Операційна система комп’ютера керує взаємодією між апаратним і програмним забезпеченням разом з іншими функціями, такими як обробка процесів і пам’яті.
Кожний мобільний телефон, комп’ютер або подібний електронний пристрій постачається з певним програмним забезпеченням або механізмом, який можна назвати операційною системою. Цей механізм підвищує корисність комп’ютерів або смартфонів.
ОС Windows, Linux, macOS, Android, iOS і Ubuntu є найбільш використовуваними ОС на ринку, але як щодо інших?
Окрім них, на ринку доступно багато операційних систем, про які більшість людей не знають.
Незалежно від того, чи є ви фізичною особою, малим чи великим підприємством, використання відповідної операційної системи має вирішальне значення.
У цій статті я розповім про різні типи операційних систем, їх функції, переваги та недоліки.
Давайте розпочнемо!
Що таке операційна система?
Операційна система (ОС) — це програмне забезпечення (або системне програмне забезпечення) для керування апаратним забезпеченням комп’ютера, а також програмними ресурсами, надання загальних послуг для різних комп’ютерних програм.
ОС керує апаратним забезпеченням комп’ютера або фізичними компонентами комп’ютерної системи, такими як зовнішній корпус, клавіатура, миша, центральний процесор, материнська плата, графічна карта, пристрій зберігання даних, монітор, динамік, жорсткий диск тощо.
Для керування апаратними функціями (такими як розподіл пам’яті, введення та виведення) ОС працює як посередник між обладнанням і програмами.
Подібним чином ОС керує програмними ресурсами – системним і прикладним програмним забезпеченням. До них належать веб-браузери, драйвери пристроїв, програми електронної пошти, бухгалтерське програмне забезпечення, медіаплеєри тощо.
Він відстежує та контролює виконання інших програм, таких як системне програмне забезпечення та прикладні програми, які знаходяться на пристрої.
Основними цілями ОС є:
- ОС покращує використання машини, дозволяючи користувачам негайно розпочати роботу та швидко виконати свої завдання, не витрачаючи час на самостійне налаштування системи з самого початку.
- Операційна система забезпечує ефективне використання ресурсів. Тому налаштовувати систему не потрібно.
- Його розроблено таким чином, щоб забезпечити ефективну розробку, впровадження нових функцій, тестування тощо без втручання служби.
- Це також забезпечує справедливий розподіл ресурсів між різними користувачами та процесами.
Функції операційних систем
- Керування ресурсами: ОС керує процесорним часом, пам’яттю та іншими ресурсами та розподіляє їх між кількома програмами, запущеними на комп’ютері.
- Керування процесами: ОС відповідає за керування, зупинку та запуск програм і процесів. Він контролює час процесу.
- Керування пам’яттю: керує пам’яттю комп’ютера та пропонує механізми для збільшення використання пам’яті.
- Облік роботи: відстежує ресурси та час, використаний різними користувачами для виконання своїх завдань.
- Безпека: операційна система забезпечує безпечніше середовище для програм, даних і користувачів, реалізуючи кілька механізмів і політик безпеки, таких як шифрування, контроль доступу тощо.
- Керування пристроями: ОС керує пристроями введення та виведення, такими як клавіатури, миші, принтери та дисплеї. Крім того, він надає необхідні інтерфейси та драйвери для забезпечення зв’язку між комп’ютером і зовнішніми пристроями.
- Мережа: ОС пропонує мережеві можливості, включаючи керування мережевими з’єднаннями, спільне використання ресурсів, обробку мережевих протоколів і встановлення з’єднань між різними мережами.
- Керування файлами: ОС організовує та керує файловою системою, наприклад створенням, маніпулюванням і видаленням каталогів і файлів.
- Резервне копіювання та відновлення: ОС пропонує механізми для миттєвого резервного копіювання важливих даних і відновлення їх у разі системних помилок, катастроф і збоїв.
- Інтерфейс користувача: ОС пропонує інтерфейс користувача, який дозволяє користувачам взаємодіяти з пристроями. Це інтерфейс командного рядка (CLI), графічний інтерфейс користувача (GUI) або комбінація CLI та GUI.
- Системні виклики: ОС забезпечує системні виклики, які дозволяють програмі взаємодіяти з ОС для доступу до ресурсів. Системні виклики пропонують стандартний інтерфейс між операційною системою та програмами, забезпечуючи сумісність і переносимість на кількох програмних і апаратних платформах.
- Моніторинг продуктивності: ОС пропонує інструменти для оптимізації та моніторингу продуктивності системи, такі як оптимізація використання ресурсів, виявлення вузьких місць і аналіз системних показників і журналів.
- Віртуалізація: ОС має можливості віртуалізації, які дозволяють працювати кільком операційним системам і програмам на фізичній машині. Це забезпечує гнучкість управління різними робочими навантаженнями та ефективність використання ресурсів.
- Поділ часу: ОС дозволяє багатьом користувачам спільно використовувати свою комп’ютерну систему та ресурси за допомогою механізмів розподілу часу для ефективного та справедливого розподілу ресурсів.
Типи операційних систем
#1. Однозадачна ОС
Однозадачна ОС, також відома як однокористувацька ОС, розроблена спеціально для домашніх комп’ютерів. Тут лише одному користувачеві дозволено виконувати одне завдання/роботу одночасно. Ця ОС розроблена спеціально для бездротових телефонів і пристроїв двостороннього обміну повідомленнями.
особливості:
- Підтримує завантаження зображень і відео
- Дозволяє роздрукувати документ
- Пропонує керування введенням/виведенням
- Інтерпретує команди користувача
Переваги:
- Споживає менше пам’яті
- Це економічно вигідно
Недоліки:
- Він може виконувати лише одну роботу/завдання за раз.
- Не такий складний, як інші.
#2. Багатозадачна ОС
Багатозадачна ОС дозволяє користувачеві виконувати декілька програм одночасно. Це означає, що один користувач може виконувати декілька завдань/робочих завдань одночасно. Це зазвичай зустрічається на ноутбуках і персональних комп’ютерах. Він буває двох видів:
- Превентивний: ОС розраховує центральний час обробки, поділяючи один слот з однією з програм.
- Кооперативність: цього можна досягти, залежно від кожного процесу, щоб дати час кільком методам у визначеному масиві. Наприклад, клацання зображень під час створення відео.
особливості:
- Підтримується завантаження зображень під час перегляду фільмів
- Розподіл ресурсів
- Управління процесами
- Керування файлами
Переваги:
- Економить час
- Продуктивність вища за менший час
- Пам’ять використовується менше
Недоліки:
- Потрібно більше місця
- Це складніше
#3. Пакетна операційна система
Пакетна ОС не взаємодіє безпосередньо з системою. Існує операційна система, яка бере завдання, вимоги до яких схожі, і групує їх у кілька пакетів. Крім того, робота оператора полягає в тому, щоб сортувати різні роботи зі схожими потребами, наприклад, банківські виписки, системи оплати праці тощо.
особливості:
- Групування робіт здійснюється за подібністю
- Центральний процесор виконує ці завдання у визначеній послідовності, організованій оператором, щоб усі завдання можна було виконувати в порядку черги.
Переваги:
- Процесори пакетної ОС знають час завдання, коли воно стоїть у черзі
- Час простою менше
- Керувати великою роботою в пакетній ОС легко
- Кілька користувачів можуть використовувати цю систему
Недоліки:
- У пакетній ОС налагодження складне
- Це дорого
- Інші завдання повинні чекати, поки завдання вже виконується.
#4. Багатокористувацька ОС
У багатокористувацькій ОС кілька користувачів можуть одночасно отримувати доступ до різних ресурсів. Цей доступ може бути забезпечений за допомогою загальної мережі між різними персональними комп’ютерами, підключеними до однієї комп’ютерної системи. Таким чином багато користувачів можуть отримати доступ до однієї машини одночасно.
особливості:
- Спільне використання ресурсів
- Таймшеринг
- Фоновий доступ
- Невидимість
Переваги:
- Це допомагає системі обмінюватися даними між кількома користувачами
- Це дозволяє системі спільно використовувати апаратні ресурси, наприклад принтери.
- Користувачі можуть легко ділитися своєю роботою з іншими
- Послуги систематичні та стабільні
Недоліки:
- Для налаштування потрібне дороге обладнання
- Конфіденційність стає проблемою, оскільки дані передаються
- Це може вплинути на загальну продуктивність, оскільки кілька користувачів працюють в одному середовищі.
#5. ОСРВ
ОС реального часу (RTOS) — це операційна система, яка надає певні можливості програмам реального часу протягом визначеного терміну. Ці системи спеціально розроблені для таких пристроїв, як мікроконтролери та критичних систем.
особливості:
- Невеликий розмір означає, що він легкий порівняно зі звичайною ОС
- Ці системи дуже чуйні та швидкі
- Він пропонує планування на основі пріоритетів
- Інформація про терміни
Переваги:
- Коефіцієнт використання систем і пристроїв максимальний
- Часу, необхідного для перенесення завдань, менше
- Він зосереджений на запуску програм
- Розмір цієї системи невеликий, і, отже, її можна легко вбудовувати в системи
Недоліки:
- Він може виконувати обмежені завдання
- Використовується складний алгоритм
- Він виконує мінімальне перемикання завдань
#6. Мережева операційна система
Мережева операційна система — це система, яка об’єднує кілька комп’ютерів і пристроїв у певній мережі та дозволяє їм спільно використовувати ресурси в одній мережі. Він допомагає створювати облікові записи користувачів і керувати ними, контролювати доступ до ресурсів, забезпечувати зв’язок між пристроями та контролювати мережу.
особливості:
- Спільне використання баз даних і файлової системи
- Створення резервних копій
- Міжмережевий зв’язок
- Програма та принтери в одній мережі
- Такі функції безпеки, як контроль доступу та автентифікація
Переваги:
- Він пропонує віддалений доступ до серверів з різних місць
- Він забезпечує хорошу безпеку
- Висока стабільність
Недоліки:
- Висока вартість
- Він вимагає регулярного догляду
- Залежить від центрального розташування
#7. Розподілена ОС
Розподілена ОС — це сукупність кількох автономних комп’ютерів, фізично відокремлених, але з’єднаних за допомогою централізованої мережі, обладнаної розподіленими системами. Автономні системи можуть обмінюватися даними з кожною системою, отримуючи доступ до файлів і ресурсів, а також обмінюючись ними та виконуючи різні завдання.
особливості:
- Спільне використання ресурсів
- Паралелізм
- Масштабованість
- Відмовостійкість
- Неоднорідність
- Прозорість
- Відкритість
Переваги:
- Співвідношення ціна-якість краще
- Він гнучкий
- Він має більш високу доступність і надійність
- Він пропонує розширюваність
Недоліки:
- Якщо вузол намагається надіслати дані одночасно, мережа стає перевантаженою
- Відповідне програмне забезпечення наразі недоступне
- Через легкий доступ безпека може бути проблемою
#8. Мобільна ОС
Мобільна операційна система – це система, яка дозволяє планшетам, смартфонам та іншим пов’язаним пристроям з легкістю запускати програми та програми. Він забезпечує інтерфейс між програмними функціями та апаратними компонентами. Він представляє плитки, значки, інформацію, доступ до програм тощо під час увімкнення.
особливості:
- Управління пристроєм
- Планування або керування процесором
- Управління пам’яттю
- Безпека, як-от паролі, сканування відбитків пальців тощо.
- Керування файлами
- Виявлення помилок
- Відстеження продуктивності системи
Переваги:
- Це зручно для користувача
- Вони легкі
- Це дозволяє користувачам налаштовувати свої пристрої відповідно до своїх потреб
- Нові оновлення випускаються часто
Недоліки:
- Більшість мобільних ОС розроблено для виконання завдань для певного обладнання, наприклад Apple iOS
- Мобільна ОС вразлива до порушень безпеки
- Термін служби батареї обмежений
- Вам потрібно вручну оновити апаратне забезпечення, коли на ринку з’явиться нова версія
#9. Вбудована ОС
Вбудована операційна система призначена для виконання завдань для певного пристрою, але не для комп’ютера. Основною метою є виконання коду, який дозволяє пристрою виконувати свою роботу. Крім того, ця система робить апаратне забезпечення доступним для програмного забезпечення.
особливості:
- Робота в реальному часі
- Низька вартість виготовлення
- Жорсткі дизайнерські обмеження
- Механізми захисту
Переваги:
- Він портативний
- Вимоги до обладнання менші
- Це швидше в порівнянні з іншими ОС
- Це дуже передбачувано
Недоліки:
- Потрібна висока модифікація
- Кастомізація вимагає більше часу
- Менше оптимізації
#10. ОС віртуалізації
ОС віртуалізації означає використання програмного забезпечення, яке імітує функціональність апаратного забезпечення у віртуальній системі. Це дозволяє ІТ-організаціям керувати кількома операційними системами. Це дозволяє апаратному забезпеченню виконувати кілька образів ОС одночасно.
особливості:
- Розподіл ресурсів
- Легкий
- Масштабованість
- Легке управління
- Портативність
- Безпека
Переваги:
- Це дозволяє підвищити ефективність використання ресурсів
- Це істотно знижує собівартість
- Розгортання відбувається швидко
Недоліки:
- Оскільки контейнери використовують подібну хост-ОС, існують ризики безпеки
- Ізоляція обмежена
- Налаштування та керування складними, вимагають додаткових знань і навичок
- Доступ до обладнання обмежений
#11. Хмарна ОС
Хмарна ОС розроблена для роботи з середовищами віртуалізації та хмарних обчислень. Він керує роботою кількох віртуальних машин. Його функції можуть відрізнятися залежно від використовуваних хмарних служб і віртуального середовища.
Крім того, він може керувати роботою, виконанням і обробкою різних віртуальних інфраструктур, віртуальних машин і віртуальних серверів.
особливості:
- Його можна легко масштабувати відповідно до вимог
- Можна інтегрувати функції безпеки, наприклад двофакторну автентифікацію, єдиний вхід тощо.
- Інтегрує багато сучасних рішень
- Він пропонує функції резервного копіювання та відновлення.
Переваги:
- Він забезпечує більшу гнучкість, оскільки ви можете використовувати його будь-де та будь-коли
- Це дозволяє розробникам пришвидшити процес розробки завдяки швидкому розгортанню
- Ви платите за вибрані ресурси, отже, економічно ефективно
- Простіший доступ із будь-якого пристрою
Недоліки:
- Ви побачите, що це складно під час інтеграції з існуючими системами
- Виникнуть непередбачені витрати
- Ви повинні бути стурбовані ризиками безпеки, такими як онлайн-загрози та конфіденційність даних
- Ви можете зіткнутися з простоєм у разі стихійного лиха
Популярні операційні системи
Ось деякі з найбільш використовуваних операційних систем у світі:
ОС Windows
ОС Windows — це графічна операційна система від Microsoft. Це дозволяє користувачам без зусиль використовувати свої комп’ютерні системи, читати та зберігати дані, підключатися до Інтернету, грати в ігри, дивитися відео та запускати різні програми. Він доступний як для професійного, так і для особистого використання.
Відповідно до StatCounterце найбільш використовувана ОС у світі для персональних комп’ютерів із часткою ринку 69,51%% станом на липень 2023 року.
macOS
macOS — це ОС Unix, розроблена Apple Inc. Вона використовується в комп’ютерах Apple Mac. Завдяки оптимізації ОС для певного обладнання macOS швидко реагує на запити.
Крім того, це друга найбільш використовувана ОС в усьому світі в категорії персональних комп’ютерів з часткою ринку 20,44%.
Linux
Linux — це ОС з відкритим вихідним кодом, яка безпосередньо керує системними ресурсами та обладнанням, як-от пам’ять, сховище та ЦП.
ОС Linux знаходиться між апаратним забезпеченням і програмами та дозволяє фізичним ресурсам і програмним з’єднанням виконувати роботу. Вона йде після ОС Windows і macOS у світовому використанні ОС на персональних комп’ютерах з часткою ринку 3,24%.
Ubuntu
Це ОС на базі Linux на Debian, яка в основному складається з відкритого та безкоштовного програмного забезпечення. Ubuntu випускається у версіях для настільних комп’ютерів, ядра та сервера для пристроїв і роботів IoT. Це популярна ОС для хмарних обчислень.
Android
Android — це мобільна ОС на базі Linux, яка працює на планшетах і смартфонах. Ця платформа використовує ядро Linux, веб-браузер, програми кінцевого користувача та графічний інтерфейс користувача. Він використовує мову Java головним чином для написання свого коду та інших мов.
Основна мета Android — забезпечити кінцевим користувачам якісний досвід, зробивши її високоефективною ОС. Це також найбільш використовувана ОС у світі в категорії мобільних ОС з часткою ринку 70,9%, згідно з даними StatCounter.
iOS
Apple iOS — це мобільна операційна система, розроблена та продана Apple Inc. Вона працює на мобільних пристроях Apple і є найбільш встановленою мобільною ОС після Android з часткою ринку 28,36%, згідно з даними StatCounter. Крім того, він забезпечує стільниковий зв’язок, підтримку Bluetooth, Wi-Fi та VPN.
Висновок
На ринку доступні різні типи ОС, кожна з яких має різні набори функцій і функцій, а також плюси і мінуси.
Отже, якщо ви хочете вибрати правильну операційну систему для свого випадку використання, ретельно усвідомте свої потреби та бюджет. Ви повинні вибрати ОС, яка може ефективно керувати сховищем і пам’яттю, захищає вашу конфіденційність, захищає ваші дані та відповідає вашому бюджету.
Ви також можете ознайомитися з безкоштовними операційними системами для тестування на проникнення та цифрової експертизи.