибератак из-за популярности.

macOS

macOS — это операционная система, разработанная и поддерживаемая компанией Apple специально для их продукции. Ни на каких других устройствах кроме Mac macOS не может полноценно функционировать. Система славится своим привлекательным внешним видом, поэтому многие пользователи отдают предпочтение ей. Retina-дисплеи на устройствах Apple обеспечивают высокое качество отображения, что делает macOS популярной системой дизайнеров и медиа-специалистов. Кроме того, ОС является UNIX-подобной системой с удобным терминалом для разработки, что делает более привлекательной для программистов, чем Windows.

Преимущества:

• Интеграция с другими Apple-устройствами
• Высокая производительность, обеспеченная тем, что macOS разработан именно под аппаратное обеспечение Apple
• Идеально подходит для разработки программного обеспечения для техники Apple
• Высокий уровень безопасности за счет регулярного обновления.

Недостатки:

• Работает только на продуктах от Apple
• Нет возможности кастомизировать пользовательский интерфейс
• Большинство игр и Steam не поддерживаются.

* Steam — наиболее крупный и популярный онлайн-сервис распространения компьютерных игр и программ от компании Valve.

Linux

Linux — не отдельная ОС, а целое семейство систем, работающих на одноимённом ядре. В 1991 году оно было разработано студентом-энтузиастом Линус Торвальдсом в качестве члена семейства UNIX. Главным преимуществом системы стал открытый исходный код, который позволял любому пользователю вносить изменения и совершенствовать систему. Так Linux обзавелся множеством дистрибутивов.

Дистрибутив (от англ. «distribute» — «распространять») — набор из операционной системы, драйверов, утилитов, приложений и полезных инструментов.

Преимущества:

• Высокая степень безопасности по сравнению с другими ОС
• Открытый исходный код
• Универсальность
• Много бесплатных дистрибутивов.

Недостатки:

• Сложный интерфейс большинства дистрибутивов и необходимость работать через консоль
• Небольшое число совместимых программ и игр по сравнению с Windows.

Популярные дистрибутивы Linux

Debian. Основа многих дистрибутивов Linux. Славится стабильной работой, безопасностью и поддержкой различного аппаратного обеспечения. Несмотря на понятный графический интерфейс, систему сложно осваивать новичкам. Debian имеет ограниченный пакет программ и предполагает, что пользователь будет самостоятельно искать необходимые драйвера и подстраивать систему под себя.

Ubuntu. Один из самых используемых дистрибутивов Linux. Новые версии системы появляются раз в полгода. Регулярное обновление позволяет использовать новейшее программное оборудование, однако недостаточное тестирование приводит к багам. Прост в освоении и имеет стандартный набор драйверов, поэтому подойдет пользователям с любым уровнем подготовки.

Arch Linux. Эта система в первозданном виде не обладает графическим интерфейсом, не может похвастаться большим набором программных пакетов и требует консольного управления. Однако объемный репозиторий позволяет настроить систему под себя и установить интерфейс с помощью команд. Пригодится тем, кто готов изучать инструкции и хочет собрать всю систему своими руками, как конструктор.

Manjaro. Легковесный дистрибутив предлагает большой выбор рабочих окружений и подходит для тяжеловесных программ, например, высокобюджетных игр. Кроме того, у Manjaro есть масштабная библиотека приложений с последними версиями, в отличии от того же Ubuntu. Подойдет всем пользователям.

Fedora Games Spin. Игровая версия, созданная для работы с мультимедийным контентом. Подойдет всем пользователям для разработки, тестирования и отладки программ в том числе.

CentOS. Этот дистрибутив операционной системы Linux, основан на открытом исходном коде Red Hat Enterprise Linux, предназначенном для коммерческого использования. Но в отличии от RHEL CentOS бесплатен. Основная сфера применения системы — сервера и хостинги. Подойдет продвинутым пользователям.

Kali. Популярный дистрибутив для проведения тестов на проникновение, аудита безопасности и поиска уязвимости системы и приложений. Набор инструментов, входящих в пакет, составлен самими разработчиками и тестировщиками. Пригодится специалистам по информационной безопасности, сетевым инженерам и разработчикам ПО.

Какую ОС выбрать для ПК и ноутбука

Data Science: для работы с данными часто используют Linux и его дистрибутивы (в основном Ubuntu) и macOS из-за стабильности, гибкости и инструментария.

Веб-разработка: для создания веб-приложений подойдет и macOS, и Linux, и Windows.

UX/UI-дизайн: macOS используется дизайнерами благодаря характеристикам аппаратного оборудования, поддержке популярных приложений для создания дизайна и интеграции с устройствами Apple. Однако, Windows также подойдет.

При выборе системы, советуем обращать внимание на то, чем пользуются ваши коллеги. Совместимость и переносимость упрощает совместную работу.

Мобильные операционные системы

Android

ОС, основанная на ядре Linux с открытым исходным кодом. Она используется на разных устройствах и, как любую Linux-систему, ее можно настроить под себя. Из плюсов:

• Можно устанавливать приложения из сторонних источников, а не из официального магазина
• Совместимость с большим количеством аксессуаров и устройств
• Простое подключение смартфона к компьютеру с системой Windows и Linux.

А из явных недостатков: уязвимость к проникновению, много лишних предустановленных приложений и рекламы, интерфейс может измениться после обновления или при смене устройства.

iOS

Как и macOS, iOS разработан исключительно для фирменных продуктов Apple. Это закрытая система с высокой степенью безопасности и шифрованием данных. Плюсы:

• Совместимость с техникой Apple
• Интуитивно понятный интерфейс
• iCloud для хранения данных
• Отсутствие рекламы в системе

Минусы: работает только с Apple-девайсами, слабая многозадачность некоторых версий, приложения можно устанавливать только из официального магазина, а многие полезные утилиты оттуда пропадают.

* Помимо титанов рынка, существует множество альтернативных систем: Windows Phone, BlackBerry OS, HarmonyOS для Huawei, Kai OS для кнопочных телефонов, Tizen и российская Аврора.