Преимущества и недостатки операционных систем Windows и Linux

Содержание

Введение

Как известно, процесс проникновения информационных технологий практически во все сферы человеческой деятельности продолжает развиваться и углубляться. Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьютеров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все больше и встроенных средств вычислительной техники. Пользователей всей этой разнообразной вычислительной техники становится все больше, причем наблюдается развитие двух вроде бы противоположных тенденций. С одной стороны, информационные технологии все усложняются, и для их применения, и тем более дальнейшего развития, требуется иметь очень глубокие познания. С другой стороны, упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователей с компьютерами. Компьютеры и информационные системы становятся все более дружественными и понятными даже для человека, не являющегося специалистом в области информатики и вычислительной техники. Это стало возможным, прежде всего потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством специального (системного) программного обеспечения – через операционную систему. 
Операционная система предоставляет интерфейсы и для выполняющихся приложений, и для пользователей. Программы пользователей, да и многие служебные программы запрашивают у операционной системы выполнение тех операций, которые достаточно часто встречаются практически в любой программе. К таким операциям, прежде всего, относятся операции ввода-вывода, запуск или останов какой-нибудь программы, получение дополнительного блока памяти или его освобождение и многие другие. Подобные операции невыгодно каждый раз программировать заново и непосредственно размещать в виде двоичного кода в теле программы, их удобнее собрать вместе и предоставлять для выполнения по запросу из программ. Это и есть одна из важнейших функций операционных систем. Прикладные программы, да и многие системные обрабатывающие программы, не имеют непосредственного доступа к аппаратуре компьютера, а взаимодействуют с ней только через обращения к операционной системе. Пользователи также путем ввода команд операционной системы или выбором возможных действий, предлагаемых системой, взаимодействуют с компьютером и своими программами. Такое взаимодействие осуществляется исключительно через операционную систему. Помимо выполнения этой важнейшей функции операционные системы отвечают за эффективное распределение вычислительных ресурсов и организацию надежных вычислений.

Исходя из этого, можно сказать, что тема «Операционные  системы: виды, назначение, состав и  основные функции»  является очень актуальной на сегодняшний день.

1.Понятие и назначение операционной системы.

Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих  программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система – взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней).

Назначение ОС:

• организация вычислительного процесса в вычислительной             системе;
• рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами;
• предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач.¹

Операционная система  исполняет роль своеобразного интерфейса (Интерфейс – совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых  для подключения периферийных устройств  к персональной электронной вычислительной машине (ПЭВМ)) между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных. В программном обеспечении ВС операционная система занимает основное положение, поскольку осуществляет планирование и контроль всего вычислительного процесса. Любая из компонент программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС.²

Настоящая операционная система должна:

• быть общепризнанной и использоваться как стандартная система на многих компьютерах;
• работать со всеми устройствами компьютера, в том числе и выпущенными давно;
• обеспечивать запуск самых разных программ, написанных разными людьми и в разное время;
• предоставлять средства для проверки, настройки, обслуживания компьютерной системы.

Современные операционные системы являются многозадачными, то есть пользователь может запускать одновременно несколько приложений, наблюдая результат выполнения каждой из них. Это возможно благодаря конструкции ОС и функциональности современных процессоров – не зря операционные системы пишутся для процессора, а не наоборот. Современный процессор представляет собой не одноядерное, а двухъядерное и даже четырехъядерное решение, что увеличивает его производительность во много раз. Этим пользуется операционная система, оптимально распределяя ресурсы процессора между всеми запущенными процессами.

Главными характеристиками операционной системы являются стабильность ее работы и устойчивость к различным угрозам  – внешним (вирусам) и внутренним (аппаратным сбоям и конфликтам). Сегодня выпускается два типа операционных систем – серверные и однопользовательские. Первые представляют собой серьезную программную реализацию, поскольку содержат механизмы, с помощью которых контролируются отношения и поддерживается локальная сеть. Вторые – облегченные, могут работать как автономно, так и в составе сети, подчиняясь ее правилам.

2. Виды операционных систем

Существует несколько  наиболее распространенных операционных систем, каждая из которых ориентирована  на определенное семейство процессоров  и, соответственно, компьютеров.

RT-11 (Система реального времени). Операционная система RT-11 была разработана в 1972 году фирмой DEC для семейства малых ЭВМ PDP-11. На базе этой системы в СССР были разработаны версии этой системы (РАФОС, ОС ДВК, ФОДОС), которые использовались на мини-ЭВМ СМ-4, персональных ЭВМ ДВК и в школьных компьютерных классах УКНЦ и БК-0011.

СР/М (Управляющая программа для микрокомпьютеров). Одна из первых операционных систем для персональных компьютеров. Она разработана в 1975 году и использовалась на компьютерах «Ямаха» и «Корвет» (процессор Z80), IBM PC/XT (процессор 8086).

MSX-DOS. Операционная система MSX-DOS была разработана для 8-разрядных (процессор Z80) компьютеров стандарта MSX в середине 80-х годов. Использовалась на недорогих компьютерах типа «Ямаха».

MS-DOS (Дисковая операционная система Microsoft). Операционная система MS-DOS была разработана в начале 80-х годов для работы на компьютерах IBM PC/XT, созданных на базе процессора 8086 фирмы Intel. MS-DOS была наиболее распространенной операционной системой с интерфейсом командной строки, которая устанавливалась на компьютерах, созданных на базе процессоров 80286, 80386, 80486, Pentium. Последней версией была MS-DOS 6.22.

Microsoft Windows. Многозадачная операционная система с графическим интерфейсом Windows пришла на смену MS-DOS. В настоящее время более 90% персональных компьютеров реализованы на платформе Intel & Windows, т. е. в них установлен Intel-совместимый процессор (Pentium) и инсталлирована операционная система Windows.

К основным достоинствам современных  операционных систем Windows следует отнести  технологию «подключи и работай», многозадачность и графический  интерфейс.

Технология «подключи и работай» (Plug-and-Play) позволяет даже начинающему пользователю подключить к компьютеру новое устройство (например, принтер) и продолжить работу. Windows сама установит необходимый драйвер и выделит ресурсы.

Многозадачность предоставляет пользователю возможность загрузить в оперативную память сразу несколько приложений (например, текстовый редактор Word, электронные таблицы Excel, браузер Internet Explorer и др.). Переход от работы в одном приложении в другое происходит очень быстро и просто, посредством перехода от одного открытого «окна» Windows к другому.

OS/2 (Operation System). Операционная система OS/2 была разработана корпорацией IBM в конце 80-х годов для компьютеров PS/2 (Personal system/2). Большого распространения не получила.

Apple System (Операционная система фирмы Apple). Различные версии этой системы устанавливаются на компьютерах фирмы Apple (Macintosh, PowerPC и др.). В этой операционной системе в конце 80-х годов впервые был использован многооконный графический интерфейс и управление с помощью манипулятора типа мышь.

UNIX. На высокопроизводительных компьютерах, которые иногда называют «рабочие станции», широко распространена операционная система UNIX. Начало разработок этой системы относится к 1969 году, и к настоящему времени уже известно более 20 различных версий. В настоящее время до статочно большое количество сервере работают под управлением этой систем.³

3. Состав и основные функции ОС

Операционная система  является достаточно сложно организованной программой, и более уместно будет  говорить о ней, как о целом  комплексе программ. Таким образом, в состав ОС входят следующие модули:

Табл. 1.

Современные операционные системы выполняют три основные функции.

Во-первых, они упрощают использование аппаратных средств  компьютера, и делает работу с ним  эффективной и удобной.

Во-вторых, важным свойством  операционных систем является унификация программного обеспечения. Раньше программы  были машинно-зависимыми. То есть программа, написанная для одного компьютера, не могла работать на другом,  пусть даже таком же компьютере, без корректировки. С появлением операционных систем, программистам больше не надо переписывать приложения для каждого нового компьютера, так как все машинно-зависимые части программы были перенесены в код операционных систем.

В-третьих, операционная система должна быть организована так, чтобы она допускала эффективную  разработку, тестирование и внедрение новых приложений и системных функций, причем это не должно мешать нормальному функционированию вычислительной системы.⁵

К дополнительным функциям ОС относятся:

• параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);
• 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;
• разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

4. Популярность операционных систем за 2012 год ⁶

По данным исследовательской  компании Net Applications в 2012 году наиболее популярной в мире ОС для PC все еще является Windows XP. Правда отставание Windows 7 совсем небольшое - менее 3%, 43.74% у ХР против 40.85% у Win 7, а по данным на начало 2013 года Windows 7 уже обошла Windows XP на несколько процентов. Таким образом ОС семейства Windows остаются безоговорочными лидерами рынка с общей долей более 90%.

Тем не менее, доля рынка операционных систем Microsoft продолжает снижение, с 93.6% в 2011 до 92.02% в 2012. Растет доля пользователей работающих на различных  семействах MacOS, уже 6.81% в 2012 году, против 5.87% в 2011, а так же пользователей Linux, c 1.06% до 1.16%. В октябре 2012 Microsoft дала старт продажам новой Windows 8, посмотрим как с ее появлением изменится ситуация в 2013 году.

В России же ситуация несколько другая. По данным OpenStat пользователей ОС семейства Windows 90.48%, при этом лидирует Windows 7 с 47,31%. А вот среди ОС второго эшелона с большим перевесом лидируют системы на базе Linux - c 4.11%, в то время как пользователей MacOS всего 1.44%.

5. Преимущества и недостатки операционных систем Windows и Linux .

Уже достаточно долгое время  идут споры, какая же операционная система  лучше - Windows или Linux? Пока к единому  мнению пользователи и специалисты  так и не пришли. Каждый выбирает то, с чем ему удобнее работать.

Windows – это первое, что приходит в голову, когда заходит разговор о компьютере. Даже те, кто в повседневной жизни сталкивался с компьютером всего пару раз, знают об этой операционной системе. Однако Windows является далеко не единственной операционной системой. Наиболее распространенная альтернатива для детища компании Майкрософт - это менее известная, но от этого не менее эффективная ОС Linux. Linux в отличие от Windows действительно знают только те люди, жизнь которых непосредственно соприкасается с компьютерным миром. Сравнивать эти две операционные системы можно достаточно долго, и так и не придти к какому-либо определенному выводу.

Говоря в общих чертах о Windows, поскольку она более распространена, мы можем сказать, что это же и  является ее первым достоинством. Действительно, диски с этой операционной системой можно купить практически всюду, кроме того, именно для Windows выпускается огромное количество различных приложений и дополнений, не говоря уже о современных компьютерных играх, большинство из которых производится исключительно под Windows. Нужно сказать также, что большинство операций в интернете производится при помощи Windows, это и создание сайтов, и их поисковое продвижение, да и просто просмотр электронных страниц. Самыми же главными недостатками Windows являются дороговизна коммерческого программного обеспечения, неспособность эффективно противостоять вторжению из вне и общий низкий уровень защиты. Кроме того, у Windows сложная система активации, ну, а уж непомерно высокие требования к компьютеру и вовсе уже вошли в легенду.

Теперь немножко об ОС Linux. Самым главным достоинством является то, что эта система распространяется бесплатно. Также Linux практически не восприимчива к вирусам, поскольку  многие из них написаны под Windows. В  систему интегрировано большое  количество программ в виде пакетов, чего нет в Windows. Кроме того, Linux имеет минимальные системные требования, и всегда существует возможность настроить систему под себя, естественно при наличии соответствующих знаний. Основные же недостатки Linux связаны с ее низкой популярностью. Это и отсутствие многих драйверов, некоторых кодеков для видео, и невозможность поддержки современных игр.

Более подробно о преимуществах  и недостатках ОС Linux (в сравнении  с Windows).

Linux - общее название Unix-подобных  операционных систем на основе одноимённого ядра и собранных для него библиотек и системных программ, разработанных в рамках проекта GNU. GNU - другая Unix - подобная ОС, разрабатываемая Ричардом Столпманом, ПО для которой и было во многом заимствовано Linux. Само же ядро Linux было разработано программистом и хакером Линусом Торвальдсом, поэтому правильнее говорить GNU/Linux - то есть совокупность ядра и ПО.

5.1. Фундаментальные особенности

5.1.1 Linux - массовая ОС.   GNU/Linux - это, в самом деле, не единая ОС, но она имеет сотни дистрибутивов, то есть вариаций, разрабатываемых тысячами компаний и высококвалифицированных программистов. Для сравнения, к примеру, операционная система MS Windows разрабатывается и поддерживается одной компанией - Microsoft corporation, которой принадлежат авторские права на этот продукт, и которая взимает плату за использование ОС Windows, то есть Windows - это коммерческая, авторская, - проприетарная ОС. Собственно, корпорация Microsoft была основана Биллом Гейтсом и Полом Алленом в 1975 году, им принадлежит контрольный пакет акций этой организации.

Иногда Linux - это только само ядро, а иногда полноценная  ОС, включающая в себя прикладные программы  и пользовательский интерфейс. Права  на эту ОС переданы в общественную собственность. В отличие от коммерческих систем, таких как Microsoft Windows, Linux не имеет географического центра разработки. Не существует организации-владельца системы; нету единого центра управления и обеспечения. Постоянно возникают новые проекты разработки программ для Linux, этих проектов множество и они имеют различные очертания: какие-то осуществляются централизованно в фирмах, другие объединяют фанатов и энтузиастов, бунтующих против платного, несвободного ПО, но, однако, знатоков своего дела. Пользователи со всего мира тестируют новые, разумеется свободные, программы, находят изъяны в системе, предлагают свои решения. Таким образом, происходит работа по тому принципу, что лучшее - это то, что сделано сообща, «всем миром» . Такая работа позволяет на практике быстро находить ошибки и несоответствия. Кроме того, существует стремление создать лучший дистрибутив, из-за этого их число постоянно растёт, что и есть предмет нашего анализа, который определяет оно из главных особенностей Linux .

5.1.2 Linux - бесплатная ОС.

Как уже было сказано, права на ОС Linux переданы в общественную собственность, не существует организации или лица - собственника Linux. Сам Линус Торвальдс, создавая Linux, изначально не стремился получить от неё прибыли и расценивал её создание, лишь как своё увлечение.

Чтобы можно было ясно себе представить это преимущество Linux, ещё раз обратимся к сравнению  с ОС Windows. Поскольку права на ОС Windows принадлежат конкретной компании, собственником которой является предприниматель, Windows- коммерческий продукт. За каждую копию этой программы (а ОС - это программа), нужно платить, а самостоятельное распространение этой ОС - противозаконно. Существует гораздо меньшее, в сравнении с Linux, количество дистрибутивов, которые имеют рыночную цену и реализуются строго по ней.

5.1.3. Linux - свободная ОС.

Основная часть приобретаемого или закачиваемого программного обеспечения распространяется в  скомпилированном, готовом к использованию  виде. Скомпилированный - значит, что  написанный программистом код данной программы, называемый исходным кодом, обрабатывается особой программой - компилятором, который переводит этот код на язык, понятный компьютеру. Чрезвычайно трудно модифицировать откомпилированную версию большинства ПО и практически невозможно точно определить, как именно разработчик осуществил различные части программы.

Конечно, коммерческие производители  видят в этом несомненное преимущество, так как закрытость исходного  кода не даёт другим компаниям возможности  создавать и распространять новую, конкурирующую продукцию. Кроме того, это помогает сохранить продукт в первозданном виде, со всеми его функциями.

Так, например, Windows - это  операционная система с закрытым исходным кодом, который доступен только очень узкому кругу лиц.

(Open source) противопоставляется  проприетарному. Исходный код программы распространяется вместе с откомпилированной версией, что способствует модифицированию и усовершенствованию программы. Когда множество пользователей имеет доступ к исходному коду, в программе быстрее выявляются ошибки, она преобразовывается, появляются новые её версии, которые в свою очередь быстро и бесплатно распространяются. В общем-то проявляется, так сказать, пользовательская демократия, благодаря которой происходит быстрое развитие ПО.

Ещё одно важное значение исходного кода --описание программы. По тексту программы можно восстановить логику её функционирования. Для облегчения понимания исходного кода используются комментарии. Программисты часто переносят исходный код (в виде модулей, в имеющемся виде или с приспособлением) из одного проекта в другой, что носит название повторного использования кода. Исходный код -- важнейший компонент для процесса перенесения программного обеспечения на другие платформы. Без исходного кода какой-либо части ПО, перенесение крайне сложная или вовсе неосуществимая задача.

Gnu/Linux - это ОС с открытым  исходным кодом, защищённым под  авторством создателя - Линуса  Торвальдса, лицензией “GNU General Public License” -- лицензия на свободное  программное обеспечение, созданная  в рамках проекта GNU в 1988 году, по инициативе Ричарда Столлмана. Эта лицензия -- предоставляет пользователю права копировать, модифицировать и распространять, гарантирует, что пользователи всех производных программ также получат вышеперечисленные права. Лицензируя работу на условиях GNU GPL, автор сохраняет за собой авторство, кроме того, производные программы могут распространяться коммерчески (здесь ярко выражено различие между открытым ПО (Open source) и бесплатным (Free source)). То есть эта лицензия позволяет всё то, что запрещает закон об авторском праве, сохраняя, однако, авторство за разработчиком.

Благодаря открытому  исходному коду, ОС Linux стала тем, что она есть. Только 2% ядра Linux на настоящий момент составлено самим  Линусом Торвальдсом. Именно открытость, дающая возможность совершенствовать эту ОС тысячам программистов, сделала Linux такой популярной движущей силой, обусловила её предельную экономическую эффективность с точки зрения конкуренции и спроса. Поэтому можно смело говорить о том, что Linux гораздо более гибкая ОС, чем Windows, поскольку тысячи компаний из сообщества Linux могут гораздо быстрее найти ошибки и несоответствия, нежели программисты из «лона» Microsoft. Кроме того, по этой же причине дистрибутивов Windows существует гораздо меньше, чем Linux, причём дистрибутивы Linux также взаимопреемственны, легко изменяемы, приспособляемы.

Но, в свою очередь, закрытые ОС является более конкретными, их ПО заключает в себе большее единообразие, а интерфейс лучше проработан и сочетается во всех приложениях. В этом есть конечно недостаток ОС Linux.

5.2 Основные качества.

ОС Unix всегда была интерактивной  системой разработанной для одновременной  поддержки множества процессов  и множества пользователей. Она  была разработана программистами и  для программистов - чтобы использовать её в такой среде, в которой большинство пользователей являются достаточно опытными и занимаются проектами (часто довольно сложными) разработки программного обеспечения. Во многих случаях большое количество программистов активно работает над созданием общей системы, поэтому в ОС Unix есть большое количество средств, позволяющих людям работать вместе и управлять совместным использованием информации. Очевидно, что модель группы, работающей над созданием сложного программного обеспечения, существенно отличается от модели одного начинающего пользователя сидящего за персональным компьютером в текстовом процессоре, и это отличие отражается в операционной системе Unix от начала до конца.

Но существуют операционные системы, предназначенные для использования на и персональных компьютерах, например Apple и та же Windows, которая изначально разрабатывалась, как однопользовательские и только потом на основе однопользовательской была создана многопользовательская, которая, однако, уступает Linux по интерактивным возможностям. Но простой, графически ориентированный интерфейс делает такие системы гораздо более простыми и удобными в использовании для обычных пользователей, что делает их более популярными среди пользователей ПК, на которые Windows часто предустанавливается и имеется на 93%. Соответственно, Linux более популярен на Серверах.

Таким образом, к преимуществам Linux здесь можно отнести то, что  эта система даёт программистам  и очень квалифицированным пользователям  уникальные возможности работы, а  также пригодность для серверов. К недостаткам - сложность для  начинающего пользователя, система пока всё же менее удобна для работы на ПК, кроме того многие пользователи критиковали Linux, за отсутствие привычных программ, особенно офисных пакетов. Впрочем, можно сказать, что подобные проблемы решены в дистрибутиве Ubuntu и родственных ему.

Программное и аппаратное обеспечение В программном обеспечении  совместимости с аппаратными  средствами в настоящее время  проявляются основные недостатки ОС Linux. Это связано с тем, что разработчики ПО до недавнего времени часто  ориентировали свою продукцию почти исключительно на Windows. Корпорация Microsoft имеет множественные лицензионные соглашения с производителями ПО, что обеспечивает совместимость и приспособленность программных средств к этой ОС. Что же касается Linux, то некоторые программы оказываются несовместимы с этой ОС. Но не стоит забывать о том, что, во-первых, сообщество Linux постоянно разрабатывает и тестирует новое свободное ПО, во-вторых, Linux функционирует за счёт программных средств GNU. Имеется и аналоговый офисный пакет - Open Office.

Тем не менее, существует более серьёзная проблема - некоторые  аппаратные средства отказываются работать на платформе Linux. Это может привести к тому, что, например, купленный  принтер или сканер попросту не будет  функционировать. Видимо, для того, чтобы эта проблема сошла на нет, linux должна развиться, стать более популярной, тогда разработчики будут внимательней относиться к существованию пригодных драйверов для Linux.

Данная система безопасности превосходит большинство аналогов, кроме того в настоящее время практически нет вирусов, разработанных специально для Linux. Неспроста Linux устанавливается на компьютеры, утечка информации с которых или их поражение чревато масштабными последствиями (в правительственных органах, банках и т.д.) Поэтому безопасность мы без колебаний отнесём к преимуществам Linux.

Заключение 

Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы.

ОС предназначена для:

• организации вычислительного процесса в вычислительной системе;
• рационального распределения вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами;
• предоставления пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач.

Современные операционные системы выполняют три основные функции.

Во-первых, они упрощают использование аппаратных средств  компьютера, и делает работу с ним  эффективной и удобной.

Во-вторых, важным свойством  операционных систем является унификация программного обеспечения. Раньше программы были машинно-зависимыми. То есть программа, написанная для одного компьютера, не могла работать на другом,  пусть даже таком же компьютере, без корректировки. С появлением операционных систем, программистам больше не надо переписывать приложения для каждого нового компьютера, так как все машинно-зависимые части программы были перенесены в код операционных систем.

В-третьих, операционная система должна быть организована так, чтобы она допускала эффективную  разработку, тестирование и внедрение новых приложений и системных функций, причем это не должно мешать нормальному функционированию вычислительной системы.

Также хочется отметить, что главными характеристиками  операционной системы являются стабильность ее работы и устойчивость к различным угрозам – внешним (вирусам) и внутренним (аппаратным сбоям и конфликтам).