Операционная система windows на ноутбуке что это такое

Обновлено: 16.06.2024

Что такое операционная система windows?

Зачем нужна операционная система?

Она нужна для того чтобы компьютер работал исправно, иначе говоря, без него на экране монитора включался бы чёрный экран. Ведь для того, чтобы компьютеру понимать нас, ему нужно думать, а делать это ему помогает операционная система.

Благодаря ей, вы без проблем можете играть в любимые игры, смотреть фильмы и пользоваться соц. сетями, типа Вконтакте и Фэйсбука. Надеюсь, вы поняли для чего она нужна. А если вам что-то непонятно вы всегда можете спросить у меня.

Список операционных систем

Хоть операционная система windows, использующаяся на большинстве компьютеров во всём мире и является на данный момент самой популярной и на мой взгляд, самой лучшей ОС, но она далеко не единственная в своем роде, так как кроме неё ещё существуют:

Выше я перечислил три наиболее популярные операционные системы. Они, конечно же, популярны, но до самого Виндовса им далеко. Ведь по данным NetMarketShare, операционная система windows занимает около 91% рынка, что говорит о его значительном превосходстве над своими конкурентами.

Версии ОС windows

старые версии: 95, 98, 2000;
версии поновее: XP, Vista;
новые версии: 7, 8, 8.1;
И недавно вышедшая Виндовс 10 (о настройке интерфейса которой я писал в одном из выпусков).

Хоть и самой новой из них является 10-я версия, но наиболее распространённой на данный момент считается 7-ая.

Так что я лично советую 7-ю версию windows, так как она для меня наиболее интуитивно понятная чем 10 и более современная чем XP.

Кстати, может быть и не по теме, но продолжая о седьмой версии windows, хотелось бы ещё добавить, что если вы только недавно установили её на свой компьютер и не знаете где активировать, то об этом можно узнать в статье, как активировать windows 7 максимальная за три минуты.

Теперь, пожалуй, можно завершать статью. Надеюсь, вы поняли что такое операционная система windows и зачем она нужна, а также какую операционную систему лучше всего ставить на компьютер. А на этом я с вами прощаюсь, всем удачи и до скорого!

Большинство ноутбуков и нетбуков предлагаются покупателю с установленной операционной системой. Такой лэптоп полностью готов к работе и к установке необходимых конкретному пользователю приложений.

Бывают и исключения: в продаже имеются и компьютеры без ОС. Стоят они, как правило, несколько дешевле аналогичных, но с установленной «операционкой». Необходимость в установке новой «оси» возникает и при «падении» уже имеющейся, а также — с целью продления жизни старых, не слишком производительных машин.

Виды операционных систем

Прежде, чем решать, какая операционная система лучше для ноутбука , следует рассмотреть особенности всех ОС, для этого вида техники. Наиболее распространенные три вида ОС:

MacOS;
DOS;
Windows от Microsoft;
Linux.

Необходимо подробно рассмотреть более подробно плюсы и минусы данных операционных систем.

MacOS

Установить MacOS на любой другой ноутбук кроме Макбука не получится (речь не идет о виртуальной ОС). Эта система предназначена только для «яблочных» машин.

Макбуки стоит рассматривать только как единое целое с операционной системой, регулярно обновляемой производителем.

Linux

Система работает даже на самых маломощных ноутбуках. Распространяется бесплатно в виде дистрибьюторов с открытым кодом. В итоге систему есть возможность доработать и поменять ОС. Linux Mint предоставляется в сборках с тремя интерфейсами:

Xfce – система для наиболее слабых аппаратов, у которых менее 1 Гб оперативки;
Mate – классический интерфейс для более сильных аппаратов;
Cinnamon – современный вариант интерфейса, который возможно устанавливать только в случае, если есть хотя бы 2 Гб оперативной памяти.

К минусам системы относятся некоторые проблемы с установкой специфических устройств, в которых может быть не написан драйвер под данную операционку.

Мало кто знает про операционную систему endless на ноутбуке, что это такое. Это ОС, установленная на базе Linux. Легко устанавливается на большинство ноутбуков ASUS и ACER, которые продаются в Российских магазинах.

Windows

Безусловно, самой популярной сегодня операционной системой является Windows от Microsoft.

Ей сложно найти замену, особенно людям, работающим с целым рядом специфических приложений, запускаемых исключительно под «окнами», а также геймерам.

Какие «окна» устанавливать?

Для маломощных ноутбуков (до 1 Гб ОЗУ и 1-ядерным процессором) как нельзя лучше подойдет «старый-добрый» Windows XP.

Эта ОС зарекомендовала себя очень хорошо, все «дыры» и «баги» в ней достаточно хорошо «залатаны» и если от ноутбука требуется лишь обеспечивать интернет-серфинг, работу в офисных приложениях, просмотр видео и несложную обработку фотографий, то Windows XP продлит жизнь даже самому старому устройству.

После провальной Windows Vista, Семерка стала настоящим прорывом Microsoft:

Быстрая
С новым привлекательным интерфейсом
Работает с различной архитектурой процессора

Если ноутбук имеет хотя бы 2 Гб ОЗУ и 2-ядерный процессор, то Windows 7 станет идеальным выбором.

ОС имеет две версии 32 битную и 64 битную. Множество прикладных программ сейчас выходят исключительно в 64 битной версии. Однако для установки Windows 7 64 необходимо иметь минимум 6 ГБ ОЗУ.

— последняя из семейства Windows имеет множество достоинств и, пожалуй, столько же недостатков. К которым относят постоянные несанкционированные обновления, отправку отчетов в офис компании производителя и даже слежку за пользователем.

Тем не менее, на новый, мощный ноутбук лучше устанавливать именно десятку, так как Microsoft осуществляет ее поддержку в полном объеме, чего не скажешь о предыдущих версиях системы.

Эта система стояла на большинстве компьютеров буквально 10-15 лет назад. Главное достоинство данной операционки – тесное взаимодействие с аппаратурой. Это еще и недостаток. Последняя версия появилась в 2003 году.

FreeDOS – новая, современная и совместимая с MS-DOS операционка.

Какую операционную систему выбрать для слабой машины

Если машина слаба и не отличается большим объемом оперативной памяти, то к выбору операционки следует подойти особенно внимательно. В противном случае при работе возникнут проблемы, ноутбук будет тормозить, вплоть до полного зависания.

Наиболее подходящая операционная система для старого ноутбука – Windows Xp. Для него необходимы минимальные требования. Но следует учитывать, что данная винда сама также устаревшая.

Для слабых устройств подходит и более современная Виндовс 7. Это оптимальное решение даже для совсем слабых машин. Они вполне смогут комплектоваться с данной ОС.

Особенности установки различных систем

Все операционки в процессе установки дают подсказки и подробные инструкции. Это значительно облегчает процесс установки. ОС можно загрузить как с флешки, так и с диска или другого постороннего носителя.

Установку Linux Mint можно скачать на официальном сайте.

При установке Linux у пользователей, которые привыкли в Виндовс могут возникнуть сложности, но достаточно прочитать в сети предоставленную литературу по установке ОС и все будет в порядке.

Существует несколько видов операционок. Многие ноутбуки продаются «чистыми» без установленных ОС. В таком случае необходимо подобрать наиболее подходящий вариант, который будет отвечать всем запросам и совпадет с мощностью ноутбука.

Автор, специалист в сфере IT и новых технологий.

Получил высшее образование по специальности Фундаментальная информатика и информационные технологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова. После этого стал экспертом в известном интернет-издании. Спустя время, решил попробовать писать статьи самостоятельно. Ведет популярный блог на Ютубе и делится интересной информацией из мира технологий.

Огромное количество людей по всему миру использует операционную систему виндовс в качестве основной оболочки для решения поставленных задач. Однако даже активные пользователи редко задаются вопросом, откуда появилась Windows и что это такое. Тем не менее, ОC Windows имеет достаточно долгую историю, наглядно показывающую процесс становления самой популярной системы и распространение компьютеров в целом.

Что такое виндовс

Windows — это операционная система, разработанная корпорацией Microsoft. Представляет собой основную программу, которая управляет всеми функциями компьютера и обеспечивает установку дополнительных приложений. ОС запускается сразу же после включения компьютера и является его неотъемлемой частью.

Windows — ОС с богатой историей

OC Windows позволяет использовать компьютер для работы, игр или других развлечений. В ней можно открывать различные файлы, пользоваться Интернетом, воспроизводить музыку и фильмы. Подробнее можно прочитать о системе на странице Windows Вики.

К сведению! Рассматривая буквально слово «виндовс» и что это такое, становится ясно, что название операционной системы переводится как «окна». Это прекрасно передает суть программы, функционал которой как раз основан на работе с различными окнами папок и приложений.

Виндовс — это платная операционная система, которая требует активации при помощи специального ключа. Покупая готовый компьютер с установленной системой, пользователь часть суммы платит именно за нее. Для самостоятельной инсталляции необходимо приобрести нужную сборку в виде диска.

Вместе с самой оболочкой пользователь получает комплекс заранее установленных программ, который будет зависеть от выбранной версии ОС. В любом случае доступны следующие программы:

простой текстовый редактор Notepad;
калькулятор;
WordPad для создания полноценных электронных документов;
редактор изображений Paint;
браузер для выхода в Интернет;
стандартный проигрыватель аудио и видео;
встроенный антивирус;
комплект игр и многое другое.

На специальных версиях также предусмотрено продвинутое программное обеспечение для управления всеми узлами компьютера и глубокой настройки системы.

Обратите внимание! Подавляющему большинству пользователей вполне достаточно базовой версии виндовс с набором стандартных программ. Системному администратору или же просто опытному пользователю предложенного функционала может быть мало, так что лучше выбирать максимальные сборки.

История и разновидности виндовс

Первая версия Windows 1.0 появилась еще в 1985 г. Она представляла собой надстройку над MS-DOS, оснащенную графическим интерфейсом. Эта надстройка значительно расширяла возможности стандартной ОС и позволяла одновременно решать сразу несколько задач. Название специально подбиралось максимально простое и при этом описывающее принцип работы системы.

Через два года свет увидел Windows 2.0, которая практически не отличалась внешне от своего предшественника. Однако тут разработчики предусмотрели улучшенную поддержку процессоров, а также постарались оптимизировать наиболее востребованные функции. Именно тут впервые появилась возможность перекрытия окон без необходимости каждый раз переключаться.

Настоящий фурор произвела Windows 3.0, вышедшая в 1990 г. Тут теперь можно было использовать простейшие редакторы, файловую систему, а также отслеживать активность программ. Были встроены программы «Блокнот», «Калькулятор» и комплект стандартных карточных игр. Прекрасно подходила для простых развлечений по типу кроссвордов.

Спустя два года компания решила провести апгрейд системы и предложила пользователям Windows 3.1, поддерживающую 32-разрядный доступ к накопителю. Стала доступна поддержка сетей, шрифтов и компьютерной мыши. Дополнительно присутствовал встроенный антивирус для оперативной защиты.

Как выглядела Windows 95

Windows 95 с 1995 г. можно смело назвать новой вехой в операционных системах. За счет новых технологий значительно выросла производительность систем, а основной каркас интерфейса именно здесь получил узнаваемый вид. Характерная кнопка «Пуск» стала важнейшим элементом в управлении, через который удается получить доступ ко всем программам.

Значительно повысилась стабильность ОС в 1998 г. с выходом Windows 98. Теперь появилась полноценная поддержка тюнеров и графических программ. В этой версии впервые компания Microsoft могла передать обновления непосредственно со своих серверов.

Обратите внимание! Пользователи могли увидеть первую вариацию Windows Media Player, а также пользоваться спящим режимом.

Windows 2000 — закономерный эволюционный этап, который, помимо множества различных нововведений, также мог поддерживать процессоры 64 бит. По описаниям, версия стала продолжателем традиций Windows NT, рассчитанной на использование на серверах.

В тот же год выходит версия Windows Me, имеющая усовершенствованный Windows Media Player, удобный редактор Windows Movie Maker, а также оптимизированный обозреватель Internet Explorer. Значительно повысилось удобство использования проводника, а сама система могла теперь поддерживать практически все актуальные на тот момент периферийные устройства.

Гораздо более яркой и функциональной стала Windows XP 2001 г. Разработчикам удалось повысить стабильность системы, расширить функционал, а также подготовить базу для последующих разработок. Даже сейчас на этой ОС работает довольно много компьютеров. Система долго улучшалась при помощи сервис-паков. Подобный без сомнения правильный подход отсрочил выход новой версии на целых 5 лет.

Windows Vista 2007 г. сейчас очень многим показалась бы знакомой. Именно в этой версии появился стиль Windows Aero, а также узнаваемые скругленные очертания окон. Улучшилась поддержка стороннего софта, а также драйверов маршрутизаторов, принтеров и тому подобной периферии.

Важно! Главным минусом системы считают очень слабую оптимизацию.

Windows 7 до сих пор устраивает многих

Два года у компании ушло на доработку и исправление Vista, и вот в 2009 г. миру представили Windows 7. К плюсам относят оптимизацию, быстроту, функциональность и поддержку Bluetooth. ОС стала крайне популярной и все еще остается одной из самых распространенных во многих странах мира.

В 2012 г. на рынок вышла Windows 8, представляющая собой достаточно смелое решение разработчиков отойти от принятых стандартов. И несмотря на то, что система подверглась серьезной критике, трудно не отметить массу полезных новшеств. В частности, предусмотрена расширенная поддержка драйверов, а также продуманная процедура восстановления. На восьмерке появилась среда Windows To Go, помогающая подключиться к ОС с любых съемных накопителей.

Продуктом тщательного анализа прошлых ошибок и учета современных тенденций стала Windows 10. Появившийся еще на восьмерке интерфейс Metro несколько трансформировался, а для использования Интернета появился новый браузер Microsoft Edge. Система постоянно обновляется, дорабатывается и улучшается.

Обратите внимание! Всеми обновлениями руководит программа Windows Modules Installer Worker, практически не мешающая работе пользователя. Через нее можно при необходимости удалить лишние опции.

Windows 10 — прорыв компании «Майкрософт»

Доступно несколько версий десятки. Для слабых компьютеров или ноутбуков лучше всего подойдет Windows 10 LTSC. Впрочем, даже стандартная версия может похвастаться отличной оптимизацией.

Разработчики сумели довести до ума module Windows Ink, как удобный способ сенсорного ввода, а с помощью интерфейса Form можно писать собственные программы. Стандартная командная строка осталась, однако теперь те же операции можно осуществить через более продвинутое operate-приложение PowerShell. Через него можно проверить систему, а также получить доступ к скрытым опциям.

В целях безопасности все установочные файлы ОС хранятся на системном диске в папке с пометкой «bt» или «old». В случае необходимости можно легко восстановить поврежденные элементы или заблокировать внесенные изменения.

Рабочий интерфейс

Компания «Майкрософт» с самой первой версии своей операционной системы задала определенный стиль оболочки. Затем этот стиль неоднократно видоизменялся, дорабатывался и делался более современным. Какие-то элементы добавляются, в то время как другие, напротив, удаляются.

Интерфейс сейчас выглядит совершенно не так, как он выглядел при появлении первой версии. Тем не менее, некоторые основные элементы остаются неизменными:

рабочий стол. Большое свободное пространство на экране, на который можно вывести все необходимые ярлыки для быстрого доступа к интересующим папкам или приложениям;
панель задач. Полоса находится в нижней части экрана. На ней отображаются дата, время, статус системы, параметры некоторых программ и другая информация. Сюда же можно вывести необходимые ярлыки для быстрого запуска приложений;
клавиша «Пуск». Визитная карточка операционной системы и крайне удобный способ открыть меню для получения доступа ко всем функциям оболочки.

Обратите внимание! Все программы и документы могут запускаться непосредственно из своей директории или же через специальный ярлык. Этот небольшой файл содержит ссылку на интересующий объект и позволяет без задержек приступать к работе.

Разновидности операционных систем

Чтобы составить полное представление о том, что такое Windows, необходимо дополнительно рассмотреть и другие существующие операционные системы. Они не столько конкурируют с описываемой ОС, сколько представляют собой пример совершенно другого рынка.

Почти такая же популярная, как Windows, операционная система MacOS. Особенностью этой оболочки является то, что она устанавливается исключительно на продукты компании Apple. Пользователи постоянно указывают на дружественный интерфейс, отличную оптимизацию и отсутствие каких-либо лагов даже при серьезной нагрузке на аппаратную часть.

Разновидности ОС многообразны

В своей среде эта ОС функционирует действительно очень хорошо, особенно если пользователь старается окружить себя устройствами одного бренда. Однако если возникнет необходимость обеспечить синхронизацию с другими ОС по типу андроид, могут возникнуть некоторые сложности.

Важно! ОС платная и также требует ввода индивидуального кода.

Рассказывая о том, какие есть, помимо виндовс, операционные системы, нельзя не упомянуть о Linux. Главным преимуществом этой оболочки является ее бесплатное распространение. Однако сложность в освоении и не самый дружественный интерфейс несколько ограничили ее популярность.

Существует огромное количество разновидностей операционной системы Linux, которые поддерживаются разными компаниями и разработчиками. Внушительный набор встроенных возможностей, открытый код и возможность доработки сделали Linux достаточно востребованной у инженеров, ученых, владельцев серверов и программистов. Для обычного домашнего использования она не слишком-то подойдет.

Отдельного внимания заслуживает операционная система UNIX, главными особенностями которой являются многозадачность, поддержка большого количества пользователей, внушительный выбор коммерческих предложений, а также возможность создания общего сервера или терминала.

Интересные факты об ОС

На любой компьютер можно установить две или даже больше операционных систем. При этом во время загрузки перед пользователем появится специальный экран, на котором будет предложено выбрать конкретную ОС для загрузки.

К сведению! Если установить на компьютер программу CoLinux, то появится возможность одновременного запуска MS Windows и Linux в рамках одной рабочей сессии. А на десятой версии Windows также дополнительно предусмотрена предустановленная подсистема Linux.

В самом начале развития компания Microsoft старалась оснащать свои операционные системы специальными программами и обучающими играми, чтобы пользователь быстрее привыкал использовать новые функции. В частности, для повышения уровня навыка обращения с мышкой использовался цифровой аналог игры Reversi.

Внедрение Linux в Windows

Популярность ОС Windows 95 объясняется не только продуманностью и функциональностью, но также впечатляющей рекламной компанией стоимостью около 300 млн долл.*

Во всех версиях ОС виндовс отсутствует возможность создавать папки с названиями con, prn, aux, nul. Это связано с тем, что еще на MS-DOS слова были зарезервированы для обозначения конкретных подключаемых устройств.

Несмотря на то, что у пользователей крайне популярной является система Windows, более 75 % всех серверных модулей для работы Интернета функционирует на Linux.

Обратите внимание! Самой маленькой ОС считается MenuetOS, которая могла поместиться на одну дискету.

Операционные системы семейства Windows по праву считаются одними из самых проработанных и универсальных оболочек для компьютеров. Миллионы людей пользуются ими уже очень много лет, а тенденции развития технологий значат то, что миру удастся увидеть еще не одну версию.

*Цены в статье указаны на август 2020 г.

Несколько дней назад в сеть просочился образ ранней версии Windows 11. Различные издательства провели тесты по производительности и пришли к неутешительному выводу: Windows 11 в среднем работает хуже, чем Windows 10. Но расстраиваться рано! Проблемы производительности могут быть связаны с «сыростью» слитого образа и нюансами совместимости с текущими программами. Так или иначе, 24 июня состоится официальная презентация нового поколения операционных систем Windows, которая, возможно, даст ответы на многие вопросы. Если сегодня у вас есть настроение для ностальгии, предлагаем вам окунуться в мир Windows: познакомиться с историей, как менялась ось и что у нее внутри.

История Windows

В начале 80 годов прошлого века компания IBM работала над персональным компьютером на базе процессора Intel 8088. С середины 70 годов компания Microsoft была основным поставщиком Basic для восьмибитных микрокомпьютеров. Когда IBM обратилась к Microsoft для лицензирования Basic для их нового компьютера IBM PC, Microsoft согласилась, а также посоветовала обратиться к компании Digital Research для лицензирования операционной системы CP/M. Но, получилось так, что глава Digital Research не нашел в своем графике времени для встречи для IBM, и IBM снова обратилась к Microsoft, теперь уже с просьбой решить вопрос операционной системы для IBM PC. Microsoft купила клон ОС CP/M у компании Seattle Computer Products и перенесла её на IBM PC. Итоговым названием получившейся ОС стало MS-DOS 1.0.

Первые продукты с названием «Windows» от Microsoft не были операционными системами. Это были графические среды для MS-DOS. На фоне успеха, в том числе и коммерческого, пользовательского интерфейса на Apple Lisa, компания решила реализовать графический интерфейс на IBM PC с MS-DOS. В отличии от относительно дешевых IBM PC, Apple Lisa стоили дорого (почти 10 тысяч долларов), и немногие покупатели могли позволить купить их. Microsoft решила занять нишу дешевых компьютеров с графическим интерфейсом. При этом низкая стоимость достигалась экономией на комплектующих и более низкая производительность, по сравнению с Lisa, избежать не получилось. Так, в 1985, 1987 и в 1990 выходят первые три версии Windows — 1.0, 2.0 и 3.0. Причем за первые шесть месяцев после релиза Windows 3.0 было продано более 1 миллиона экземпляров. Дальнейшее развитие Windows можно разделить на два направления — Windows на базе MS-DOS и Windows на базе NT.

Windows 1.01

Windows 9x

Windows на базе MS-DOS или Windows 9x не были первыми ОС от Microsoft, но они продолжали «старые традиции» и были построены на основе 16-битного кода MS-DOS. В августе 1995 года была выпущена Windows 95 — первая система семейства Windows 9x. Она уже была полноценной операционной системой с соответствующими возможностями. Однако у системы были проблемы с безопасностью (например, не было «администратора») и с изоляцией приложений. Зависание 16-битного приложения приводило к блокировке всей системы. Проблемы со стабильностью достались и Windows 98 и Windows ME, которые отличались от выпуска 95 года рядом небольших обновлений.

Windows NT

В целом, к концу 80-х годов в Microsoft появилось понимание о необходимости разработки операционной системы не на базе MS-DOS. Параллельно с разработкой софта, связанного с MS-DOS, Microsoft наняла команду инженеров из компании DEC для разработки новой 32-битной операционной системы. Главой группы стал Дэйв Катлер — один из главных разработчиков ОС VMS. Новая система была названа NT — от сокращения New Technology. Основной упор при разработке NT делался на безопасность и надежность системы, а также на совместимость с Windows на MS-DOS. Так получилось, что опыт при разработке VMS повлиял на NT и сходство между ними стало причиной спора между DEC и Microsoft. По итогу спор был решен во внесудебном порядке.

Дэйв Катлер

Первая система Windows называлась Windows NT 3.1 и была выпущена в 1993 году. Это была первая ОС от Microsoft. Индекс 3.1 был выбран для соответствия Windows 3.1 на MS-DOS. Эта версия не имела особого успеха. Для NT требовалось больше памяти, 32-разрядных приложений на рынке было мало, возникали проблемы с совместимостью драйвером. Достичь поставленных целей смогли в NT 3.5. А первым серьезным обновлением для NT стала версия 4.0 в 96 году. Теперь эта система была мощна, надежна и безопасна, а также обеспечивала тот же интерфейс, что и Windows 95 (которая к тому моменту была чрезвычайно популярной).

Windows NT 3.1

В 2000 году вышла новая версия Windows — Windows 2000. Она развивала идеи, заложенные в системы NT. Был добавлена технология Plug-and-Play, управление электропитанием и улучшен интерфейс пользователя.

Windows 2000

Успех Windows 2000 задал вектор развития для следующего поколения — Windows XP. В «хрюшке» Microsoft улучшила совместимость, интерфейс стал более дружелюбным. Стратегия Microsoft завоевывать аудиторию уже знакомыми системами дала плоды — за несколько лет Windows XP была установлена на сотнях миллионах ПК. Эпоха MS-DOS подошла к концу.

Следующий проект Microsoft пал жертвой собственных амбиций. Через пять лет после Windows XP, в 2006 году на свет вышла Windows Vista. В ней был переделан графический интерфейс, переработаны и добавлены функциональные возможности в плане безопасности. Была улучшена производительность, надежность.

Первоначальные планы Microsoft по поводу Vista были настолько обширны, что через несколько лет после начала разработки проект пришлось сильно ограничить. Vista включала в себе 70 миллионов строк кода, часть которого составлял «причесанный» код XP. Неудача Vista отчасти с тем, что она вышла не в то время. На 2006 год пришелся бум недорогих компьютеров, которые не могли обеспечить достаточную для Vista производительность.

Windows Vista

Проблемы Vista были учтены при разработке Windows 7. Microsoft уделила большее внимание тестированию и производительности новой системы. Windows 7 быстро вытеснила Vista, а затем и XP, став самой популярной версией Windows до появления Windows 10 (сейчас Windows 7 на втором месте по популярности).

Бум смартфонов в начале 2010-х подтолкнул Microsoft к созданию операционной системы, которую можно было бы развернуть на разных устройствах: на телефонах, планшетах, приставках и т. д. В результате этой работы мир узрел Windows 8. «Восьмерка» построена на модульном подходе MinWin для получения небольшого ядра ОС, которое можно было бы расширить на линейку других типов устройств. Но аудитория встретила холодно такой подход. Многие люди критиковали «смартфоноподобный» интерфейс на ПК, отсутствие кнопки пуск. Для решения многих проблем Microsoft выпустила обновление под названием Windows 8.1, которая, помимо исправления имеющихся ошибок, добавила новые функции.

И вот, к 2015 году Microsoft выпускает Windows 10. При разработке Microsoft продолжала развитие идеи единой системы для разных устройств. В «десятке» появилась голосовая помощница Кортана, вернули меню «Пуск», улучшена системная безопасность.

Технические аспекты

Чтобы осветить все технические аспекты и тонкости операционной системы Windows понадобится не менее 1000 страниц. Для особо любопытных советуем 7-е издание «Внутреннего устройства Windows« Марка Руссиновича, специалиста по внутреннему устройству Windows. Также можно почитать «Современные операционные системы« Эндрю Таненбаума и «Operating System Concepts«: в обеих книгах есть главы, посвященные Windows. Здесь же ограничимся рассмотрением инструментов взаимодействия приложений пользователя с операционной системой (Windows API) и архитектуры «оси».

Архитектура

Во многих многопользовательских операционных системах сама ОС отделяется от приложений. Код ядра ОС выполняется в привилегированном режиме процессора (режим ядра). Для него доступны системные данные и оборудование. В непривилегированном режиме (пользовательский режим) выполняется код приложений. Ему предоставляется ограниченный набор интерфейсов и ограниченный доступ к системным данным. Прямой доступ к оборудованию заблокирован. При вызове программой пользовательского режима системной функции процессор выполняет специальную команду, переключающую вызывающий поток (последовательность команд внутри процесса, планируемая Windows для исполнения) в режим ядра. Когда системная функция завершается, операционная система переключает контекст потока обратно в пользовательский режим и дает возможность вызывающей стороне продолжить работу.

Рассмотрим ключевые системные компоненты, формирующие архитектуру системы. На рисунке ниже представлена упрощенная схема, на которой опущены некоторые элементы, например, сетевые компоненты и различные уровни драйверов. Первое, на что стоит обратить внимание — это линия, разделяющая части пользовательского режима и режима ядра. Как упоминалось выше, потоки пользовательского режима выполняются в закрытом адресном пространстве процессов. На время выполнения в режиме ядра они получают доступ к системному пространству. Таким образом, системные процессы, пользовательские процессы, процессы служб и подсистемы среды обладают собственным закрытыми адресными пространствами.

Упрощенная схема архитектуры Windows

Вторая линия разделяет компоненты режима ядра и гипервизор (Hyper-V). Гипервизор перехватывает многие привилегированные операции, выполняемые ядром, и эмулирует их таким образом, чтобы позволить на одной и той же машине одновременно работать нескольким операционными системам. Гипервизор работает на том же уровне привилегий процессора (0), что и ядро. Но из-за использования специализированных команд процессора (VT-x у процессоров Intel, SVM у АMD) он может изолироваться от ядра с сохранением контроля над ним и приложениями. Поэтому некоторые иногда применяют термин «кольцо -1».

Четыре базовых типа процессов пользовательского режима:

Пользовательские процессы. Эти процессы относятся к одному из следующих типов: 32- или 64-разрядные приложения Windows (приложения Windows Apps, работающие на базе среды Windows Runtime в Windows 8 и выше, включаются в эту категорию), 16-разрядные приложения Windows 3.1, 16-разрядные приложения MS-DOS, 32- и 64-разрядные приложения POSIX. Заметим, что 16-разрядные приложения могут выполняться только в 32-разрядных версиях Windows, а приложения POSIX в Windows 8 уже не поддерживаются.
Процессы служб. В эту категорию входят процессы, являющиеся хостами для служб Windows (например, службы планировщика задач и диспетчер печати). Обычно к службам предъявляется требование независимости выполнения от входа пользователя. Многие серверные приложения Windows (например, Microsoft SQL Server и Microsoft Exchange Server) также включают компоненты, выполняемые как службы.
Системные процессы. Фиксированные процессы, такие как процесс входа или диспетчер сеансов, не являются службами Windows. Другими словами, они не запускаются диспетчером служб.
Серверные процессы подсистем среды. Такие процессы реализуют часть поддержки среды ОС, предоставляемой пользователю и программисту. Изначально в Windows NT было три подсистемы среды: Windows, POSIX и OS/2. Подсистема OS/2 включалась только до Windows 2000, подсистема POSIX в последний раз была включена в Windows XP.Ultimate- и Enterprise-выпуски клиента Windows 7. Все серверные версии Windows 2008 R2 включают поддержку расширенной подсистемы POSIX, называемой SUA (Subsystem for UNIX-based Applications). Сейчас подсистема SUA не поддерживается и уже не включается как необязательное часть в версии Windows (Windows 10 версии 1607 включает подсистему Windows для Linux — WSL, Windows Subsystem for Linux).

Компоненты режима ядра:

Исполнительная система. Она содержит базовые сервисные функции ОС: управление памятью, управление процессами и потоками, безопасность, ввод/вывод, сетевая поддержка и межпроцессные коммуникации.
Ядро Windows. Низкоуровневые функции ОС: планирование потоков, диспетчеризация прерываний и исключений и многопроцессорная синхронизация. Также ядро предоставляет набор функций и базовых объектов, которые используются исполнительной системой для реализации высокоуровневых конструкций.
Драйверы устройств. Сюда входят как драйверы физических устройств, преобразующие вызовы пользовательских функций ввода/вывода в конкретные запросы ввода/вывода к устройству, так и драйверы устройств, не относящихся к физическому оборудованию, например драйверы файловой системы или сетевые драйверы.
Слой абстрагирования оборудования (HAL). Прослойка кода, изолирующее ядро, драйверы устройств и прочий исполняемый код Windows от платформенно-зависимых различий в работе оборудования, например различий между системными платами.
Оконная и графическая система. Реализация функций графического интерфейса (GUI), также известных как функции GDI: работа с окнами, элементы пользовательского интерфейса и графический вывод.
Уровень гипервизора. Включает всего-навсего один компонент: сам гипервизор. В этой среде нет ни драйверов, ни других модулей. При этом сам гипервизор состоит из нескольких внутренних уровней и служб: собственный диспетчер памяти, планировщик виртуальных процессов, управление прерываниями и таймером, функции синхронизации, разделы (экземпляры виртуальных машин) и внутрипроцессные коммуникации (IPC, Inter-Process Communication) и многие другие.

Имя файла	Компоненты
Ntoskrnl.exe	Исполнительная система и ядро
Hal.dll	HAL
Win32k.sys	Часть подсистемы Windows режима ядра (GUI)
Hvix64.exe (Intel), Hvax64.exe (AMD)	Гипервизор
.sys в \SystemRoot\System32\Drivers	Основные файлы драйверов: DirectX, Volume Manager, TCP/IP и поддержка ACPI
Ntdll.dll	Внутренние вспомогательные функции и заглушки диспетчеризации системных сервисных функций
Kernel32.dll, Advapi32.dll, User32.dll, Gdi32.dll	Dll основных подсистем Windows

Windows API

Windows API (Application Programming Interface) — это программный интерфейс пользовательского режима для Windows. До появления 64-разрядной версии операционной системы программный интерфейс 32-разрядных версий Windows назывался Win32 API в отличие от исходного 16-разрядного Windows API (программный интерфейс для исходных 16-разрядных версий Windows). На данный момент термин Windows API или Win32 API относят как к 32-разрядным, так и к 64-разрядным версиям.

В «доисторические времена» Windows API состоял только из функций в стиле C. Выбор языка C был обусловлен тем, что написанный на нем код также мог использоваться из других языков. Он являлся достаточно низкоуровневым для предоставления сервиса ОС. Но огромное количество функций в сочетании с недостаточной последовательностью выбора имен и отсутствием логических группировок (вроде пространств имен C++) привели к тому, что в некоторых новых API используется другой механизм — модель COM.

WinRT

В Windows 8 появился новый API и исполнительная среда поддержки Windows Runtime (WinRT). WinRT состоит из платформенных сервисов, предназначенных для разработчиков приложений Windows Apps (приложения Windows Apps подходят для устройств, начиная от миниатюрных IoT-устройств до телефонов, планшетов, десктопных систем, ноутбуков и даже Xbox One и Microsoft HoloLens).

Читайте также: