Системное ПО и операционные системы

Слайд 1. Системное ПО Операционные системы

Слайд 2. Что такое программное обеспечение?

Программное обеспечение (ПО) — это совокупность всех программ, предназначенных для выполнения задач на компьютере. Без ПО аппаратная часть («железо») — это просто набор электронных компонентов, не способных к работе.

Слайд 3. Классификация ПО

Управляет ресурсами компьютера и обеспечивает работу других программ.

Предназначено для решения конкретных пользовательских задач (редакторы, игры).

Средства для создания новых программ (языки программирования, IDE).

Слайд 4. Системное программное обеспечение

Системное ПО — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами компьютерной системы (процессором, памятью, устройствами ввода-вывода) и предоставляют среду для исполнения прикладных программ. Оно является «прослойкой» между аппаратным обеспечением и пользователем.

Слайд 5. Состав системного ПО

Операционные системы (основа управления)

Драйверы устройств (связь с «железом»)

Утилиты (обслуживание системы)

Антивирусные программы

Программы архивации данных

Слайд 6. Операционная система (ОС)

ОС — это главная часть системного ПО, которая загружается при включении компьютера. Она управляет выполнением всех программ, распределяет оперативную память, организует хранение данных на дисках и обеспечивает взаимодействие с пользователем.

Слайд 7. Структура операционной системы

ОС состоит из нескольких уровней. Ядро взаимодействует с оборудованием, а оболочка — с пользователем. Драйверы позволяют ядру понимать команды конкретных устройств.

Слайд 8. Основные функции ОС

Управление процессами (запуск и остановка программ)

Управление памятью (распределение $RAM$)

Управление файлами (создание, удаление, поиск)

Управление устройствами (ввод и вывод данных)

Обеспечение безопасности и прав доступа

Предоставление интерфейса пользователю

Слайд 9. Виды пользовательских интерфейсов

Пользователь вводит текстовые команды. Требует знания синтаксиса, но потребляет минимум ресурсов и эффективен для серверов.

Взаимодействие через окна, иконки и меню с помощью мыши. Интуитивно понятен для большинства пользователей.

Слайд 10. Файловая система

Файловая система определяет способ организации, хранения и именования данных на носителях. Примеры популярных систем: $\text{NTFS}$ (Windows), $\text{ext4}$ (Linux), $\text{APFS}$ (macOS).

Слайд 11. Иерархическая структура файлов

Слайд 12. Драйверы: переводчики для системы

Драйвер — это специальная программа, которая позволяет ОС взаимодействовать с конкретным устройством (принтером, видеокартой). Без драйвера ОС не будет знать, как отправить данные на устройство.

Слайд 13. Утилиты для обслуживания

Дефрагментация диска — оптимизация расположения файлов

Очистка диска — удаление временных и ненужных файлов

Архиваторы — сжатие данных для экономии места

Монитор ресурсов — отслеживание нагрузки на процессор и сеть

Слайд 14. Многозадачность

Современные ОС позволяют выполнять несколько процессов одновременно. Ядро переключает внимание процессора между задачами так быстро, что пользователю кажется, будто они работают параллельно.

Слайд 15. Управление оперативной памятью

ОС следит за тем, чтобы программы не мешали друг другу в памяти. Если физической памяти ($RAM$) не хватает, используется виртуальная память — часть жесткого диска (файл подкачки), куда временно выгружаются неиспользуемые данные.

Слайд 16. Доли рынка десктопных ОС (2024)

Windows остается доминирующей системой для персональных компьютеров благодаря огромному количеству совместимого ПО.

Слайд 17. Сравнение популярных ОС

Универсальность, поддержка игр, платный продукт.

Открытый код, безопасность, бесплатность, сложность настройки.

Стабильность, дизайн, работает только на устройствах Apple.

Слайд 18. Мобильные операционные системы

Основана на ядре Linux. Открытая система, используется сотнями производителей смартфонов.

Закрытая система от Apple. Высокая оптимизация и строгий контроль качества приложений.

Слайд 19. Открытое и проприетарное ПО

Проприетарное ПО (Windows, macOS) принадлежит разработчику. Пользователь покупает лицензию на использование, но не может менять код.

Open Source (Linux) позволяет любому человеку изучать, изменять и распространять исходный код программы.

Слайд 20. Безопасность в ОС

Разграничение прав пользователей

Регулярные обновления безопасности

Встроенные брандмауэры (Firewalls)

Шифрование данных на диске

Слайд 21. Эволюция операционных систем

1969

1985

1991

2007

Создание UNIX — прародителя современных систем.

Выход Windows 1.0 — графической надстройки над MS-DOS.

Линус Торвальдс представил первую версию ядра Linux.

Появление iOS и Android — начало эры мобильных ОС.

Слайд 22. Вопросы для обсуждения

Может ли компьютер работать без операционной системы?

Почему большинство серверов в мире работают на Linux, а домашние ПК — на Windows?

В чем главная опасность использования устаревших версий ОС?

Как вы думаете, появятся ли в будущем единые ОС для всех типов устройств?

Слайд 23. Практический совет

Чтобы узнать подробную информацию о вашей ОС и аппаратном обеспечении в Windows, нажмите сочетание клавиш $Win+R$ и введите команду `msinfo32`. Это откроет окно «Сведения о системе».

Слайд 24. Подведем итоги

Системное ПО — это фундамент, на котором строятся все вычисления.

Операционная система управляет ресурсами и обеспечивает интерфейс.

Драйверы и утилиты дополняют функции ОС, поддерживая «здоровье» системы.

Выбор ОС зависит от задач: работа, игры, программирование или серверные нужды.

Слайд 25. Спасибо за внимание!