Операционная система (ОС) — это главная программа, которая запускается при включении компьютера. Она позволяет пользователям компьютера работать с файлами, пользоваться Интернетом и запускать в окошках другие программы, игры, фильмы, музыку. Популярная операционная система Windows переводится как "Окна". А ещё бывают серверные ОС — они работают без окошек и управляют сайтами и базами данных.
Виды ОС: Windows, Linux, macOS и не только
Самые популярные операционные системы для домашних компьютеров и ноутбуков — это Windows, Linux и macOS.
Windows — это операционная система, сделанная корпорацией Microsoft. Она платная.
Linux (читается "линукс") — это операционная система, такая же как Windows, только другая. И бесплатная.
macOS — это операционная система от компании Apple. Она стоит только на компьютерах Mac — MacBook, iMac, Mac mini. Отдельно купить её и поставить на обычный ноутбук не получится.
FreeBSD — почти как Linux, но устроена иначе. Тоже бесплатная.
Популярные мобильные операционные системы:
iOS — стоит на iPhone и iPad. Делает Apple.
Android — стоит на телефонах и планшетах. Родственник Linux. Делает Google.
HarmonyOS — операционная система от китайской компании Huawei.
За пределами вышеперечисленных операционных систем существует целый мир других ОС, их сотни или тысячи, смотря как и что считать. Они работают в вашем телефоне, в машине, в умной колонке, на серверах и внутри военной техники. Просто мы их не замечаем — потому что хорошая ОС не привлекает к себе внимания, она ПРОСТО РАБОТАЕТ.
Графический интерфейс операционной системы и не только
Когда люди говорят"операционная система", они чаще всего имеют в виду то, что видят на экране: окошки, иконки, кнопки, панель задач, красивые обои. Это называется графический интерфейс (или GUI — от английского Graphical User Interface).
Но операционная система — это не только картинки. Графический интерфейс — всего лишь надстройка. Одна из многих программ, которые запускаются поверх ядра ОС при старте. Просто очень важная и самая заметная. В мобильных ОС она обычно называется Launcher (лаунчер — "пускатель").
Графический интерфейс — это то, что позволяет вам взаимодействовать с операционной системой с помощью клавиатуры и мышки. У каждой операционной системы он выглядит по-своему.
- Windows — свой интерфейс, который менялся от версии к версии: от серых окошек Windows 95 до современного плиточного стиля Windows 11.
- macOS — свой, с док-панелью внизу, красивыми значками и плавными анимациями.
- Linux — тут сложнее. У Linux нет одного интерфейса. Их десятки. Можно поставить Gnome (как в Ubuntu), можно KDE (больше похож на Windows), можно Xfce (для старых компьютеров) и много других. И все они будут работать на одном и том же Linux.
Графический интерфейс — удобно. Но это не единственный способ общаться с операционной системой.
Есть ещё командная строка (или CLI — Command Line Interface). Это когда нет никаких окошек и иконок. Только чёрный экран, приглашение типа C:\> или $, и курсор. Вы вводите команды с клавиатуры, нажимаете Enter — компьютер выполняет.
Выглядит непривычно и страшно, но на самом деле командная строка очень мощная. Одной строчкой можно сделать то, на что в графическом интерфейсе у администратора уйдёт пять минут. Серверные ОС часто не имеют графического интерфейса — только командная строка. Зато она не потребляет много памяти и процессора на генерацию красивых картинок.
Примеры командной строки:
- В Windows это cmd.exe (командная строка) или более современный PowerShell.
- В Linux и macOS это терминал (bash, zsh и другие).
Есть еще способы управления ОС:
- Сенсорный интерфейс
- Голосовой интерфейс
- Жесты
Графический интерфейс — это лицо операционной системы. Но не сама система. ОС может работать вообще без экрана, без мышки, без клавиатуры — на сервере в подвале. А графический интерфейс — это просто удобная обёртка для обычного человека.
Клиентские и серверные операционные системы
Все операционные системы можно разделить на два больших семейства: клиентские и серверные. Это один из моих любимых вопросов на собеседованиях.
Клиентские операционные системы — это те, с которыми работает живой человек. Или не работает, а просто сидит, или играет, или общается. В этих операционных системах есть графическая оболочка: рабочий стол, окошки, иконки, кнопки. Вы запускаете компьютер, видите красивую картинку, тыкаете мышкой — это клиентская ОС.
Клиентские ОС делают так, чтобы пользователю было удобно. Чтобы музыка играла, фильмы показывали, игры шпилили. Большая ставка здесь делается на красоту, удобство, юзабилити.
Серверные операционные системы — это те, за которыми не сидят люди. Админы, конечно, люди, но их здесь не рассматриваем. Эти операционные системы предназначены для обслуживания программ и других ОС. Они работают на мощных компьютерах где-нибудь в подвалах, серверных или в дата-центрах. У них нет монитора, мышки, клавиатуры. А если монитор и есть, то на нём обычно нет графического интерфейса, а есть какая-нибудь консоль — чёрный экран с белыми буквами.
По сути, серверная ОС — это та же клиентская, но обрезанная и заточенная под работу без людей. У неё нет голосового помощника, магазина приложений, красивых анимаций. Зато есть инструменты для управления сотнями пользователей, для настройки сети и безопасности.
Выше мы приводили список клиентских и мобильных операционных систем, посмотрим на популярные серверные ОС.
Семейство Windows
Windows Server — это серверная версия от Microsoft. Она платная. У неё есть несколько редакций под разный размер бизнеса: Essentials, Standard, Datacenter. В Windows Server есть привычный графический интерфейс, как у обычной Windows. Поэтому изучать её администрирование проще, чем другие серверные ОС.
Семейство Linux
Большинство сайтов в интернете работают на серверных ОС на базе Linux:
Ubuntu Server — одна из самых популярных серверных ОС. Дружелюбная, документированная, бесплатная.
Debian — считается самой стабильной. Нужна система, которая не упадет годами, — ставь Debian. Бесплатная. Ubuntu Server основана на Debian.
CentOS / Rocky Linux / AlmaLinux — это энтерпрайз-версии Linux. Их тоже делают так, чтобы они работали без сбоев много лет. Бесплатные.
Red Hat Enterprise Linux (RHEL) — платный корпоративный Linux от американской компании Red Hat. Дорогой, но с официальной поддержкой. Многие бесплатные системы (CentOS, Rocky, AlmaLinux) совместимы с ним.
openSUSE — популярный дистрибутив с несколькими серверными версиями: Leap (обычная), MicroOS (для контейнеров), Leap Micro (для встраиваемых устройств)
Oracle Linux — серверная ОС от компании Oracle. Бесплатная, но поддержка платная. Совместима с Red Hat.
Семейство BSD
FreeBSD — это не Linux, а другая UNIX-система. Тоже бесплатная. Считается очень надёжной и быстрой в сетевых задачах.
NetBSD и OpenBSD — родственники FreeBSD. OpenBSD славится своей безопасностью. NetBSD — тем, что работает почти на любом железе.
Специальные серверные ОС
Kali Linux — специальная версия Linux для тестирования безопасности. У неё есть серверные сборки.
Raspberry Pi OS — серверная версия для одноплатников Raspberry Pi.
Гипервизоры — рассмотрим отдельно.
Можно ли использовать серверную ОС дома?
Можно, у меня есть. Но вам, скорее всего, не понравится.
Гипервизоры и виртуализация
Гипервизор — это программа, которая позволяет запускать на одном компьютере несколько операционных систем одновременно. И все они будут работать так, будто у каждой своё собственное железо.
Гипервизор является одним из основных ингредиентов блюда, под названием "виртуализация". Гипервизор позволяет запустить на одном железе несколько виртуальных машин.
Представьте, что у вас один физический компьютер. Один процессор, одна оперативная память, один жёсткий диск. Вы ставите гипервизор — и он создаёт внутри несколько виртуальных компьютеров. На каждом можно установить свою операционную систему. На одном — Windows, на втором — Linux, на третьем — FreeBSD. И они будут работать одновременно.
Гипервизор решает, кому сколько процессора дать, кому сколько памяти выделить, кто будет работать с диском в данный момент.
Виртуализация и гипервизоры нужны для самых разных задач:
- Экономия железа. Раньше под каждую задачу покупали отдельный сервер. С гипервизором можно всё это запустить на одном мощном сервере, но в разных виртуальных машинах. Это дешевле.
- Изоляция. Если одна гостевая ОС упадёт или её взломают, остальные продолжат работать. Гипервизор их защищает друг от друга.
- Тестирование. Разработчики и администраторы любят гипервизоры. Можно на рабочем компьютере запустить виртуальную машину с Windows XP и проверить, как на ней работает старый софт. И ничего не сломать.
- Облака. Всё, что работает в AWS, Google Cloud, Яндекс.Облаке — это виртуальные машины на гипервизорах. Вы арендуете не реальный сервер, а виртуальный.
Популярные гипервизоры
- VMware ESXi — самый популярный гипервизор. Платный.
- Proxmox VE — бесплатный гипервизор. Становится всё популярнее.
- Microsoft Hyper-V — гипервизор от Microsoft. Встроен в Windows Server и в некоторые редакции Windows 10/11.
- KVM (Kernel-based Virtual Machine) — встроенный гипервизор в ядро Linux. Почти все облачные провайдеры используют именно его. Бесплатный, быстрый, промышленный.
- VirtualBox — гипервизор, который устанавливается на клиентские ОС. Идеален для домашнего использования.
Можно ли использовать гипервизор дома?
Можно, у меня есть. Но вам, скорее всего, не нужно.
Как работает операционная система
У компьютера есть процессор, оперативная память, жёсткий диск, видеокарта, клавиатура, мышь. Всё это — железо. Программы (игры, браузер, Word) не умеют напрямую общаться с железом. Им нужен посредник. Этот посредник — операционная система.
ОС берёт на себя всю невидимую работу: как записать файл на диск, как отправить картинку на экран, как получить сигнал от клавиатуры. Программа просто говорит ОС: "Хочу открыть файл C:\doc\text.txt", а ОС уже сама разбирается, где этот файл лежит, свободен ли диск, есть ли у программы права на чтение.
Если заглянуть внутрь, ОС — это не одна программа, а целый набор программ и модулей.
Ядро — самая главная часть. Оно запускается первым, работает всё время, пока включён компьютер, и управляет всем самым важным: процессами, памятью, устройствами. Ядро работает в особом режиме — режиме ядра, где у него есть доступ ко всему железу. Обычные программы так не могут, у них прав меньше.
Драйверы — программы-переводчики. ОС говорит "выведи на экран красную точку", а видеокарта не понимает человеческого языка. Драйвер переводит с языка ОС на язык конкретного железа. Каждому устройству нужен свой драйвер: для видеокарты, для принтера, для мышки.
Системные службы — программы, которые работают в фоне и делают полезные вещи: управляют сетью, следят за временем, проверяют, не зависла ли программа.
Пользовательский интерфейс — то, что видит человек. Графическая оболочка.
Процессы
Каждая запущенная программа — это процесс. Вы открыли браузер — создался процесс. Открыли вторую вкладку — ещё один процесс. Игра запустилась — процесс.
Процессор не может делать несколько дел одновременно, но он умеет делать их по очереди. ОС создаёт иллюзию: она быстро переключается между процессами, даёт каждому по маленькому кусочку времени. Кажется, что программы работают параллельно. А в многоядерных CPU они действительно работают параллельно, каждый процесс на своём ядре.
ОС решает, какому процессу сколько времени дать. Игре — много, фоновой службе обновлений — чуть-чуть, а если какая-то программа зависла — ОС может её принудительно закрыть.
Память
Оперативная память — это место, где хранятся данные, с которыми процессор работает прямо сейчас. Она быстрая, но не сохраняется при отключении электропитания. Когда памяти не хватает, ОС начинает использовать жёсткий диск как "медленную память". Это называется свопинг или подкачка.
ОС следит, чтобы программы не лезли в чужую память. Каждый процесс живёт в своём изолированном пространстве. Если программа захочет прочитать данные другой программы — у неё не получится. Исключение — если программа работает в режиме ядра, но туда обычные приложения не допускаются.
Файлы
Файловая система — это то, как ОС хранит файлы на диске. У Windows одна файловая система (NTFS, раньше FAT32), у Linux — другие (ext4, btrfs), у macOS — третья (APFS).
Файловая система решает, где физически на диске будет лежать ваш реферат, как быстро его найти, как защитить от других пользователей, что делать, если файл удалили.
Устройства
Когда вы двигаете мышкой, железо посылает сигнал — прерывание. Процессор бросает все свои дела и говорит: "ОС, у нас событие!". ОС просыпается, смотрит, что случилось, вызывает нужный драйвер, а драйвер уже разбирается: "Ага, мышка подвинулась на 5 пикселей вправо, надо передвинуть курсор". И только потом возвращается к тому, что делала до этого.
Так работают все устройства: клавиатура, звук, сеть, даже таймер, который будит ОС каждую миллисекунду, чтобы она не забыла переключить задачи.
Безопасность
ОС не даёт программам делать всё что они хотят. Есть два режима: режим ядра и пользовательский режим.
В режиме ядра работает сама ОС. У неё есть доступ ко всему: к памяти, к устройствам, к другим процессам.
В пользовательском режиме работают обычные программы — браузер, игра, Word. У них прав мало. Они не могут трогать чужие процессы, не могут напрямую обращаться к диску или видеокарте — только через ОС.
У ОС есть система прав доступа. У каждого файла есть владелец и список, кто может его читать, писать или запускать.
Операционная система работает как диспетчер. Она распределяет ресурсы между программами и следит, чтобы никто ничего не сломал. Вы этого не замечаете — так и задумано. ОС должна быть незаметной, и быстрой, и должна работать, желательно без глюков.
С чего началась операционная система
Сегодня ОС есть в каждом компьютере, телефоне и даже холодильнике. Но так было не всегда.
1940-е: Без ОС
Первые компьютеры не имели никакой операционной системы. Чтобы запустить программу, нужно было вручную переключать тумблеры часами. Никаких окошек, никакой командной строки.
1950-е: Первые ОС
Компьютеры стали дорогими, простаивать им было нельзя. Появились первые ОС — они умели только загружать программу с перфокарты и выполнять её. Одна за другой.
Я не такой древний, но перфокарты видел и в руках держал.
1969 год: Рождение UNIX
В лабораториях Bell Labs Кен Томпсон и Деннис Ритчи написали UNIX. Главная идея: "всё есть файл". UNIX стал основой для многих современных систем. macOS — потомок UNIX. Linux — клон UNIX. Android и iOS внутри имеют UNIX-подобное ядро.
1980-е: Персональные компьютеры
Появились первые ПК для дома и офиса. Компьютеры стали меньше и дешевле.
- MS-DOS от Microsoft — только командная строка, никакой графики.
- Mac OS Classic (1984) — первая массовая ОС с окошками, иконками и мышкой. Революция!
1991 год: Рождение Linux
Студент Линус Торвальдс пишет: "Я делаю свободную операционную систему, просто как хобби... большой и профессиональной она не будет…". Так родился Linux. Сейчас Linux управляет большинством серверов в Интернете.
1995 год: Windows 95
Гигантский успех. Пуск, панель задач, Plug and Play. Компьютер перестал быть инструментом для инженеров и стал домашним развлечением.
2000-е: Смартфоны
- 2007 — iPhone с iOS. Смартфон, который управляется пальцами.
- 2008 — Android от Google. Бесплатно для всех производителей. Смартфоны заполонили мир.
- 2009 — Windows 7. Удачная, быстрая, удобная.
2015 год: Windows 10
Стабильная, удобная. Microsoft сказала, что это "последняя Windows" — дальше будут только обновления. Однако...
2021 — Windows 11
Закруглённые уголки.
Потом
Расцвет Linux в облаках. Российские ОС.
Сейчас
Четыре главные ОС для обычного человека: Windows (дома и в офисах), macOS (на компьютерах Apple), Android и iOS (на смартфонах).
Linux остаётся невидимкой — он внутри серверов, внутри Android, внутри умных колонок и телевизоров. Его не видно, но без него Интернет бы не работал.
Все современные операционные системы выросли из идей, заложенных десятилетия назад.
Выбор операционной системы
Вы решили выбрать операционную систему. Или вам нужно поставить ОС на новый компьютер. Или надоела старая. Что выбрать?
Для домашнего компьютера или ноутбука
Windows — если вы не можете выбрать. Игры, работа, интернет, общение. Всё работает, всё есть. Программ больше, чем где бы то ни было. Конкретную версию: сейчас это Windows 11.
macOS — если у вас компьютер Apple. Другой вариант не предусмотрен. Отдельно macOS не продаётся, только в сборе с MacBook, iMac или Mac mini. Выбирают дизайнеры, музыканты, видеомонтажёры и те, кому просто нравится Apple.
Linux — если хочется бесплатно, если компьютер старый и тормозит, или если вы программист. Игр мало. Главная проблема: привыкать придётся.
Для старого компьютера
У вас пылится ноутбук 2015 года, на Windows он еле ползает? Не выкидывайте. Поставьте Linux.
- Linux Mint Xfce — похож на Windows, не пугает, работает быстро.
- Xubuntu — официальная версия Ubuntu с лёгким окружением Xfce.
- Zorin OS Lite — специально сделана, чтобы пересесть с Windows было проще.
Что можно сделать со старым компьютером?
Для программиста или системного администратора
Linux или macOS. Обе системы — UNIX в основе. Терминал, bash, ssh, Python, Docker, Git — всё работает как надо.
Windows раньше не любили программисты, но сейчас ситуация изменилась. Есть WSL (Windows Subsystem for Linux) — вы включаете Linux внутри Windows и работаете как на обычном Linux, не выходя из Windows. Очень удобно. Многие ИТ-шники теперь сидят на Windows + WSL.
Для сервера
- Linux — без вариантов. Ubuntu Server, Debian, Rocky Linux. Надёжно, бесплатно, проверено.
- FreeBSD — если нужна особая надёжность и сетевые задачи. Редко, но метко.
- Windows Server — если в компании всё завязано на Microsoft.
Для дизайна и видео
macOS — исторически так сложилось. Final Cut Pro, Logic Pro, крутая цветопередача, ретина-экраны. Лавандовый раф в комплект не входит.
Но на Windows тоже всё есть: Adobe (Photoshop, After Effects, Premiere) работает отлично. Можно спорить, а можно просто работать там, где удобно.
Для игр
Windows. Безальтернативно. Не потому что Linux плохая, а потому что игры пишут под Windows.
Про мобильные устройства
Тут выбора нет. Купили iPhone — будет iOS. Купили смартфон Samsung, Xiaomi, Honor — будет Android. HarmonyOS — только на устройствах Huawei. Выбор мобильной ОС — это выбор бренда телефона.
Будущее операционных систем
Заглядывать в будущее — дело неблагодарное. В 1980-х никто не предсказал Интернет у каждого в кармане. В 1990-х считали, что Linux никогда не станет популярным. Тем не менее, какие-то тренды уже видны.
ИИ внутри операционной системы — это не будущее, а уже настоящее. "Глубина, глубина. Я не твой" (С. Лукьяненко).
Дальше — больше. ИИ будет предугадывать ваши действия: открыть папку, которую вы обычно открываете в это время. Закрыть фоновые программы, чтобы не жрали батарею. Написать ответ за вас. Браузер уже исправляет мои опечатки при вводе в URL.
Одна ОС — на всех устройствах. Это даже не в ОС дело, а в адаптивных графических оболочках.
Тесное сближение ОС друг с другом. WSL, Wine, Parallels Desktop и прочее.
Облачные ОС. Ваш рабочий стол — не на вашем компьютере, а в Интернете. ChromeOS так и работала, но Google планирует поэтапно полностью отказаться от операционной системы. Её вытесняет Android.
Отказ от x86 в пользу ARM. Раньше сервера и ПК были на x86 (Intel, AMD). Смартфоны — на ARM (экономные, без вентиляторов, но слабые). Сейчас ARM становится мощным. Mac на M1, M2, M3 живут весь день без розетки. Windows на ARM (Snapdragon X Elite) такое же. Сервера AWS Graviton — уже ARM.
Rust. Ядро Linux и Windows написаны на C. Это опасный язык: программист ошибся — и система упала. Rust — новый язык, который не даёт стрелять себе в ногу. Microsoft уже переписывает части Windows на Rust. Linux постепенно внедряет Rust-драйверы. Думалось, что процесс займёт десятилетия, но ИИ приблизил сроки.
Заключение
История ОС прошла долгий путь от тумблеров и ламп до сенсорных экранов и голосового управления. От одной программы на компьютер до тысяч процессов, работающих одновременно. От гигантских машин в подвалах до компьютеров в кармане.
Мы не всё затронули, пропустили разные виды ядра ОС, не стали подробно писать про многоядерные процессоры и многопроцессорные архитектуры. Не рассказали про поддержку ИИ в CPU, про ИИ-чипы, про квантовые и оптические компьютеры.
Но всё равно, мы многое узнали.
Что мы узнали
Мы узнали что операционная система — это не окошки и не кнопки. Это главная программа, которая управляет железом, распределяет ресурсы и даёт другим программам работать. Графический интерфейс — всего лишь красивая обёртка. А бывают ОС вообще без обёртки — серверные, которые пашут в подвалах годами без перезагрузки.
Видов ОС много. Для дома — Windows, macOS, Linux. Для телефона — Android и iOS. Для серверов — Linux, Windows Server.
Виртуализация позволяет запускать несколько ОС на одном компьютере. Гипервизор — главный ингредиент.
Выбор ОС зависит от задач. Игры — Windows. Дизайн — macOS. Старый компьютер — Linux. Лучшая ОС — та, на которой удобно вам.
Будущее — ИИ внутри системы (я написал эту статью и скинул на проверку в GPT).
Если вы дочитали до сюда — вы знаете об ОС больше, чем 90% людей вокруг.
Ответ на главный вопрос
А теперь ответим на главный вопрос. Какая операционная система самая лучшая? Ответ прост — та, которая вам больше нравится. Та, на которой вам удобно работать.
И это не изменится никогда.
Источник:
Если вам понравилась статья, то ставьте 👍🏻 каналу. Пишите комментарии, задавайте вопросы, подписывайтесь.