Операционная система виндовс что это

Изучение программирования

С крепкими знаниями в области информатики и хотя бы базовым пониманием программирования вам нужно набраться опыта в разработке проектов.

Udacity: Software Development Process — отличный курс для тех, кто ещё не принимал участие в крупных проектах. Тут вас ознакомят с подробностями рабочего процесса и работой с инструментарием (например Git), а также расскажут о настройке интегрированной среды разработки.

Изучение языков программирования

Для разработки операционной системы вам понадобится освоить минимум два языка программирования:

• низкоуровневый язык ассемблера;
• высокоуровневый язык программирования.

Первый используется для работы напрямую с процессором. Процессор «понимает» только машинный код, и для каждого типа процессора есть только один соответствующий язык. Одной из самых популярных архитектур процессора является x86. Она была разработана компанией Intel и на текущий момент широко используется многими производителями компьютерного железа, включая AMD. По этой причине в этой статье акцент будет именно на архитектуру x86.

Высокоуровневые языки программирования, в свою очередь, работают сразу на нескольких архитектурах. Самый популярный из таких языков — Cи. Чаще всего именно на нём и пишутся операционные системы. Но это не означает, что этот язык единственный. Для написания ОС можно использовать и более высокоуровневые языки, например C++ или Python.

Язык ассемблера для x86

«x86 Assembly Guide» — неплохо подойдёт для начального изучения ассемблера. Несмотря на то, что эта статья коротка для полного курса, в ней содержится всё необходимое для дальнейшего углубления.

Книга «Programming from the Ground Up» Джонатана Бартлетта является одной из основных по изучению ассемблера. В ней основами языка программирования подкрепляются базисы информатики.

Для изучения ассемблера есть ещё одна показательная книга — «The Art of Assembly Language», написанная Рэнди Гайдом. Изначально книга писалась специально для курсов, которые вёл автор в Калифорнийском университете Cal Poly и UC Riverside. В середине 90-х годов книга была признана определяющей в этой сфере.

Если вдруг вышеописанные материалы вам не подошли, вот ещё пара отличных книг:

• «Assembly Language Step-by-Step: Programming with Linux» Джефа Дантеманна;
• «Modern X86 Assembly Language Programming» Дэниэля Кассварма.

Кроме того, на нашем сайте есть статья о написании простейшего ядра под x86 на C.

Язык Cи

Как уже упоминалось выше, для написания ОС есть несколько высокоуровневых языков программирования. Однако самый популярный из них — Си.

Начать изучать этот язык можно отсюда. Этот ресурс ознакомит вас с базовыми понятиями и подготовит к более сложным задачам.

«Learn C the Hard Way» — название ещё одной книги. Кроме привычной теории в ней собрано много практических решений. Этот учебник расскажет обо всех аспектах языка.

Либо же можете выбрать одну из этих книг:

• «The C Programming Language» Кернигхана и Ритчи;
• «C Programming Absolute Beginner’s Guide» Пэрри и Миллера.

Вычисление разницы в Microsoft Excel

ASUS

Виды операционных систем

Самые распространные это ОС (ОС- операционная система, сокращение для удобства) семейства Windows (Виндоуз — «окна» с англ.), разработанные корпорацией Microsoft (Майкрософт). Возможно, Вы слышали про эту корпорацию и её основателя Билла Гейтса. Этой операционной системой пользуется очень много людей. Не исключение и посетители этого сайта, однако статистику я приведу позже.

Компьютеры Macintosh (Макинтош) снабжены операционной системой Mac OS (OS — Operating System, по-русски ОС — операционная система), которая  разрабатывается Apple (от англ. «apple» — яблоко). Работает она только на компьютерах от этой же компании.

Предыдущие две операционные системы стоят денег и причем немалых, однако есть и бесплатные. Самая популярная из них это операционная система Linux. Её логотип — это такой вот симпатичный пингвин. Эту операционную систему разработал Линус Торвальдс и сделал код (в предыдущей статье рассматривалось, что это такое) открытым, то есть каждый желающий мог что-то изменить, доработать, что и делали программисты-энтузиасты, дорабатывая эту ОС. Код же Windows и Mac OS закрыт, её ведь за деньги продают все-таки, Вы ведь наверное тоже не хотели бы что-то изобрести и дать всем возможность бесплатно пользоваться Вашей работой? А если хотели бы, то честь Вам и хвала. Однако недостатком Linux является её сложность, однако чем дальше, тем дружелюбнее она для пользователя.

Я привел только основные сведения об этих операционных системах, потому как для иного знаний пока недостаточно, если предположить, что Вы начали обучаться по статьям сайта kkg.by.

Хотелось бы заметить, что есть сотни других операционных систем которые применяются для специальных нужд, например для , для нужд робототехники, для систем контроля реального времени и др.

Относительно не так давно операционные системы стали появляться на маленьких компьютерах. Если Вы ладите с электронными устройствами, то Вам наверное понравится то, что операционные системы могут быть найдены на многих устройствах, которые мы используем каждый день, например на мобильных телефонах. Компьютеры, используемые в этих маленьких устройствах стали настолько мощными, что теперь на них можно запустить операционную систему и программы. Обычный мобильный телефон сейчас гораздо мощнее, чем настольный компьютер 20 лет назад.

Также надо бы познакомиться с некоторыми важными составляющими операционной системы. Это драйвер и графическая оболочка. О них речь пойдет в следующей статье, заключительной.

Linux

Также имеет множество версий, но наибольшей популярностью пользуются Mint и Ubuntu. Существуют различные сборки для разработчиков, дизайнеров, офиса, в которые включены самые необходимые компоненты – ничего лишнего.

В отличии от двух вышеупомянутых «гигантов», Linux – совершенно бесплатна и предназначена для узкого круга «юзеров». Хотя с каждым годом их количество увеличивается. Понятно, что этому продукту не суждено стать на один уровень с «окнами» Майкрософт, но своя аудитория у него имеется (так называемые, «линуксоиды»).

Хотите узнать историю развития и прочие детали о Линуксе – читайте в Wiki.

Как видите, основное назначение операционной системы – доставлять людям радость от общения с компьютером. Благодаря графическому интерфейсу, возможности подключения клавиатуры, мышки и прочих устройств с которыми «дружит» ОС, мы можем играть, работать, смотреть фильмы и бороздить просторы Интернета.

Понятие

Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Операционные системы нужны, если:

• вычислительная система используется для различных задач, причём программы, решающие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев операционная система отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные системы, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
• различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, операционные системы предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
• между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
• необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам);
• оператор должен иметь возможность так или иначе управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды — оболочка и наборы утилит — они могут являться частью операционной системы.

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как:

• использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
• многопользовательские (с разделением полномочий),
• многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой операционной системе. В составе операционной системы различают три группы компонентов:

• ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;
• системные библиотеки;
• оболочка с утилитами.

Большинство программ, как системных (входящих в операционную систему), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что система (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

В определении состава операционной системы значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав операционной системы включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).

oCam

Бесплатная и очень простенькая в использовании программа, позволяющая не только записывать видео с экрана компьютера со звуком, но и делать скриншоты. Поддерживает русский язык, но русифицирована не в полном объеме.

Скачайте приложение в интернете, установите и запустите его. Далее в меню нажмите «инструменты», затем «настройки». По умолчанию oCam выставляет приемлемые настройки захвата видео с экрана монитора. Давайте рассмотри самые необходимые настройки.

Глоссарий терминов, учебных видеороликов Тест вопросов теста знаний. Курс предназначен для самостоятельного изучения или под руководством учителя. После изучения всех элементов курса и проведения теста знаний участник имеет право самостоятельно выдавать сертификат, подтверждающий реализацию курса электронного обучения «Запись и обработка фильмов», подготовленного Варшавским университетом информатики.

Сертификат, подтверждающий курс. Анджей Майковский — преподаватель Варшавского технологического университета. Но мы также можем найти наборы с одной или тремя камерами. При необходимости ничто не помешает вам расширить систему с помощью дополнительных элементов. Камера имеет интересный, обтекаемый дизайн. Корпус выполнен из белого лакированного пластика. В верхней части есть одна кнопка для включения и установления связи с базовой станцией. Внизу производитель применил универсальную резьбу, к которой мы можем привинтить стенд или даже быстрый разъем от любого штатива.

1. Кодирование – здесь задается качество видео и звука. Вы можете изменить частоту кадров (FSP), качество (Quality) и битрейт аудио. Остальные параметры можете оставить, как есть.
2. Запись – здесь интересна опция включающая отображение указателя мыши и FSP в игре во время записи.
3. Хоткеи – назначение горячих клавиш для управления процессом.
4. Выделение – включение и выбор цвета подсветки курсора мыши.
5. Сохранение – назначение пути сохранения файла.
6. Ограничение – указание времени записываемого файла с возможностью задать действия, которые выполнятся после записи.
7. Watermark –добавление водяного знака с возможностью задать уровень прозрачности и положение.

В настройках очень просто разобраться. После их изменения кликните OK.

Конечно, нет ничего, чтобы остановить камеру от простого размещения на ровной поверхности. Рядом с вами можно увидеть выключатель разблокировки батарейного отсека. К сожалению, мы не смогли двигаться к этому более универсальному решению. Определенное утешение — это, конечно, тот факт, что в комплекте у нас есть полный набор батарей. Производитель заявляет, что его хватит на 6 месяцев.

В задней части имеется небольшая выемка — это действительно очень сильный магнит, который используется для прикрепления к упомянутой выше рукоятке. Это металлическое полушарие, предоставляющее пользователю широкий спектр возможностей, когда дело доходит до настройки и направления записи. Это прекрасно видно на одной из фотографий. На мой взгляд, этот механизм работает чудесно. Это очень практично, универсально и позволяет вам легко отсоединить камеру, когда это необходимо.

В окне программы есть несколько подписанных иконок. Давайте разберем их функционал.

1. Запись – нажмите на стрелку рядом с этим значком и выберите «запись изображения со звуком». Можно и записывать отдельно звук.
2. Снимок – фотографирует экран в формате, указанном в настройках.
3. Размер – выберите предустановленные размеры или полный экран. Когда oCam запущена, на дисплее отображается область с зеленым обрамлением, которое возможно перемещать и растягивать во все направления. Именно здесь Вы и задаете размер этой обрамленной области.
4. Открыть – быстрое открытие места хранения записанного ролика.
5. Кодеки – выберите кодек и формат видео. Приложение oCam имеет неплохую коллекцию кодеков.
6. Звук – выберите запись звука с микрофона, с компьютера или с двух источников сразу.
7. Game – перевод в режим записи игр. Выберите данный режим, затем запустите игру и нажмите клавишу старта захвата. Затем кликните клавишу (по умолчанию F2) еще раз для остановки процесса и ищите ролик в назначенной папке.

Сплющенный фронт выполнен из одного и того же материала, но черного цвета. Все было окружено серебряной металлической имитационной рамкой. Весь дизайн выглядит достаточно прочным. Более того, видеокамера предназначена для работы при температурах от -10 до 50 градусов Цельсия.

Поэтому во время сильных зимних морозов не будет проверяться. Базовая станция, подключенная ко всему набору, похожа на обычный маршрутизатор. Сплющенная конструкция была установлена ​​вертикально на довольно устойчивой ноге. Установка всего набора проста. Мы подключаем веб-камеры с выделенными кнопками.

Чтобы записать видео с экрана компьютера со звуком, нажмите красный круг. Советую свернуть программу, чтобы не светить ее окно, если работаете в полноэкранном режиме и управлять процессом горячими клавишами.

В процессе захвата видео с монитора Вы можете отследить длительность записи, размер, поставить на паузу/продолжить, сделать снимок и остановить. Данные действия выполняются, как в интерфейсе приложения, так и горячими клавишами.

Ролик сразу пишется на жесткий диск в выбранном формате. Чтобы его просмотреть нажмите иконку «открыть». В эксплуатации программы сложного ничего нет.

Какие операционные системы существуют

Microsoft Windows

Это первая операционная система, имеющая интерфейс, к которому привык современный пользователь. Windows была выпущена в 1985 году. До этого существовал MS DOS, имеющий вид оболочки, в которую вводятся команды.

Выглядело это вот так.

А вот так выглядела первая версия Windows.

На данный момент новейшей версией является Windows 10

Преимущества Windows

• Её просто установить и легко использовать.
• Драйвера всех популярных программ работают на этой платформе.
• Имеет привлекательный интерфейс.
• Эта ОС поддерживает многие устройства.
• Удаленная иформация легко восстанавливается.
• Получение помощи технической поддержки.

• Из-за своей популярности эта ОС часто подвергается атакам вредоносного ПО, то есть хватает вирусы.
• Операционная система платная и стоит дорого.
• Чтобы стабилизировать работу, приходится постоянно читстить мусор.

Linux

Эту ОС выпустили в 1991 году. Попытки конкуренции с Windows оказались неудачными, популярность эта операционная система так и не завоевала.

Плюсы

• Открытость исходного кода. То есть, ОС является бесплатной.
• Угроза от вирусов практичеки отсутствует.
• Системных ресурсов требуется значительно меньше.

Минусы

• Сложно освоить новичку.
• Создана в основном для программистов, поэтому отсутствуют игры и многие программы.
• Возникает проблема права доступа.

Эту ОС поддерживает только техника Apple, она не совместима с устройствами других производителей.

Достоинства

• Интерфейс удобный и имеет много функций, которые делают работу легкой.
• Безопасность и надежная защита от вирусов.
• Преимущество в стабильной работе.

Функции

Основные функции:

• Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
• Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
• Стандартизированный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
• Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
• Обеспечение пользовательского интерфейса.
• Сохранение информации об ошибках системы.

OS/360 использовалась на большинстве компьютеров IBM начиная с 1966, включая те компьютеры, которые помогали NASA отправить человека на Луну.

Дополнительные функции:

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
• Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
• Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
• Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
• Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
• Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см.: аутентификация, авторизация).

Примечание переводчика

Если вы хотели увидеть дословный перевод, то его не будет. Вместо этого я буду стараться сделать текст полезным и понятным. Например в тех местах, которые актуальны только для студентов Стэнфорда, я помещу информацию полезную остальным. Тут может быть немного сленга, чуточку несвязанных с оригиналом иллюстраций и небольшое количество дополнительных комментариев. В угоду читабельности тут не будет явных Примечаний Переводчика. Текст можно считать художественным переводом или статьёй по мотивам. Я не сварщик — не обижусь.

Откуда я узнал про этот курс? Некто выложил ссылочку на Hacker News. Я случайно увидел и проникся. Немного сам тыкал материалы курса и в итоге решился это дело переводить.

Центром операционной системы является ядро

На низком уровне «ядро» является основной компьютерной программой, лежащей в основе вашей операционной системы.

Эта отдельная программа является одной из первых вещей, загружаемых при запуске вашей операционной системы. Ядро ОС обрабатывает выделение памяти, преобразование программных функций в инструкции для процессора вашего компьютера и обработку входных и выходных данных с аппаратных устройств.

Ядро, как правило, запускается в изолированной области, чтобы предотвратить его несанкционированное использование другим программным обеспечением на компьютере

Ядро операционной системы очень важно, но это всего лишь одна часть операционной системы

Определение для «ядра» также могут быть немного нечеткими. Например, Linux — это просто ядро. Однако Linux по-прежнему часто называют операционной системой. Android также называется операционной системой, и она построена на ядре Linux.

Linux-дистрибутивы, такие как Ubuntu, используют ядро ​​Linux и добавляют к нему дополнительное программное обеспечение. Они также называются операционными системами.

Что необходимо знать

Список вещей, которые необходимо знать для создания собственной ОС, очень длинный

Но в нём есть три основных пункта, на которые нужно обратить внимание в первую очередь:

• базовое понимание компьютерной науки (информатики);
• теория и опыт в программировании;
• знание высоко- и низкоуровневых языков программирования.

Изучение информатики

Разработка ОС — это не тоже самое, что, скажем, веб-разработка. Тут нельзя будет просто и быстро разобраться в базовых вещах. Для начала нужно получить крепкий базис информатики и только потом переходить к другим темам.

Coursera: Computer Science 101 — это курс, который подойдёт для тех, кто только начал осваиваться в информатике и программировании. Если у вас уже имеются элементарные знания в в этой области, то пропустите этот курс и переходите к следующему.

Udacity: Intro to Computer Science использует веб-разработку в качестве подхода к обучению компьютерной науке. Хоть курс и не направлен на непосредственную разработку ОС, он даёт мощный базис в области программирования.

edX: Introduction to Computer Science — этот курс является самым исчерпывающим и углублённым в этом списке. Несмотря на это, он полностью бесплатен. Курс был разработан в Гарвардском Университете. В нём вас научат алгоритмам, структурам данных, управлению ресурсами, разработке ПО, а так же познакомят с такими языками программирования, как C, PHP и JavaScript.

Подборка книг для самостоятельного изучения Computer Science.

Эволюция и основные идеи

Предшественником операционных систем следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950—1960-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

Пакетный режим

Необходимость оптимального использования дорогостоящих вычислительных ресурсов привела к появлению концепции «пакетного режима» исполнения программ. Пакетный режим предполагает наличие очереди программ на исполнение, причём система может обеспечивать загрузку программы с внешних носителей данных в оперативную память, не дожидаясь завершения исполнения предыдущей программы, что позволяет избежать простоя процессора.

Разделение времени и многозадачность

Уже пакетный режим в своём развитом варианте требует разделения процессорного времени между выполнением нескольких программ.

Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Разделение времени позволило создать «многопользовательские» системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие как массивные вычисления) — в пакетном режиме.

Разделение полномочий

Распространение многопользовательских систем потребовало решения задачи разделения полномочий, позволяющей избежать возможности изменения исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой программой (намеренно или по ошибке), а также изменения самой системы прикладной программой.

Реализация разделения полномочий в операционных системах была поддержана разработчиками процессоров, предложивших архитектуры с двумя режимами работы процессора — «реальным» (в котором исполняемой программе доступно всё адресное пространство компьютера) и «защищённым» (в котором доступность адресного пространства ограничена диапазоном, выделенном при запуске программы на исполнение).

Реальный масштаб времени

Основная статья: Операционная система реального времени

Применение универсальных компьютеров для управления производственными процессами потребовало реализации «реального масштаба времени» («реального времени») — синхронизации исполнения программ с внешними физическими процессами.

Включение функции реального масштаба времени позволило создавать решения, одновременно обслуживающие производственные процессы и решающие другие задачи (в пакетном режиме и/или в режиме разделения времени).

Файловые системы и структуры

Постепенная замена носителей с последовательным доступом (перфолент, перфокарт и магнитных лент) накопителями произвольного доступа (на магнитных дисках).

Файловая система — способ хранения данных на внешних запоминающих устройствах.

> Существующие операционные системы Основная статья: Список операционных систем

Как работает Windows: программная оболочка = Shell

Это часть операционной системы, которая завязана и с пользователем и с приложениями. Именно шелл позволяет нам запускать флешки, устанавливать программы, запускать word-вый документ и печатать в нём, сохраняя в любое дозволенное системой место, которое заметно проводнику. Shell – это и File Explorer (проводник Windows), и контрольная панель Пуск, и окна Свойства системы и Мой компьютер. Человек или пользователь знает шелл как различные инструменты пользовательского интерфейса, такие как диалоговые окна, ярлыки и иконки, контекстные меню дополнительных команд.

А для программ шелл это команды и процедуры, которые эти программы могут вызывать: печать информацию через принтер, читать данные из баз, отображать что-то на экране.

Сам шелл состоит из нескольких подсистем, которые управляются в пользовательском режиме. Такой режим означает, что эти подсистемы имеют очень ограниченный доступ к системной информации, и доступ к “железу” может осуществляться ТОЛЬКО через системные службы (службы самой Windows). Одна из таких подсистем – подсистема безопасности Win32 – обеспечивает вход в систему (регистрацию пользователя), сохранение и распространение его привилегий на файлы и папки, а также другие функции безопасности. Абсолютно все программы и приложения “здороваются с Windows” только через подсистему Win32.

Таблицы в Word 2007, ввод текста в таблицу и обратно