9.01. Основы ОС

ДЛЯ ДЕТЕЙОБЯЗАТЕЛЬНО

Родителям и детям

Основы ОС: рабочий стол, панель задач, поиск
Введение в понятие «операционная система» (без углубления в ядро, драйверы и т.п.).
Как работать с операционной системой
Добавить mermaid схему
Добавить задачи

Представь, что у тебя есть куча инструментов: молоток, гвозди, отвёртка, пила, дрель… Хорошие инструменты сами по себе — это уже многое. Но без инструкции, без того, кто их правильно соединит, — из них не построить дом. Компьютер — как раз такой «набор инструментов»: процессор, память, жёсткий диск, клавиатура, мышь, экран. Без кого-то, кто координирует их работу, они просто лежат и ничего не делают. Этим «координатором», «управителем всех дел», и является операционная система — сокращённо ОС.

🔹 Операционная система (ОС) — это главная программа компьютера. Она запускается первой, когда ты включаешь устройство, и работает до тех пор, пока ты его не выключишь. Она — как главный диспетчер аэропорта: следит, чтобы каждый самолёт (программа) взлетел и приземлился вовремя, чтобы топливо (память и процессор) не закончилось, чтобы багаж (файлы) не потерялся.

Самые известные ОС:

Windows — от компании Microsoft, самая распространённая на персональных компьютерах.
macOS — от Apple, работает только на компьютерах Mac.
Linux — не одна система, а целое семейство (Ubuntu, Fedora, Linux Mint и др.). Часто используется на серверах, в научных центрах и везде, где важна стабильность и свобода настройки.

Каждая из них «одета» по-своему — у неё свой интерфейс, свои привычки. Но внутри они решают одни и те же задачи. Давай вместе разберёмся, как это устроено — шаг за шагом.

1. Рабочий стол

Когда компьютер включается и ОС загружается, перед тобой появляется рабочий стол — это фоновое «окно», которое всегда видно, если ничто не закрывает его сверху. Это место, куда можно класть ярлыки, папки, заметки — как на настоящем столе.

В Windows рабочий стол — это фон с иконками, которые можно свободно перемещать мышью. Внизу — панель задач.
В macOS рабочий стол тоже называется Desktop, но иконки обычно прижаты к правому краю, а слева внизу — Dock (док): панель с ярлыками программ, похожая на панель задач, но более компактная и анимированная.
В Linux (например, в Ubuntu с рабочим окружением GNOME) рабочий стол часто выглядит как «чистый лист» — иконок по умолчанию нет, но их можно включить. Активные программы отображаются внизу (в Dash to Dock) или вверху (в панели).

💡 Ярлык — это не сама программа, а «указатель» на неё. Как записка: «Программа Paint находится здесь: C:\Program Files...». Удалить ярлык — не значит удалить программу.

2. Панель задач (Windows), Dock (macOS), панель/бар (Linux)

Это «командный центр» внизу (или сбоку/сверху) экрана. Он всегда на виду, и в нём — всё самое нужное.

В Windows

Это панель задач (taskbar). Слева — кнопка Пуск, затем — поиск, дальше — ярлыки закреплённых программ (браузер, Word и т.д.), затем — иконки уже открытых окон. Справа — системный трей (о нём ниже).

В macOS

Это Dock — полупрозрачная полоска внизу (или сбоку). В ней: слева — ярлыки программ, по центру — разделитель, справа — открытые окна и «миниатюры» документов. При наведении иконки увеличиваются (эффект magnification).

В Linux

Всё зависит от окружения. В GNOME (по умолчанию в Ubuntu) — панель сверху: меню приложений (аналог Пуска), часы, индикаторы. Внизу может быть дополнительная панель с иконками (если включить Dash to Dock). В KDE Plasma — всё похоже на Windows: панель снизу, кнопка меню, поиск, трей.

🎯 Главная идея: эта панель — твой «домашний причал». Отсюда ты запускаешь программы, переключаешься между ними и видишь, что работает.

3. Контекстное меню и кнопки управления окнами

Кликни правой кнопкой мыши на любом свободном месте рабочего стола — появится контекстное меню. Оно называется так, потому что его содержимое зависит от контекста:

на рабочем столе — команды для создания папки, файла, настройки фона;
на файле — открыть, переименовать, удалить, отправить по почте;
на открытой вкладке в браузере — копировать ссылку, открыть в новом окне и т.д.

Это как волшебная палочка: клик правой кнопкой — и тебе предлагают именно то, что можно сделать здесь и сейчас.

А теперь — окна программ. Когда ты запускаешь, скажем, редактор текста, он открывается в отдельном окне. В правом верхнем углу (в Windows и Linux) или левом (в macOS) — три (или две) кнопки:

Система	Кнопки (слева направо / справа налево)	Что делают
Windows	◻ (свернуть), ◻◻ (развернуть/восстановить), ✕ (закрыть)	— Свернуть — окно исчезает, но программа продолжает работать. — Развернуть — окно занимает весь экран. — Закрыть — программа завершается.
macOS	🔴 (закрыть), 🟡 (свернуть), 🟢 (развернуть/выйти в полноэкранный режим)	Аналогично, но 🔴 не всегда завершает программу — часто только закрывает окно, а программа остаётся в Dock.
Linux	Зависит от окружения, но обычно как в Windows.	То же поведение.

🧠 Важно: закрытие окна ≠ завершение программы. Особенно в macOS: если в Dock иконка подсвечена (точка под ней), значит, программа всё ещё работает — даже без открытого окна.

4. Кнопка «Пуск» и поиск

Пуск (Start) в Windows, меню Apple () в macOS, меню приложений (Activities или просто значок) в Linux — это «главные ворота» в систему.

Нажимаешь Пуск — появляется список всех установленных программ, часто используемых файлов, настроек.
В Windows 10/11 и в macOS есть мощный поиск: начни печатать «калькулятор» — и нужная программа появится через долю секунды. Поиск работает не только по названиям программ, но и по содержимому файлов, настройкам, даже по вебу (в Windows — через Bing, в macOS — через Spotlight).
В Linux (GNOME) нажми клавишу Super (Win) — появится Activities Overview: поиск, открытые окна, рабочие пространства.

🔍 Поиск — это мост между тобой и информацией. Он учится: чем чаще ты ищешь «блокнот», тем выше он будет в результатах.

5. Системный трей (область уведомлений)

Это правая часть панели задач (Windows/Linux) или правая часть верхней панели (macOS). Там живут маленькие иконки:

🔊 громкость
🔋 заряд батареи (на ноутбуке)
📶 Wi-Fi
🕒 часы и календарь
🖨️ принтеры, если подключены
🛡️ антивирус
📬 почта, мессенджеры (иногда)

Эти иконки — не просто украшение. Они показывают статус чего-то важного. Нажми на 🔋 — увидишь, сколько осталось времени работы от батареи. Нажми на 🔊 — появится ползунок громкости. Некоторые иконки скрыты (в Windows — стрелка вверх), но их можно показать.

📌 Это как «приборная панель» автомобиля: ты не управляешь напрямую, но постоянно следишь за показаниями.

6. Сворачивание и фоновые процессы

Когда ты сворачиваешь окно (жмёшь ◻ или 🟡), оно исчезает с экрана — но программа продолжает работать. Например:

Музыкальный плеер играет в фоне.
Загрузка файла идёт, даже если ты переключился на браузер.
Мессенджер получает сообщения, пока ты пишешь в Word.

Такие программы называются фоновыми процессами. Они «не на виду», но «на слух» — если что-то пойдёт не так (например, плеер завис), ты можешь это заметить по звуку или по значку в трее.

🌐 Интересный факт: веб-страницы тоже могут работать в фоне — например, YouTube продолжает проигрывать видео, если ты переключишь вкладку (но не свернёшь браузер полностью).

7. Автозапуск и автозагрузка

Когда компьютер включается, не все программы запускаются одновременно. Есть три уровня:

Автозагрузка ОС — сама система грузится: проверяет диски, запускает драйверы, подключает сеть.
Службы (services) — программы, которые работают «невидимо»: антивирус, обновления, серверы. Они стартуют почти сразу после ОС.
Автозапуск (startup) — программы, которые ты выбрал запускать автоматически: браузер, мессенджер, облачное хранилище (Google Drive, OneDrive и т.д.).

В Windows: Настройки → Приложения → Автозагрузка — там можно включать/выключать программы по одной.
В macOS: Системные настройки → Общие → Входящие элементы (Login Items).
В Linux: зависит от окружения. В GNOME — Настройки → Приложения → Автозапуск.

⚠️ Чем больше программ в автозапуске — тем дольше грузится компьютер. Иногда стоит отключить ненужное (например, игру, которая сама лезет в трей).

8. Службы и менеджеры

Служба (service) — это программа, которая работает без окна, «тихо», в фоне. Примеры:

Print Spooler — очередь печати: накапливает задания и отправляет их на принтер по одному.
Windows Update — проверяет и скачивает обновления.
cron (в Linux/macOS) — планировщик задач: «в 3 ночи запусти резервное копирование».

Службы управляются через менеджеры:

В Windows — services.msc (набери в поиске Пуска).
В macOS — через Activity Monitor (Мониторинг системы) → вкладка Службы.
В Linux — команды systemctl (для современных систем) или service.

🔐 Большинство служб нельзя просто так выключить — система может перестать работать. Но некоторые можно отключить, если они не нужны (например, Bluetooth, если у тебя нет наушников).

9. Диспетчер задач (Windows) / Мониторинг системы (macOS) / Системный монитор (Linux)

Это «операционный зал» компьютера. Он показывает:

Какие программы и процессы сейчас работают.
Сколько памяти, процессора, диска и сети они используют.
Какие процессы «тормозят» систему.

Система	Как открыть
Windows	`Ctrl + Shift + Esc` или правой по панели задач → «Диспетчер задач»
macOS	`Cmd + Пробел` → набрать Activity Monitor
Linux (GNOME)	Поиск → System Monitor

В диспетчере можно:

Завершить зависшую программу («Снять задачу»).
Посмотреть, какая программа «съедает» батарею (в macOS и Windows 11).
Найти скрытые процессы — например, вирус или майнер (если что-то потребляет 100% CPU без причины).

📊 Это как «пульсометр» компьютера. Если он «задыхается» — первым делом смотри сюда.

10. Как работает ОС

Операционная система - посредник между человеком и железом. Вот как это работает на практике:

Ты нажимаешь иконку Браузер на рабочем столе.
ОС получает запрос: «Запусти программу по адресу C:\Program Files\Chrome\chrome.exe».
Проверяет, есть ли права, свободна ли память.
Загружает программу в оперативную память.
Выделяет ей «окошко» на экране, подключает клавиатуру и мышь.
Ты печатаешь youtube.com — браузер просит ОС: «Подключи меня к интернету».
ОС передаёт запрос сетевой карте → в роутер → в интернет.
Ответ приходит → ОС передаёт его браузеру → ты видишь видео.

Всё это происходит за миллисекунды — и ты даже не замечаешь, сколько «согласований» прошло за кулисами.

📌 Как ОС связывает человека и железо

Пояснение: ОС (синий блок) — центральный узел. Без неё пользователь не может напрямую управлять процессором или памятью. Она обеспечивает безопасность, справедливость (никто не «захватит» весь процессор) и удобство.

🎯 Практические задачи

Исследовательская миссия
Открой диспетчер задач / мониторинг системы. Найди:
- Какая программа использует больше всего памяти?
- Сколько всего процессов работает?
- Есть ли процессы с названием, которое ты не узнаёшь? (Попробуй поискать в интернете — безопасно ли это?)
Эксперимент с автозапуском
- В Windows: открой Настройки → Приложения → Автозагрузка. Отключи одну программу (не системную!). Перезагрузи компьютер. Заметил разницу во времени загрузки?
- В macOS: добавь калькулятор в Входящие элементы. Перезагрузи — появился ли он автоматически?
Контекстное меню — твой друг
Создай на рабочем столе папку Тест. Щёлкни по ней правой кнопкой — выпиши 5 команд, которые там есть. Попробуй каждую (кроме «Удалить» 😊). Что изменилось?
Поиск vs Пуск
Запусти Блокнот двумя способами:
- Через кнопку Пуск → Все программы → Стандартные → Блокнот
- Через поиск: набери блокнот и нажми Enter
  Какой способ быстрее? Почему?
Фоновый процесс
Открой музыкальный плеер (или YouTube в браузере), запусти воспроизведение. Сверни окно. Проверь иконку в трее / Dock — мигает ли она? Меняется ли значок (например, появляется пауза)? Попробуй управлять воспроизведением через трей, не открывая окно.

11. Файлы и папки

Представь библиотеку. В ней есть залы (папки), в залах — стеллажи (подпапки), на стеллажах — книги (файлы). Чтобы найти книгу «Гарри Поттер и философский камень», ты не бегаешь по всей библиотеке — ты идёшь в зал «Фантастика», затем к стеллажу «Роулинг», и там — нужная книга.

Компьютер хранит всё иерархически — как дерево:

Корень (C:\ в Windows, / в macOS/Linux) — «вход в библиотеку»
Папки (каталоги) — «залы и стеллажи»
Файлы — «книги, фотографии, музыка, программы»

🔍 Файл — это именованный блок данных на диске. Он имеет:

Имя (например, доклад.docx)

Расширение (.docx, .jpg, .mp3) — это «подсказка» ОС: «Это документ Word / фото / музыка»

Размер — сколько места занимает (в байтах, килобайтах и т.д.)

Дата изменения — когда в последний раз кто-то его редактировал

⚠️ В Windows расширения по умолчанию скрыты (чтобы не пугать новичков), но их можно включить:
Проводник → Вид → Показать → Расширения имён файлов.

В macOS/Linux расширения почти всегда видны — так надёжнее.

Как ОС помогает с файлами?

Она даёт нам проводник (Windows), Finder (macOS), Файловый менеджер (Linux) — программу, которая превращает «сырые» данные на диске в удобную картинку: иконки, списки, дерево папок.

Пример пути:

Windows: C:\Пользователи\Тимур\Документы\сочинение.docx
macOS: /Users/timur/Documents/сочинение.docx
Linux: /home/timur/Documents/сочинение.docx

Обрати внимание:

В Windows используется \, в macOS/Linux — /
В Windows диски обозначаются буквами (C:, D:), в macOS/Linux — всё едино: корень /, а диски монтируются внутрь него (например, флешка — в /Volumes/USB)

🌐 Почему так? Исторически: Windows унаследовала \ от MS-DOS (1981), а macOS и Linux — от UNIX (1970), где / был стандартом. Это не «лучше» или «хуже» — просто разные традиции.

12. Права доступа

Когда в классе все могут брать чужие тетради — начинается хаос. Поэтому у учителя есть правило: «Чужое не трогать». В компьютере — то же самое.

Каждый файл и папка имеют права доступа — правила, кто и что может с ними делать:

Право	Что означает
Чтение (r, read)	Можно открыть и посмотреть содержимое
Запись (w, write)	Можно изменить или удалить
Исполнение (x, execute)	Можно запустить как программу (актуально для `.exe`, `.sh`, `.py`)

Эти права задаются для трёх категорий:

Владелец (обычно — ты)
Группа (например, «ученики», «администраторы»)
Все остальные

Примеры:

Файл пароли.txt у тебя дома:
- Владелец: чтение + запись
- Группа и Остальные: ничего → никто, кроме тебя, не откроет
Папка Общие_фото в школе:
- Владелец (учитель): чтение/запись
- Группа (класс): чтение
- Остальные: ничего
Программа калькулятор.exe:
- Владелец: чтение/запись (чтобы обновить)
- Все: чтение + исполнение — чтобы запустить

🔐 В Windows права настраиваются через:
Правой по файлу → Свойства → Безопасность → Изменить
В macOS/Linux — через chmod в терминале или Информация (Cmd+I) в Finder.

Для детей это звучит как: «Это мой дневник — только я могу писать в него. Но я могу разрешить маме читать, а брату — нет».

13. Окна, вкладки и виртуальные рабочие столы

Ты когда-нибудь раскладывал на столе:

тетрадь по математике,
учебник по истории,
листок с черновиками,
и при этом слушал музыку?

Компьютер делает то же самое — но у него «стол» один (экран). Чтобы не путаться, ОС даёт инструменты:

Окна

Каждая программа — в своём окне. Можно:

Перетаскивать их мышью
Изменять размер (потянуть за край)
Накладывать одно на другое

Вкладки

Внутри одной программы (браузер, текстовый редактор) — вкладки. Это как разделы в одной тетради:

Вкладка 1: YouTube
Вкладка 2: Google Docs
Вкладка 3: переводчик

Экономит место: не нужно 10 окон браузера — достаточно одного с 10 вкладками.

Виртуальные рабочие столы (Spaces в macOS, Рабочие столы в Windows/Linux)

Представь, что у тебя не один стол, а четыре — и ты можешь мгновенно переключаться между ними:

Стол 1: учёба (Word, браузер с учебниками)
Стол 2: творчество (рисовалка, музыка)
Стол 3: игры
Стол 4: общение (мессенджеры, почта)

Как включить:

Windows: Win + Tab → «Новый рабочий стол»
macOS: Ctrl + стрелка влево/вправо или Mission Control (F3)
Linux (GNOME): Super + PgUp / PgDn или Activities → +

✅ Зачем это нужно? Чтобы не переключаться между 20 окнами — а разделить задачи физически в пространстве.

14. Обновления

Компьютер — не статичная машина. Он учится. Каждый месяц Microsoft, Apple, разработчики Linux выпускают обновления:

Исправления ошибок — убирают баги (например, «браузер падал при открытии PDF»)
Новые функции — например, темный режим, голосовой помощник
Защита — патчи против новых вирусов и уязвимостей

Обновления бывают:

Автоматические (по умолчанию в macOS и Windows) — система сама скачает и установит ночью
Ручные — ты видишь уведомление: «Доступно обновление Windows 11 24H2» — и жмёшь «Установить»

⚠️ Важно:

Никогда не отключай обновления полностью — это как не ходить к врачу годами.
Но можно настроить время установки: например, «только по ночам, когда я не за компом».

📅 Совет: раз в месяц проверяй — нет ли «зависших» обновлений. Иногда система ждёт перезагрузки.

15. Безопасность «из коробки»

Операционная система — первый щит. Она включает:

Компонент	Что делает	Где найти
Брандмауэр (Firewall)	Следит за входящим/исходящим интернет-трафиком. Блокирует подозрительные подключения.	Windows: `Безопасность Windows → Брандмауэр` macOS: `Системные настройки → Сеть → Брандмауэр`
Защитник Windows / XProtect (macOS)	Антивирус «из коробки». Сканирует файлы при скачивании, запуске.	Встроено. Работает тихо.
Песочница (Sandbox)	Программы (особенно из интернета) запускаются в «клетке»: даже если вирус — он не достанет до твоих файлов.	В macOS — почти все программы. В Windows — Microsoft Edge, Store-приложения.
Контроль учётных записей (UAC)	Когда программа хочет что-то важное (установить, изменить систему) — ОС спрашивает: «Ты уверен?»	Окно с подтверждением: «Разрешить этому приложению вносить изменения?»

🛡️ Никакая защита не спасёт, если ты сам введёшь пароль на фишинговом сайте. Поэтому:

Не нажимай «Да» без понимания, зачем это нужно

Не скачивай «взломанные» программы — они почти всегда содержат вирусы

16. Разница между «выключить», «перезагрузить», «спящий режим» и «гибернация»

Режим	Что происходит	Плюсы	Минусы
Выключить	Компьютер полностью обесточивается.	Экономия энергии, «чистый старт»	Долгая загрузка при включении
Перезагрузить	Выключение + включение. Все программы закрываются.	Нужно после обновлений, при сбоях	То же, что и выключение
Спящий режим (Sleep)	Компьютер «дремлет»: память питается, всё остальное — выключено.	Мгновенный возврат, мало энергии	Если сядет батарея — данные в памяти потеряются
Гибернация (Hibernate)	Содержимое памяти сохраняется на диск → компьютер выключается полностью. При включении — загружается обратно в память.	Нет расхода энергии, безопасно при отключении питания	Медленнее, чем Sleep; занимает место на диске

💡 В ноутбуках по умолчанию часто стоит:

Закрыл крышку → Спящий режим

Долго не трогал → Гибернация

В Windows гибернацию можно включить/выключить:
Панель управления → Электропитание → Настройка схемы → Изменить дополнительные параметры → Сон → Гибернация

17. Что такое «ярлык», «алиас» и «символическая ссылка»?

Все они — указатели на файл, но с тонкими отличиями:

Тип	Система	Как работает	Аналогия
Ярлык (.lnk)	Windows	Отдельный маленький файл (≈1 КБ), внутри — путь к цели. Если цель удалена — ярлык «ломается».	Как записка: «Книга лежит на полке 3, ряд 2». Если книгу убрали — записка бесполезна.
Алиас	macOS	Умный указатель: помнит не только путь, но и уникальный ID файла. Даже если файл переместили — алиас найдёт его.	Как GPS-метка: «Ищи этот объект — я знаю его координаты».
Символическая ссылка (symlink)	Linux/macOS	Как ярлык, но на уровне файловой системы. Может вести на папку или даже на другой диск.	Как дорожный указатель на шоссе: «До Москвы — 100 км».

🧪 Попробуй сам:

Создай файл тест.txt.

Сделай ярлык/алиас/symlink на него.

Перемести тест.txt в другую папку.

Попробуй открыть через ярлык — получится ли?

(В Linux: ln -s ~/Документы/тест.txt ~/Рабочий\ стол/тест_ссылка)

📌 Жизненный цикл программы

Комментарий: Эта схема показывает, что даже простой клик — целая цепочка проверок. ОС заботится, чтобы ничего не сломалось.

🎯 Задачи для углубления

Файловый квест
Найди на своём компьютере:
- Папку Загрузки (Downloads)
- Папку Документы (Documents)
- Папку AppData (Windows) / Library (macOS) / .config (Linux — скрытая!)
  Посмотри, какие подпапки в них есть. Что хранится в AppData\Local\Google\Chrome? В Library/Application Support? (Не удаляй ничего! Только смотри.)
Эксперимент с правами
- Создай файл секрет.txt с текстом «Это секрет!»
- В Windows: Свойства → Безопасность → Изменить → Запретить 'Чтение' для 'Все'
- Попробуй открыть файл — получится?
- Верни права обратно.
Виртуальный рабочий стол
Создай 2 рабочих стола:
- На первом — открой текстовый редактор и браузер
- На втором — калькулятор и проигрыватель
  Переключайся между ними. Как быстро ты привыкнешь?
Обновления в действии
Открой настройки обновлений. Посмотри:
- Когда было последнее обновление?
- Есть ли отложенные обновления?
- Какие функции появятся в следующем обновлении? (Ищи в описании.)
Тест на «сон»
Переведи компьютер в спящий режим (закрой крышку ноутбука или Win + X → Сон). Через 10 секунд открой — что сохранилось? А если оставить на час — изменится ли что-то?

18. Процессор, память и диск

Компьютер — как школьный класс:

Компонент	Аналогия	Что делает	Почему важно?
Процессор (CPU)	Учитель	Выполняет все команды: складывает числа, рисует пиксели, проверяет пароли	Без него — никаких вычислений. Чем быстрее — тем быстрее всё работает.
Оперативная память (RAM)	Ученики за партами	Хранит то, с чем идёт работа прямо сейчас: открытые окна, текст в редакторе, кэш браузера	Мало памяти → компьютер «тормозит», потому что постоянно гоняет данные на диск и обратно.
Жёсткий диск / SSD	Школьная библиотека	Хранит всё надолго: программы, фото, музыку, документы	Даже когда компьютер выключен — всё на месте. SSD быстрее HDD, как электронная книга быстрее бумажной энциклопедии.

🔍 Как это работает вместе?
Ты открываешь Minecraft.

ОС читает игру с диска (библиотека → ученики).

Загружает её в оперативную память (ученики держат страницы).

Процессор читает эти страницы и «рисует» мир (учитель объясняет, как строить крепость).

Когда ты сохраняешь мир — ОС записывает изменения обратно на диск (ученики отдают конспект в архив).

Если памяти мало — ОС использует файл подкачки (Windows) / swap (macOS/Linux): кусок диска, который имитирует RAM. Но диск в 100–1000 раз медленнее памяти — отсюда и «тормоза».

📊 Проверь:

В диспетчере задач (вкладка Производительность) посмотри загрузку CPU, RAM, диска.

Открой 10 вкладок с видео — что вырастет сильнее всего? (Скорее всего — RAM.)

19. Подключение устройств

Когда ты вставляешь флешку в USB-порт, компьютер не «видит провод» — он получает сигнал: «Подключено новое устройство с ID 0x0781:0x5581». Это как паспорт: по номеру ОС узнаёт — что это SanDisk Cruzer, и как с ним разговаривать.

Для этого нужны драйверы — специальные программы-переводчики. Но не пугайтесь: современные ОС почти всё делают автоматически.

Как происходит подключение:

Устройство подключено → посылает свой ID.
ОС ищет драйвер:
- Есть ли он внутри системы? (Да — для мышей, клавиатур, базовых принтеров)
- Есть ли он в интернете? (Windows и macOS могут скачать сами)
- Нужно ли ставить вручную? (Иногда — для профессиональных устройств: звуковых карт, 3D-принтеров)
Устройство получает «адрес» в системе:
- Флешка → появляется как диск F: (Windows) или в /Volumes/USB (macOS)
- Принтер → в меню «Печать»
- Камера → доступна в Zoom, OBS, «Фотокамере»

💡 Plug and Play («включи и работай») — технология, при которой всё это происходит без участия пользователя. Появилась в середине 1990-х — и навсегда изменила IT.

Особые случаи:

Устройство	Что делает ОС	Совет для пользователя
Bluetooth-наушники	Ищет по радиосигналу, спаривается по PIN (часто `0000`), создаёт виртуальный звуковой выход	Если не подключаются — перезагрузи Bluetooth в настройках
Принтер без драйвера	Использует AirPrint (macOS/iOS) или IPP Everywhere (Linux/Windows) — стандарт печати без драйверов	Поддерживается почти всеми принтерами после 2010 г.
Игровая приставка (Xbox/PS5)	Работает как USB-накопитель или через сеть (DLNA, SMB)	Включите «Общий доступ к медиа» на приставке

20. Сетевые подключения

Ты открываешь YouTube — и видишь видео. Но до этого происходит целая цепочка:

🌐 DNS — это «телефонная книга интернета». Без неё пришлось бы запоминать адреса вроде 142.250.185.206, а не youtube.com.

ОС отвечает за:

Получение IP-адреса (через DHCP — сервер в роутере «раздаёт» адреса)
Маршрутизацию (куда слать пакеты)
Защиту (брандмауэр фильтрует подозрительные запросы)

🔍 Проверь:

В Windows: ipconfig в командной строке

В macOS/Linux: ifconfig или ip a
Ты увидишь: имя Wi-Fi, IP-адрес, шлюз (роутер), DNS-серверы.

21. Звук, видео и графика

Когда ты смотришь мультфильм, ОС координирует три системы:

1. Графическая подсистема

CPU — решает, что рисовать (герой летит вверх)
GPU (видеокарта) — рисует это миллион раз в секунду (пиксели, тени, свет)
Драйвер GPU — переводит команды ОС на «язык» видеокарты (NVIDIA, AMD, Intel)

В Windows — через DirectX, в macOS — через Metal, в Linux — через Vulkan или OpenGL. Это «стандартные договорённости», чтобы игра могла работать на разных видеокартах.

2. Аудиоподсистема

Звуковые файлы → ОС → звуковой драйвер → наушники/колонки
Смешивание — ОС умеет соединять звуки: музыка + голос в Zoom + уведомление — и выводить всё одновременно.

3. Синхронизация

Чтобы губы героя не «отставали» от голоса, ОС использует таймеры и буферы:

Видео идёт кадр за кадром (30/60 кадров в секунду)
Звук идёт потоком (48 000 отсчётов в секунду)
ОС следит, чтобы они шли в ногу. Если не успевает — кадры пропускаются (dropped frames), звук « crackles ».

🎮 Почему игры тормозят?

GPU не справляется с графикой → мало кадров

CPU загружен другими процессами (антивирус, облако)

Мало RAM → постоянная подкачка

22. Пользователи и сессии

Представь, что у тебя и у брата один рабочий стол дома. Но у каждого —

Своя тетрадь
Свои заметки на стене
Свои закладки в браузере

В компьютере это реализуется через учётные записи:

Тип учётной записи	Права	Для кого?
Администратор	Может устанавливать программы, менять системные настройки	Родители, старшие братья/сёстры
Стандартный пользователь	Может работать, но не может «ломать» систему	Ребёнок, гость
Гостевой аккаунт	Временный доступ — при выходе всё стирается	Друг, пришедший поиграть

Когда ты входишь в систему — запускается сессия:

Загружаются твои обои, ярлыки, настройки браузера
Открываются твои автозапуски
Все файлы в Документы, Загрузки — твои, а не брата

🔐 Зачем это нужно?

Безопасность: если брат скачает вирус — он не повредит твои файлы

Приватность: дневник не увидят

Стабильность: ошибка в одной сессии не уронит весь компьютер

Сменить пользователя можно без выхода:

Windows: Win + L → «Другой пользователь»
macOS: Apple → Сменить пользователя
Linux: в меню входа (GDM/SDDM)

23. Резервное копирование и синхронизация

Даже самый надёжный SSD может сломаться. Поэтому ОС помогает копировать важное:

Встроенные инструменты:

ОС	Инструмент	Как работает
Windows	Файловая история + OneDrive	Копирует папки `Документы`, `Изображения` на внешний диск / в облако. Можно «отмотать» к версии от вчера.
macOS	Time Machine	Подключи внешний диск → включи → каждые 60 минут — снимок всей системы. Можно восстановить даже удалённую папку от месяца назад.
Linux	Deja Dup (Ubuntu), Timeshift	Аналоги: копирование + инкрементальные обновления

💾 3-2-1 правило резервного копирования:

3 копии данных (оригинал + 2 резервные)

на 2 разных носителях (диск + облако)

1 копия вне дома (Google Drive, Dropbox, Яндекс.Диск)

🧪 Попробуй:

Создай файл эксперимент.txt

Измени его 3 раза (добавляй строки)

Включи резервное копирование (даже на флешку)

Удали файл — сможешь ли вернуть версию от 10 минут назад?

24. Облако и ОС

Облачные сервисы (Google Drive, iCloud, OneDrive, Dropbox) — не просто сайты. Они интегрируются в ОС:

В Windows появляется диск G: (Google Drive) или O: (OneDrive)
В macOS — папка iCloud Drive в Finder, которая выглядит как локальная, но хранится в интернете
В Linux — через rclone или официальные клиенты

Как это работает:

Ты кладёшь файл в папку OneDrive/Фото
Программа OneDrive замечает изменение
Шифрует файл и отправляет на сервер Microsoft
На другом устройстве (телефон, ноутбук) — файл появляется автоматически

⚠️ Важно:

Файл в облаке — не замена резервной копии. Если ты случайно удалишь его — он исчезнет везде.

Некоторые сервисы хранят историю версий (OneDrive — 30 дней, Google Drive — для платных аккаунтов).

📌 Как данные путешествуют от мыши до экрана

Пояснение: Даже простое движение мыши — цепочка из 8 шагов. И всё это за 16 мс (60 кадров/сек)!

🎯 Практические задачи

Измерь скорость диска
- Скопируй папку с 1 ГБ фото на флешку.
- Посмотри, сколько времени заняло.
- Посчитай: 1024 МБ / время (сек) = скорость (МБ/с).
- Повтори с SSD и HDD — в чём разница?
Тест драйверов
- Подключи старую USB-мышь (не Bluetooth).
- Открой Диспетчер устройств (Windows) / Системная информация (macOS).
- Найди её в списке. Какой драйвер используется? (Ищите HID-compliant mouse — стандартный.)
Создай второго пользователя
- Заведи аккаунт «Гость» (стандартный).
- Войди в него. Создай файл привет.txt.
- Вернись в свой аккаунт — видишь ли этот файл? Где он хранится?
Прослушай сеть
- Открой браузер → зайди на https://youtube.com
- В диспетчере задач (вкладка Сеть) посмотри:
  - Сколько данных скачалось за 10 секунд?
  - Какой процесс больше всего использует сеть?
- Попробуй с выключенным видео — что изменится?
Эксперимент с облаком
- Установи OneDrive / Google Drive.
- Положи файл в папку синхронизации.
- Удали его на компьютере — пропал ли он в облаке?
- Зайди в веб-интерфейс — есть ли там корзина? Сколько хранятся удалённые файлы?

25. Терминал и командная строка

Представь, что ты управляешь космическим кораблём. У него есть:

Графическая панель (кнопки, экраны, джойстики) — удобно, но не всё можно настроить.
Текстовый консольный интерфейс — набор команд напрямую инженеру: «Увеличить тягу двигателей на 15%», «Перенаправить питание в щиты».

Графический интерфейс (GUI) — это кнопки, окна, иконки.
Текстовый интерфейс (CLI — Command Line Interface) — это команды, которые ты печатаешь.

И то, и другое — способы управлять ОС. CLI старше GUI на десятилетия, но до сих пор мощнее для многих задач.

🔹 Терминал — это программа, которая показывает командную строку.
— В Windows: Командная строка (cmd.exe) или PowerShell (современный вариант)
— В macOS/Linux: Terminal (терминал), обычно с оболочкой bash или zsh

Почему терминал до сих пор нужен?

Задача	Через GUI	Через CLI
Переименовать 100 фото `IMG_001.jpg` → `отпуск_001.jpg`	Вручную, 100 раз кликнуть	`rename 's/IMG/отпуск/' *.jpg` — одна команда
Найти все файлы с текстом «экзамен»	Открыть каждый по очереди	`grep -r "экзамен" ~/Документы`
Узнать, кто «съедает» интернет	Диспетчер задач → вкладка Сеть, искать глазами	`nethogs` — покажет процесс + скорость в реальном времени
Удалённо управлять сервером	Невозможно (серверы часто без экрана!)	`ssh user@server` — подключение за секунду

💡 CLI — это не «лучше», а точнее и быстрее для повторяющихся, массовых или удалённых задач.

Основные команды (единые принципы во всех ОС)

Команда	Что делает	Пример	Примечание
`pwd`	Показать текущую папку (Print Working Directory)	`pwd` → `/home/timur`	В Windows: `cd` без аргументов
`ls` / `dir`	Список файлов (List / Directory)	`ls -l` — подробно `dir /p` — постранично	`ls` — в macOS/Linux `dir` — в Windows
`cd`	Сменить папку (Change Directory)	`cd Документы` `cd ..` — на уровень выше	`..` — родительская папка `~` — домашняя папка (macOS/Linux)
`mkdir`	Создать папку (Make Directory)	`mkdir Проект`	Работает везде
`touch` / `type nul >`	Создать пустой файл	`touch заметка.txt` (macOS/Linux) `type nul > заметка.txt` (Windows)	В Windows нет `touch`, но есть аналог
`cat` / `type`	Показать содержимое файла	`cat список.txt` `type список.txt`	`cat` — от concatenate
`cp` / `copy`	Скопировать	`cp a.txt b.txt` `copy a.txt b.txt`
`mv` / `move`	Переместить / переименовать	`mv старое.txt новое.txt`	Одна команда — две функции!
`rm` / `del`	Удалить (Remove / Delete)	`rm файл.txt`	⚠️ В CLI нет корзины — удаление мгновенное!
`man` / `help`	Справка по команде	`man ls` — руководство `ls /?` — краткая справка (Windows)	В macOS/Linux — `man`, в Windows — `/?" или` Get-Help` в PowerShell

🌍 Совет:
Попробуй открыть терминал и поэкспериментировать:
mkdir Тест
cd Тест
touch файл1.txt файл2.txt
ls
mv файл1.txt переименованный.txt
ls
cd ..
rmdir Тест   # удалит папку (только если она пустая!)

Почему в терминале «/», а в Windows — «\»?

Это исторический след:

UNIX (1969, Bell Labs) выбрал / как разделитель путей.
MS-DOS (1981) не мог использовать /, потому что он уже был занят флагами команд (dir /p). Поэтому взяли \.
Windows сохранила \ для совместимости — даже спустя 40 лет.

Но современные инструменты (PowerShell, WSL) спокойно принимают / — так что можно писать C:/Windows — и это сработает.

26. Процессы

Когда ты запускаешь Блокнот, он не просто «открывается». ОС создаёт процесс — изолированную среду выполнения, у которой есть:

Атрибут процесса	Что это	Пример для Блокнота
PID (Process ID)	Уникальный номер (как паспорт)	`PID = 4821`
Память	Собственное «пространство» в RAM	От 10 до 50 МБ
Файловые дескрипторы	Открытые файлы, сеть, устройства	`файл.txt`, `клавиатура`, `экран`
Состояние	Чем занят сейчас	Выполняется, ожидает ввода, спит
Родитель	Какой процесс его запустил	`explorer.exe` (Проводник)

🔍 Процесс — это не программа.
— Программа — файл на диске (notepad.exe)
— Процесс — запущенный экземпляр этой программы в памяти

Можно запустить Блокнот 5 раз — будет 5 процессов с разными PID, но одной программой.

Дерево процессов

Процессы организованы в иерархию:

system (PID 0)
 └─ kernel_task (PID 1)
     └─ launchd (macOS) / systemd (Linux) / svchost (Windows)
         ├─ Finder / Explorer
         │   └─ Блокнот (PID 4821)
         ├─ Safari / Chrome
         │   ├─ вкладка YouTube (PID 4822)
         │   └─ вкладка Gmail (PID 4823)
         └─ Spotlight / Cortana

Если убить родительский процесс (Finder), все его дети (Блокнот) тоже завершатся — как домино.

🧪 Посмотри сам:

Windows: Диспетчер задач → вкладка Подробности → включи столбец PID и Родительский PID

macOS: Activity Monitor → View → Columns → PID, Parent PID

Linux: ps -ef --forest в терминале

27. Потоки

Процесс — как театральная труппа.
Поток (thread) — как один актёр в этой труппе.

Один процесс может содержать много потоков, и все они:

Делят общую память (декорации, реквизит)
Выполняются параллельно (на многоядерном процессоре)
Могут делать разные вещи одновременно

Пример: браузер Chrome

Поток	Задача
Основной поток	Рисует интерфейс, обрабатывает клики
Поток вкладки 1	Загружает YouTube, проигрывает видео
Поток вкладки 2	Проверяет почту, обновляет иконку уведомлений
Поток сети	Скачивает файлы в фоне
Поток диска	Сохраняет кэш, историю

Если бы всё было в одном потоке — зависшее видео «заморозило» бы весь браузер. А с потоками — ты можешь писать в чате, пока видео грузится.

⚖️ Легковесные потоки (green threads) vs ОС-потоки
— ОС-потоки (Windows/macOS/Linux) — управляются ядром, могут работать параллельно на разных ядрах.
— Легковесные (в некоторых языках: Go, Java до 21) — управляются внутри программы, «эмулируют» параллелизм. Быстрые, но не истинно параллельные без нескольких ядер.

🧠 Важно:
Потоки делят память — это удобно, но опасно. Если два потока одновременно запишут в одну переменную — данные испортятся. Поэтому нужны мьютексы, семафоры, volatile, memory barrier — но это уже для старших классов (том «4. Код и разработка»).

28. Фоновые процессы и демоны

Не все процессы — с окнами. Многие работают в фоне:

Тип	Описание	Примеры
Демон (daemon)	Процесс без окна, служит системе	`sshd` (удалённый доступ), `cupsd` (печать), `bluetoothd`
Служба (service)	То же, но термин Windows	`Print Spooler`, `Windows Update`, `DHCP Client`
Агент (agent)	Фоновая программа пользователя	`Google Drive`, `Dropbox`, `Zoom Scheduler`

📌 Почему «демон»?
В UNIX-культуре — от греческого daimon (дух-помощник), не от «дьявол». Демон служит, не мешает.

Как управлять:

Windows: services.msc → ПКМ → Запустить/Остановить
macOS: launchctl list в терминале
Linux: systemctl status имя_службы

🛑 Никогда не останавливай службы, если не знаешь, зачем они. Например, lsass.exe в Windows — отвечает за вход в систему. Без неё — синий экран.

29. Приоритеты и планировщик

Представь, что в столовой 1 касса, а очередь из 100 человек. Планировщик ОС — как диспетчер, который решает:
— Кому дать пропуск первым?

Каждый процесс имеет приоритет (обычно от -20 до +19, где -20 — самый высокий):

Приоритет	Кто получает	Пример
Высокий	Критически важные задачи	Воспроизведение звука, обработка ввода (мышь/клавиатура)
Нормальный	Обычные программы	Браузер, текстовый редактор
Низкий	Фоновые задачи	Обновление диска, индексация Spotlight

Если процесс «жадный» (100% CPU), ОС может снизить его приоритет — чтобы система не «зависла».

🧪 Попробуй в Windows:

Запусти калькулятор

В диспетчере задач → ПКМ по Calculator.exe → Задать приоритет → Ниже обычного

Открой тяжёлую вкладку в браузере — калькулятор станет «тормозить», но система останется отзывчивой.

📌 От команды в терминале до запущенного процесса

Пояснение: Даже простая команда — это взаимодействие 5 уровней. Ядро — главный координатор.

🎯 Практические задачи

Исследование процессов в терминале
- Открой терминал.
- Напиши:
```
ps aux | head -10   # первые 10 процессов (macOS/Linux)
tasklist | findstr chrome  # процессы Chrome в Windows
```
- Найди PID браузера. Что ещё запущено? (kernel, launchd, svchost?)

Создай свой процесс

Напиши в терминале:

sleep 60 &   # фоновый процесс, «спит» 60 секунд
jobs         # покажет список фоновых задач
kill %1      # завершить первую фоновую задачу

Проверь в диспетчере задач — появился ли sleep? Исчез ли после kill?

Эксперимент с потоками
- Открой Chrome.
- Перейди в chrome://inspect/#devices → Open dedicated DevTools for Node (если нет — chrome://tasks)
- В диспетчере задач (вкладка Процессы) включи столбец Потоки.
- Сколько потоков у Chrome? У Блокнота? Почему?
Напиши скрипт-помощник
Создай файл очистка.sh (macOS/Linux) или очистка.bat (Windows):
```
#!/bin/bash
echo "Очищаю кэш..."
rm -rf ~/Library/Caches/*      # macOS
echo "Готово!"
```
```
@echo off
echo Очищаю временные файлы...
del /q %TEMP%\*
echo Готово!
```
Запусти — работает ли? (⚠️ Только с файлами, которые не жалко!)
Приоритет на практике
- Запусти Python (или любой язык), напиши бесконечный цикл:
```
while True:
    pass
```
- Запусти — компьютер «завис»?
- В диспетчере задач найди процесс Python → ПКМ → Задать приоритет → Низкий
- Стало ли лучше? Почему?

1. Рабочий стол​

2. Панель задач (Windows), Dock (macOS), панель/бар (Linux)​

В Windows​

В macOS​

В Linux​

3. Контекстное меню и кнопки управления окнами​

4. Кнопка «Пуск» и поиск​

5. Системный трей (область уведомлений)​

6. Сворачивание и фоновые процессы​

7. Автозапуск и автозагрузка​

8. Службы и менеджеры​

9. Диспетчер задач (Windows) / Мониторинг системы (macOS) / Системный монитор (Linux)​

10. Как работает ОС​

📌 Как ОС связывает человека и железо​

🎯 Практические задачи​

11. Файлы и папки​

Как ОС помогает с файлами?​

12. Права доступа​

Примеры:​

13. Окна, вкладки и виртуальные рабочие столы​

Окна​

Вкладки​

Виртуальные рабочие столы (Spaces в macOS, Рабочие столы в Windows/Linux)​

14. Обновления​

15. Безопасность «из коробки»​

16. Разница между «выключить», «перезагрузить», «спящий режим» и «гибернация»​

17. Что такое «ярлык», «алиас» и «символическая ссылка»?​

📌 Жизненный цикл программы​

🎯 Задачи для углубления​

18. Процессор, память и диск​

19. Подключение устройств​

Как происходит подключение:​

Особые случаи:​

20. Сетевые подключения​

21. Звук, видео и графика​

1. Графическая подсистема​

2. Аудиоподсистема​

3. Синхронизация​

22. Пользователи и сессии​

23. Резервное копирование и синхронизация​

Встроенные инструменты:​

24. Облако и ОС​

📌 Как данные путешествуют от мыши до экрана​

🎯 Практические задачи​

25. Терминал и командная строка​

Почему терминал до сих пор нужен?​

Основные команды (единые принципы во всех ОС)​

Почему в терминале «/», а в Windows — «\»?​

26. Процессы​

Дерево процессов​

27. Потоки​

Пример: браузер Chrome​

28. Фоновые процессы и демоны​

29. Приоритеты и планировщик​

📌 От команды в терминале до запущенного процесса​

🎯 Практические задачи​

1. Рабочий стол

2. Панель задач (Windows), Dock (macOS), панель/бар (Linux)

В Windows

В macOS

В Linux

3. Контекстное меню и кнопки управления окнами

4. Кнопка «Пуск» и поиск

5. Системный трей (область уведомлений)

6. Сворачивание и фоновые процессы

7. Автозапуск и автозагрузка

8. Службы и менеджеры

9. Диспетчер задач (Windows) / Мониторинг системы (macOS) / Системный монитор (Linux)

10. Как работает ОС

📌 Как ОС связывает человека и железо

🎯 Практические задачи

11. Файлы и папки

Как ОС помогает с файлами?

12. Права доступа

Примеры:

13. Окна, вкладки и виртуальные рабочие столы

Окна

Вкладки

Виртуальные рабочие столы (Spaces в macOS, Рабочие столы в Windows/Linux)

14. Обновления

15. Безопасность «из коробки»

16. Разница между «выключить», «перезагрузить», «спящий режим» и «гибернация»

17. Что такое «ярлык», «алиас» и «символическая ссылка»?

📌 Жизненный цикл программы

🎯 Задачи для углубления

18. Процессор, память и диск

19. Подключение устройств

Как происходит подключение:

Особые случаи:

20. Сетевые подключения

21. Звук, видео и графика

1. Графическая подсистема

2. Аудиоподсистема

3. Синхронизация

22. Пользователи и сессии

23. Резервное копирование и синхронизация

Встроенные инструменты:

24. Облако и ОС

📌 Как данные путешествуют от мыши до экрана

🎯 Практические задачи

25. Терминал и командная строка

Почему терминал до сих пор нужен?

Основные команды (единые принципы во всех ОС)

Почему в терминале «/», а в Windows — «\»?

26. Процессы

Дерево процессов

27. Потоки

Пример: браузер Chrome

28. Фоновые процессы и демоны

29. Приоритеты и планировщик

📌 От команды в терминале до запущенного процесса

🎯 Практические задачи