Операционная система: Сердце компьютера

Слайд 1. Операционная система: Сердце компьютера

Слайд 2. Что такое ОС?

Операционная система (ОС) — это комплекс программ, обеспечивающих управление ресурсами компьютера и взаимодействие пользователя с аппаратным обеспечением.

Без ОС компьютер — это просто набор «железа», не способный выполнять задачи пользователя.

Слайд 3. Зачем нужна ОС?

Управление памятью и процессором

Работа с файловой системой

Обеспечение интерфейса пользователя

Управление внешними устройствами (драйверы)

Запуск и контроль приложений

Слайд 4. Классификация операционных систем

Слайд 5. Виды ОС по назначению

Для ПК и ноутбуков (Windows, macOS, Linux). Ориентированы на работу одного пользователя.

Для смартфонов и планшетов (Android, iOS). Экономия энергии и сенсорный ввод.

Для работы в сетях (Windows Server, Ubuntu Server). Высокая отказоустойчивость.

Для умных домов, роутеров, автомобилей (RTOS). Работа в реальном времени.

Слайд 6. Мировой рынок десктопных ОС

Windows сохраняет лидерство благодаря совместимости с большинством ПО и игр, в то время как macOS популярна в творческих индустриях.

Слайд 7. Лицензионная политика

Исходный код скрыт. Принадлежат компании-разработчику (Windows, macOS). Платная лицензия.

Код открыт для всех. Можно изменять и распространять (Linux, FreeBSD). Обычно бесплатны.

Слайд 8. Ядро системы — Kernel

Ядро — это центральная часть ОС, которая управляет доступом приложений к ресурсам компьютера. Оно работает в защищенном режиме и напрямую взаимодействует с CPU и RAM.

Различают монолитные ядра и микроядра.

Слайд 9. Основные функции ядра

Планирование процессов (распределение времени CPU)

Управление виртуальной памятью

Обработка прерываний от устройств

Обеспечение безопасности и разделение прав доступа

Сетевой стек (передача данных по сети)

Слайд 10. Сравнение популярных семейств ОС

Выбор ОС зависит от задач: Windows — для игр и офиса, Linux — для разработки и серверов, macOS — для дизайна.

Слайд 11. Ресурсы под управлением ОС

Слайд 12. Управление процессами

Программа в состоянии выполнения с выделенными ей ресурсами.

Минимальная единица работы, которой ОС выделяет время процессора.

Способность ОС выполнять несколько процессов одновременно (параллельно или по очереди).

Слайд 13. Драйверы устройств

Драйвер — это специальная программа, через которую ОС общается с «железом».

Каждому устройству (видеокарта, принтер) нужен свой драйвер.

Технология Plug-and-Play позволяет ОС автоматически находить драйверы.

Слайд 14. Файловая система

Файловая система определяет способ организации, хранения и именования данных на носителях. Примеры: NTFS (Windows), ext4 (Linux), APFS (macOS).

ОС скрывает физическую структуру диска, представляя её пользователю в виде папок и файлов.

Слайд 15. Типы пользовательских интерфейсов

CLI — Интерфейс командной строки (текстовый ввод)

GUI — Графический интерфейс (окна, иконки, мышь)

Слайд 16. Практические аспекты и примеры

Слайд 17. Алгоритм загрузки ОС (Bootstrapping)

1. Включение питания

2. Тестирование оборудования (POST)

3. Запуск загрузчика из BIOS/UEFI

4. Загрузка ядра ОС в память

5. Запуск системных служб и GUI

Слайд 18. Виртуализация

Технология, позволяющая запускать одну ОС внутри другой с помощью гипервизора (например, VirtualBox).

Это полезно для тестирования программ в разных средах без смены основной системы.

Слайд 19. Потребление ресурсов (пример)

Значения в ГБ оперативной памяти. Легковесные дистрибутивы Linux требуют значительно меньше ресурсов для работы системы «вхолостую».

Слайд 20. Операционная система — это не просто программа, это среда обитания для ваших данных и приложений.

— Современная концепция информатики

Слайд 21. Отличительные признаки современных ОС

Многозадачность (выполнение многих дел сразу)

Многопользовательский режим (разные учетные записи)

Поддержка Plug-and-Play

Сетевая интеграция

Виртуализация памяти

Слайд 22. Облачные операционные системы

ChromeOS — пример системы, где большинство вычислений и хранение данных происходит в облаке. Локально работает только браузер.

Плюсы: минимальные требования к железу, высокая безопасность. Минусы: зависимость от интернета.

Слайд 23. Эволюция Windows

1985

2001

2015

2021

Windows 1.0 (надстройка над MS-DOS)

Windows XP (объединение домашних и бизнес линеек)

Windows 10 (единая ОС для разных устройств)

Windows 11 (новый дизайн и поддержка Android-приложений)

Слайд 24. Мобильные ОС: Android vs iOS

Слайд 25. Вопросы для обсуждения

Может ли компьютер работать совсем без операционной системы?

Почему Linux считается более безопасной системой, чем Windows?

В чем преимущество открытого исходного кода для обычного пользователя?

Какое будущее у ОС: останутся ли они локальными или уйдут в облако?

Слайд 26. Задание: Диспетчер задач

Откройте диспетчер задач в вашей ОС (Ctrl+Shift+Esc в Windows). Найдите вкладку «Производительность».

Посмотрите, какой процент ресурсов CPU и RAM потребляет сама система и запущенные вами приложения.

Слайд 27. Файловые системы: кратко

Слайд 28. Безопасность ОС

Современные ОС включают встроенные брандмауэры (файрволы) и антивирусы. Важным элементом является разграничение прав: обычный пользователь не может изменять системные файлы без прав администратора (sudo в Linux или UAC в Windows).

Слайд 29. Подведем итоги

ОС — это посредник между железом и пользователем.

Главные функции: управление ресурсами и файлами, интерфейс.

Ядро — сердце системы, драйверы — переводчики для устройств.

Основные семейства сегодня: Windows, Linux, macOS, Android и iOS.

Выбор ОС зависит от аппаратных ресурсов и профессиональных задач.

Слайд 30. Спасибо за внимание! Есть вопросы?