По с открытым исходным кодом. Открытые операционные системы для интернета вещей

За последнее десятилетие большое количество проектов ОС с открытым исходным кодом перешли от рынка мобильной связи к «интернету вещей». В этой статье мы рассмотрим какие из открытых проектов нацелены на IoT (Internet of Things).

Имейте в виду, что почти все современные открытые ОС в той или иной степени заявляют о своей пригодности для использования в IoT. Но мы рассмотрим только тех, которые действительно уделяют внимание таким вещам как: низкое потребление памяти, высокая энергетическая эффективность, модульный и настраиваемый коммуникационный стек и сильная поддержка беспроводных и сенсорных технологий. Также некоторые проекты подчеркивают свои наработки в области безопасности IoT и реалтаймовости. Реалтайм может быть действительно важен в промышленном IoT, хотя и почти бесполезен в бытовом.

Мы тут не будем рассматривать так называемые lightweight-дистрибутивы, даже если они действительно лёгкие, но не ставят перед собой задачи IoT, а ограничиваются обычным применением в обычных рабочих станциях.

Также мы не будем смотреть в сторону Windows 10 for IoT Core. Этот проект хоть и способен выполнять свойственные для IoT задачи, но к опенсорсу не имеет никакого отношения.

Итак, начнём.

ОС, основанных на Linux

Huawei LiteOS - LiteOS компании Huawei основана на Linux, но от Linux там осталось не так уж и много. О системе заговорили где-то год назад и утверждается, что ядро может быть размеров от 10KB. LiteOS может использоваться на широком спектре оборудования от MCU-устройств до Android-совместимых. Основные фишки: тривиальная настройка, автоматическое обнаружение всего и вся, широкая поддержка разнообразных сетей (LTE и mesh-сети в том числе), быстрая загрузка.

OpenWrt /LEDE/Linino/DD-Wrt - всем известный проект, наиболее востребованный на маршрутизаторах и другом MIPS сетевом оборудовании. Учитывая изначальную сетевую заточенность он не мог пройти мимо IoT. Эти форки не имеют принципиальных отличий друг от друга и родились из-за NIH-синдрома или организационных склок.

Ostro Linux - основан на Yocto Project (будет рассмотрен отдельно) и стал известен после того, как Intel выбрала его для Intel Joule, базирующемся на Atom SoC T5700. Ostro Linux совместим с IoTivity, поддерживает множество беспроводных технологий, а также предоставляет фреймворк для работы с разнообразными датчиками. Особое внимание уделяется безопасности, включая криптографию.

Raspbian - Debian, заточенный для работы на Raspberry Pi. И хотя для «малины» существуют и другие дистрибутивы, которые более целенаправленно занимаются нюансами IoT, но именно Raspbian стал стандартом de facto для DIY-проектов на базе Raspberry Pi.

Snappy Ubuntu Core --версия Ubuntu Core со Snap-пакетами. Canonical утверждает, что эта система способна работать на «any Linux desktop, server, cloud or device». В принципе способна работать на Raspberry Pi, но вообще требует 600MHz CPU, 128MiB RAM, 4GiB flash. Довольно широко используется. Например: Erle-Copter drones, Dell Edge Gateways, Nextcloud Box, and LimeSDR.

Tizen - развивается при поддержке Samsung. Изначально планировался как ОС для смартфонов, но что-то пошло не так и сейчас можно встретить лишь в телевизорах и т.н. смарт-часах. Проект умирать не собирается, но и будущее его не ясно. Способен запуститься на «малине».

uClinux - единственная более или менее вменяемая и распространённая версия Linux, способная работать на микроконтроллерах. Но пока лишь на некоторых: Cortex-M3, M4, и M7. Да и там для работы требуется подключение внешней RAM.

Yocto Project - это не дистрибутив, а набор поддерживаемых и развиваемых Linux Foundation утилит, шаблонов и методов для разработки embedded-дистрибутивов. Весьма успешный проект, который является базисом для большинства успешных коммерческих дистрибутивов, заточенных под IoT.

Некоторые известные не-Linux дистрибутивы

ARM Mbed - нацелен на маломощные, работающие от батареек, платы на базе Cortex-M микроконтроллеров. Для работы достаточно 8KiB of RAM. Впервые появился на BBC Micro:bit SBC. Изначально представлял из себя однопоточный полупроприетарный кусок блоба, но теперь это открытый под Apache 2.0 лицензией проект с поддержкой многопоточности и реалтайма.

Contiki - не может соревноваться с Tiny OS или RIOT OS, однако для работы требует всего лишь 10KiB RAM and 30KiB flash, отлично работает с беспроводной связью и дружит с IPv6. ОС сопровождается внушительным набором утилит для разработки и тестирования, в том числе и Cooja Network Simulator для отладки беспроводных сетей. Основная «фишка» - малое потребление памяти.

FreeRTOS - основной конкурент Linux среди встраиваемых платформ. И хотя испытывает проблемы с драйверами, учётными записями пользователей и прочими приятными вещами из мира полноценных ОС, но зато способен работать на 1KiB памяти и 5-10 KiBROM. Хотя для полноценного сетевого взаимодействия с нормальным TCP/IP требуется 24KiB RAM and 60KiB flash.

Fuchsia - ещё одна разработка от Google. Данных мало, но компания утверждает, что их ОС может конкурировать с FreeRTOS. Вёдра для лапши приносить свои. Грабли для снятия лапши с ушей тоже не выдают. Ждём когда замолчат маркетологи и заговорят технари.

Minoca - код открыт под лицензией GPLv3. Сборки подготовлены для архитектур x86, ARMv6 и ARMv7, в том числе сформированы загрузочные образы для плат Raspberry Pi 2, Raspberry Pi, BeagleBone Black, Asus C201, PandaBoard и Galileo, а также эмулятор на основе QEMU. Система модульная - подсистемы ядра отделены друг от друга, а взаимодействие с оборудованием абстрагировано. Драйверы устройств не привязаны к ядру и оформляются в виде универсальных исполняемых файлов, не зависящих от версии ядра. Для запуска достаточно 5 MiB RAM.

NuttX - широко используется среди разработчиков квадрокоптеров и прочих дронов. BSD лицензия. Работает на х86, Cortex-A5, -A8 и Cortex-M MCU. Позиционируется разработчиками как «выглядит почти как Linux только с урезанными возможностями».

RIOT OS - вот уже 8 лет как эта ОС известна своей энергоэффективностью и широчайшей поддержкой беспроводных сетей. Для работы достаточно 1.5KiB RAM and 5KiB flash, что почти так же, как и у Tiny OS. При этом система предлагает многопоточность, управление памятью, частичную POSIX-совместимость и прочие вещи, которые более типичны для Linux, нежели для лёгких RTOS. Кстати, разрабатывать под эту ОС можно и из-под Linux или OS X.

TinyOS - эта ОС разрабатывается под BSD лицензией и требует наименьшее количество ресурсов из всех вменяемых систем. Система написана на диалекте Си, называемом nesC. Основное применение: малопроизводительные микроконтроллеры, хотя в настоящее время проводится работа над поддержкой Cortex-M3.

Zephyr - разрабатывается Linux Foundation и потребляет 2-8KiB RAM. Работает на x86, ARM, ARC, но основное внимание уделяется микроконтроллерам с Bluetooth/BLE и 802.15.4 радиостанциям вроде 6LoWPAN. Zephyr базируется на River’s Rocket OS, которая в свою очередь базируется на Viper, который не что иное как урезанная версия VxWorks.

Теги: Добавить метки

Помимо Android мы с вами наверняка знаем о существовании iOS и Windows Phone. Еще где-то далеко существует BlackBerry OS, и в прошлом осталась Symbian. Это то, что на слуху, однако есть несколько операционных систем, которые известны гораздо меньше, но при этом достойны внимания. Как и Android, они построены на ядре Linux и имеют открытый исходный код. Однако это не помогло им добиться таких же успехов.

Ubuntu Phone

Canonical разработала под действием желания стандартизировать все вокруг. Подобно Windows, который автоматически подстраивается под ваш компьютер после установки, Ubuntu готова подстроиться под любые устройства, будь то смартфон, планшет, телевизор или компьютер. В зависимости от типа устройства ОС сама подстроится под размер экрана и тип ввода данных.

Пользователи Ubuntu Phone могут просто подключить смартфон к компьютеру и использовать на экране компьютера настольную версию Ubuntu. В этом идеология немного совпадает с Microsoft, которая хочет стереть грани между мобильной и настольной ОС, а также приложениями для них.

HP webOS

Изначально webOS принадлежала компании Palm, но HP купила Palm в 2010 году. У HP были большие планы на webOS, планировалось выпустить смартфон, планшет, принтер и даже компьютер под управлением этой ОС. Был запущен планшет HP TouchPad, но он не смог конкурировать с iPad, и идея не пошла дальше.

Позднее компания LG использовала возможности webOS в своем умном телевизоре, и это оказалось неплохой идеей. webOS, несмотря на свою непопулярность, обладает некоторыми интересными особенностями, которые еще можно продать.

Samsung Tizen

Tizen построен на ядре Linux, а интерфейс этой ОС полностью копирует TouchWiz от Samsung. Другими словами, в этой системе нет ничего незнакомого и в то же время . Сегодня на этой ОС работают некоторые умные часы компании Samsung, однако больших планов компания на нее не имеет. У них проблема с привлечением разработчиков, а без приложений Tizen никому не нужна.

Jolla Sailfish

У этой ОС длинная и интересная история. Как-то в Nokia работали над Maemo-устройствами, построенными на Linux. Позднее Maemo стала частью платформы MeeGo OS, которая принадлежала Intel. Единственным смартфоном, выпущенным на MeeGo, стал Nokia N9, и он пользовался популярностью среди разработчиков. Однако перед сделкой с Microsoft проект MeeGo был закрыт, и компания сконцентрировалась на Windows Phone.

Большая часть команды, работавшей над MeeGo, ушла из компании и открыла собственную, под названием Jolla. Все права на MeeGo остались у Nokia, и они были вынуждены создать собственную на основе исходных кодов MeeGo. Эта ОС может работать как с Qt-приложениями, так и с приложениями для Android.

Amazon Fire

В планшетах Amazon Kindle используется то, что Amazon называет Fire OS. На самом деле это Android, версия AOSP, над которой серьезно поработали в Amazon. Узнать в Fire OS Android просто невозможно. При этом она работает с Android-приложениями, вот только загружать их надо не из Google Play. Amazon не использует сервисы Google, продавая контент через собственный магазин, и он достаточно крупный.

Firefox OS

Mozilla давно пытается создать свое решение для смартфонов. То, что они имеют , построено на Gecko и браузере Firefox. Все приложения для Firefox OS поддерживают современные веб-технологии, такие как HTML 5. В Mozilla считают, что эпоха нативных приложений уйдет, и будущее за веб-приложениями. Так же считал Стив Джобс, запуская iPhone.

Nokia X

Над этой платформой трудятся в Microsoft. Она представляет из себя смесь Android и Windows Phone, но построена она все же на Android. Смартфоны на этой платформе не встретили большой любви пользователей из-за отсутствия сервисов от Google, но продаются, из-за невысокой стоимости.

По материалам EFYTimes

За последнее десятилетие большое количество проектов ОС с открытым исходным кодом перешли от рынка мобильной связи к «интернету вещей». В этой статье мы рассмотрим какие из открытых проектов нацелены на IoT (Internet of Things).

Имейте в виду, что почти все современные открытые ОС в той или иной степени заявляют о своей пригодности для использования в IoT. Но мы рассмотрим только тех, которые действительно уделяют внимание таким вещам как: низкое потребление памяти, высокая энергетическая эффективность, модульный и настраиваемый коммуникационный стек и сильная поддержка беспроводных и сенсорных технологий. Также некоторые проекты подчеркивают свои наработки в области безопасности IoT и реалтаймовости. Реалтайм может быть действительно важен в промышленном IoT, хотя и почти бесполезен в бытовом.

Мы тут не будем рассматривать так называемые lightweight-дистрибутивы, даже если они действительно лёгкие, но не ставят перед собой задачи IoT, а ограничиваются обычным применением в обычных рабочих станциях.

Также мы не будем смотреть в сторону Windows 10 for IoT Core. Этот проект хоть и способен выполнять свойственные для IoT задачи, но к опенсорсу не имеет никакого отношения.

Итак, начнём.

ОС, основанных на Linux

Huawei LiteOS - LiteOS компании Huawei основана на Linux, но от Linux там осталось не так уж и много. О системе заговорили где-то год назад и утверждается, что ядро может быть размеров от 10KB. LiteOS может использоваться на широком спектре оборудования от MCU-устройств до Android-совместимых. Основные фишки: тривиальная настройка, автоматическое обнаружение всего и вся, широкая поддержка разнообразных сетей (LTE и mesh-сети в том числе), быстрая загрузка.

OpenWrt /LEDE/Linino/DD-Wrt - всем известный проект, наиболее востребованный на маршрутизаторах и другом MIPS сетевом оборудовании. Учитывая изначальную сетевую заточенность он не мог пройти мимо IoT. Эти форки не имеют принципиальных отличий друг от друга и родились из-за NIH-синдрома или организационных склок.

Ostro Linux - основан на Yocto Project (будет рассмотрен отдельно) и стал известен после того, как Intel выбрала его для Intel Joule, базирующемся на Atom SoC T5700. Ostro Linux совместим с IoTivity, поддерживает множество беспроводных технологий, а также предоставляет фреймворк для работы с разнообразными датчиками. Особое внимание уделяется безопасности, включая криптографию.

Raspbian - Debian, заточенный для работы на Raspberry Pi. И хотя для «малины» существуют и другие дистрибутивы, которые более целенаправленно занимаются нюансами IoT, но именно Raspbian стал стандартом de facto для DIY-проектов на базе Raspberry Pi.

Snappy Ubuntu Core --версия Ubuntu Core со Snap-пакетами. Canonical утверждает, что эта система способна работать на «any Linux desktop, server, cloud or device». В принципе способна работать на Raspberry Pi, но вообще требует 600MHz CPU, 128MiB RAM, 4GiB flash. Довольно широко используется. Например: Erle-Copter drones, Dell Edge Gateways, Nextcloud Box, and LimeSDR.

Tizen - развивается при поддержке Samsung. Изначально планировался как ОС для смартфонов, но что-то пошло не так и сейчас можно встретить лишь в телевизорах и т.н. смарт-часах. Проект умирать не собирается, но и будущее его не ясно. Способен запуститься на «малине».

uClinux - единственная более или менее вменяемая и распространённая версия Linux, способная работать на микроконтроллерах. Но пока лишь на некоторых: Cortex-M3, M4, и M7. Да и там для работы требуется подключение внешней RAM.

Yocto Project - это не дистрибутив, а набор поддерживаемых и развиваемых Linux Foundation утилит, шаблонов и методов для разработки embedded-дистрибутивов. Весьма успешный проект, который является базисом для большинства успешных коммерческих дистрибутивов, заточенных под IoT.

Некоторые известные не-Linux дистрибутивы

ARM Mbed - нацелен на маломощные, работающие от батареек, платы на базе Cortex-M микроконтроллеров. Для работы достаточно 8KiB of RAM. Впервые появился на BBC Micro:bit SBC. Изначально представлял из себя однопоточный полупроприетарный кусок блоба, но теперь это открытый под Apache 2.0 лицензией проект с поддержкой многопоточности и реалтайма.

Contiki - не может соревноваться с Tiny OS или RIOT OS, однако для работы требует всего лишь 10KiB RAM and 30KiB flash, отлично работает с беспроводной связью и дружит с IPv6. ОС сопровождается внушительным набором утилит для разработки и тестирования, в том числе и Cooja Network Simulator для отладки беспроводных сетей. Основная «фишка» - малое потребление памяти.

FreeRTOS - основной конкурент Linux среди встраиваемых платформ. И хотя испытывает проблемы с драйверами, учётными записями пользователей и прочими приятными вещами из мира полноценных ОС, но зато способен работать на 1KiB памяти и 5-10 KiBROM. Хотя для полноценного сетевого взаимодействия с нормальным TCP/IP требуется 24KiB RAM and 60KiB flash.

Fuchsia - ещё одна разработка от Google. Данных мало, но компания утверждает, что их ОС может конкурировать с FreeRTOS. Вёдра для лапши приносить свои. Грабли для снятия лапши с ушей тоже не выдают. Ждём когда замолчат маркетологи и заговорят технари.

Minoca - код открыт под лицензией GPLv3. Сборки подготовлены для архитектур x86, ARMv6 и ARMv7, в том числе сформированы загрузочные образы для плат Raspberry Pi 2, Raspberry Pi, BeagleBone Black, Asus C201, PandaBoard и Galileo, а также эмулятор на основе QEMU. Система модульная - подсистемы ядра отделены друг от друга, а взаимодействие с оборудованием абстрагировано. Драйверы устройств не привязаны к ядру и оформляются в виде универсальных исполняемых файлов, не зависящих от версии ядра. Для запуска достаточно 5 MiB RAM.

NuttX - широко используется среди разработчиков квадрокоптеров и прочих дронов. BSD лицензия. Работает на х86, Cortex-A5, -A8 и Cortex-M MCU. Позиционируется разработчиками как «выглядит почти как Linux только с урезанными возможностями».

RIOT OS - вот уже 8 лет как эта ОС известна своей энергоэффективностью и широчайшей поддержкой беспроводных сетей. Для работы достаточно 1.5KiB RAM and 5KiB flash, что почти так же, как и у Tiny OS. При этом система предлагает многопоточность, управление памятью, частичную POSIX-совместимость и прочие вещи, которые более типичны для Linux, нежели для лёгких RTOS. Кстати, разрабатывать под эту ОС можно и из-под Linux или OS X.

TinyOS - эта ОС разрабатывается под BSD лицензией и требует наименьшее количество ресурсов из всех вменяемых систем. Система написана на диалекте Си, называемом nesC. Основное применение: малопроизводительные микроконтроллеры, хотя в настоящее время проводится работа над поддержкой Cortex-M3.

Zephyr - разрабатывается Linux Foundation и потребляет 2-8KiB RAM. Работает на x86, ARM, ARC, но основное внимание уделяется микроконтроллерам с Bluetooth/BLE и 802.15.4 радиостанциям вроде 6LoWPAN. Zephyr базируется на River’s Rocket OS, которая в свою очередь базируется на Viper, который не что иное как урезанная версия VxWorks.

Теги:

• IoT
• embedded

Программное обеспечение с открытым исходным кодом (Open source) - способ разработки ПО, при котором создаваемый исходный код программ открыт, то есть, общедоступен для просмотра и изменения. Это позволяет всем желающим использовать уже созданный код для своих нужд и, возможно, помочь в разработке открытой программы.

«Открытая» лицензия не требует, чтобы ПО всегда предоставлялось бесплатно. Но многие из наиболее успешных проектов «открытого» ПО, тем не менее, бесплатны.

Подавляющее большинство открытых программ является одновременно свободными (GNU GPL) и наоборот, ибо определения открытого и свободного ПО близки, а большинство лицензий соответствуют обоим.

Отличие между движениями открытого ПО и свободного ПО заключается в основном в приоритетах. Сторонники открытого ПО делают упор на эффективность открытых исходных кодов программ как метода разработки. Сторонники свободного ПО исходят из идеологических соображений, и считают, что именно права на распространение, модификацию и изучение программ являются главным достоинством свободного ПО .

ОС Microsoft Windows

Рис. 39. Логотип OC Windows.

MS Windows (произносится Ви́ндоуз) - семейство операционных систем компании Microsoft (Майкрософт). Глава корпорации Microsoft – Билл Гейтс .

Начиная с 1995 года Windows - самая популярная операционная система на рынке персональных компьютеров – стандарт де-факто. К 2005-му году Microsoft Windows была установлена более чем на 89% персональных компьютеров.

Однако многие пользователи сделали выбор в пользу ОС Windows так как совсем не знакомы с альтернативами, такими как MacOS, Linux, BSD. В России до начала 2000-х годов почти все персональные компьютеры продавались с предустановленной операционной системой Windows. Борьба с распространением пиратских версий программных продуктов привела к появлению интереса к другим операционным системам. Так, например, стало возможным приобрести персональный компьютер с предустановленной бесплатной ОС Linux .

Хронология выпусков версий Windows

1. Windows 1.0 (1985)

2. Windows 2.0 (1987)

3. Windows/386 (1987)

4. Windows 3.0 (1990)

5. Windows 3.1 (1992)

6. Windows NT 3.1 (1993)

7. Windows NT 3.5 (1994)

8. Windows 95 (1995)

9. Windows NT 4.0 (1996)

10. Windows 98 (1998)

11. Windows 2000 (2000)

12. Windows Me (2000)

13. Windows XP (2001)

14. Windows 2003 (2003)

15. Windows Vista (2007)

16. Windows рабочее название Vienna (2010)

Интегрированные программные продукты и прикладное ПО

Операционная система Microsoft Windows включает в себя стандартные приложения, такие как браузер Internet Explorer , почтовый клиент Outlook Express , проигрыватель Windows Media Player .

Вокруг факта включения таких стандартных продуктов в ОС Windows разгорается много споров и дискуссий, поскольку это создает серьезное препятствие для распространения конкурирующих продуктов.

Рис. 40. Логотип пакета MS Office.

Для MS Windows существует очень удобный и освоенный большинством пользователей пакет прикладных программ Microsoft Office , включающий:

Текстовый процессор MS Word ,

Табличный процессор MS Excel ,

Органайзер MS Outlook ,

Приложение для подготовки презентаций MS PowerPoint ,

Приложение для управления базами данных MS Access .

Не стоит забывать, что и ОС Windows и абсолютное большинство популярных прикладных программ под Windows имеют лицензию copyright, т.е. являются проприетарным ПО. Соответственно каждая копия такой программы должна приобретаться за деньги. Например, на конец 2006 года цена на Windows XP Home Edition Russian BOX (SP2) - $185, Office 2003 Russian CD – $322.

Используя нелицензионное (пиратское) ПО, защищенное лицензией copyright, вы нарушаете законодательство о защите авторских прав.

ОС GNU/Linux

Рис. 41. Логотип ОС GNU/Linux – пингвиненок Tux.

Операционная система GNU/Linux (произносится «гну ли́нукс») - свободная UNIX-подобная операционная система. Обычно, по историческим причинам и для краткости, эта система называется просто «Linux». Это самая мощная альтернатива MS Windows, популярная в качестве серверной и резко набирающая популярность в качестве настольной (desktop) операционной системы в последние годы, в связи с усилением контроля за соблюдением лицензионного использования ОС Windows со стороны Microsoft в версиях XP и Vista.

К операционной системе GNU/Linux также часто относят программы, дополняющие эту операционную систему, и прикладные программы, делающие её полноценной многофункциональной операционной средой.

В отличие от большинства других операционных систем, GNU/Linux не имеет единой «официальной» комплектации. Вместо этого GNU/Linux поставляется в большом количестве так называемых дистрибутивов , в которых программы GNU соединяются с ядром Linux и другими программами. Самые распространённые в мире дистрибутивы:

Американский Red Hat и его наследник Fedora Core ;

Немецкий SuSE ;

Французский Mandriva (бывший Mandrake );

Не имеющий национальной принадлежности международный дистрибутив Debian GNU/Linux ;

Один из самых старых дистрибутивов Slackware ;

Сравнительно молодой и активно развивающийся дистрибутив Gentoo ;

Молодой, но перспективный дистрибутив Ubuntu Linux .

Создатель ядра Linux - Линус Торвальдс . GNU/Linux не имеет географического центра разработки. Нет и организации, которая владела бы этой системой; нет даже единого координационного центра. Программы для GNU/Linux - результат работы тысяч проектов. Некоторые из этих проектов централизованы, некоторые сосредоточены в фирмах, но большинство объединяют программистов со всего света, которые знакомы только по переписке. Создать свой проект или присоединиться к уже существующему может любой и, в случае успеха, результаты работы станут известны миллионам пользователей. Пользователи принимают участие в тестировании свободных программ, общаются с разработчиками напрямую, что позволяет быстро находить и исправлять ошибки и реализовывать новые возможности.

На рынке серверных операционных систем Австралии Linux уже заняла около 30%. За австралийцами последовали и бразильцы. Бразильское правительство решило отказаться от расходования средств на программное обеспечение и перейти с продуктов Microsoft на системы с открытым кодом, в частности, ОС Linux. Главная причина изменений – экономическая. В нашей стране рынок Linux пока невелик.

Файловая система

Вся информация в компьютере хранится в файлах, с которыми и работает операционная система.

Файл (file) - это поименованная последовательность байтов , место постоянного хранения различных видов информации.

Файлы организованы в каталоги, также называемые директориями (directory) или папками (folder). Каталог - это файл, который хранит сведения о других файлах: имя, размер, дату создания, адрес файла на диске.

Любой каталог может содержать произвольное число подкаталогов , в каждом из которых могут храниться файлы и другие каталоги.

На каждом диске существует главный или корневой каталог , в котором располагаются все остальные каталоги, называемые подкаталогами и некоторые файлы. Таким образом, создается иерархическая структура . Каталог, с которым в настоящий момент работает пользователь, называется текущим .

Файлы и каталоги являются самыми важными объектами файловой системы. Файловая система - регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях. Она определяет формат физического хранения файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимально возможный размер файла, набор атрибутов файла.

Способ, которым данные организованы в байты, называется форматом файла . Для того чтобы прочесть файл, например, электронной таблицы, необходимо знать, каким образом байты представляют числа (формулы, текст) в каждой ячейке; чтобы прочесть файл текстового редактора, надо знать, какие байты представляют символы, а какие шрифты или поля, а также другую информацию.

Все файлы условно можно разделить на две части - текстовые и двоичные .

Текстовые файлы - наиболее распространенный тип данных в компьютерном мире. Для хранения каждого символа чаще всего отводится один байт, а кодирование текстовых файлов выполняют с помощью специальных кодировочных таблиц.

Но чисто текстовые файлы встречаются все реже. Люди хотят, чтобы документы содержали рисунки и диаграммы и использовали различные шрифты. В результате появляются форматы, представляющие собой различные комбинации текстовых, графических и других форм данных.

Двоичные файлы , в отличие от текстовых, не так просто просмотреть и в них, обычно, нет знакомых нам слов - лишь множество непонятных символов. Эти файлы не предназначены непосредственно для чтения человеком. Примерами двоичных файлов являются исполняемые программы и файлы с графическими изображениями.

Каждый файл на диске имеет обозначение (полное имя ), которое состоит из 2 частей: имени и расширения , разделенных точкой.

Расширение имени файла - необязательная последовательность символов, добавляемых к имени файла и предназначенных для идентификации типа (формата) файла. Это один из распространённых способов, с помощью которого пользователь или программное обеспечение компьютера может определить тип данных, хранящихся в файле.

В ранних операционных системах длина расширения была ограничена тремя символами, в современных операционных системах это ограничение отсутствует.

Операционная система или менеджер файлов могут устанавливать соответствия между расширениями файлов и приложениями.

Когда пользователь открывает файл с зарегистрированным расширением, автоматически запускается соответствующая этому расширению программа. Некоторые расширения показывают, что файл сам является программой. Зачастую расширение файла отображается для пользователя пиктограммой.

Драйверы

C ПК могут сопрягаться разнообразные устройства: видеокарта, звуковая карта, принтер, сканер, манипуляторы, дисководы, цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны… Каждое из них имеет свой набор команд – свой «язык». Чтобы конкретная операционная система могла управлять конкретным устройством, прибегают к помощи программ–«переводчиков», знающих с одной стороны язык команд конкретного устройства, а с другой – язык конкретной операционной системы, под управлением которой должно работать это устройство.

Такая программа называется драйвером (driver) и поставляется вместе с устройством его производителем. Производители аппаратного ПО, как правило, также размещают драверы, созднных ими устройств, на своих web-сайтах.

Все современные цифровые устройства работают на определенной операционной системе. Например, это может быть Windows или Linux, а для смартфонов и планшетов – Android и iOS.

Операционные системы бывают открытого и закрытого типа. Под понятием «открытая операционная система» имеется в виду система с открытым исходным кодом. Этот код открыт для редактирования, и изменять его может любой пользователь (естественно, в рамках лицензии и закона). А закрытая операционная система не позволяет «копаться» в ее исходном коде.

Открытые ОС, как правило, бесплатные, очень быстро развиваются, и их можно детально подстроить под любое устройство. А все потому, что любой пользователь, который в этом хоть немного разбирается, может исправлять ошибки в системе, писать драйвера и пр. Ошибки в закрытых операционных системах исправляются только сервис-паками, которые выпускают официальные разработчики данной ОС.

Примеры открытых и закрытых ОС

Примером открытой операционной системы для смартфонов и планшетов является Google Android. Данная ОС позволяет делать пользователю все, что он захочет – переписать некоторые драйвера, добавить поддержку новых функций и т.д. А вот операционная система Windows Phone считается закрытой, и не дает пользователям никакого права на вмешательство. Им остается только периодически устанавливать сервис-паки, покупать программы или же пользоваться бесплатными.

Также есть еще условно открытые ОС – iOS и Symbian. В таких ОС тоже нельзя ничего менять, но для них можно писать программы с помощью специального софта, который предоставляют разработчики. Самые популярные ОС для смартфонов – это Google Android и iOS. Для обычного пользователя, который не занимается созданием новых программ, разница между этими ОС будет лишь в интерфейсе.

Что касается компьютерных операционных систем, то Windows считается закрытой операционной системой, а Linux – открытой. Естественно, изменять под себя можно только Linux. Есть еще одна операционная система – Mac OS, которая очень похожа по архитектуре на Linux, но она считается закрытой ОС.

Что касается выбора ОС для пользования, то тут каждый пользователь решает сам. Например, в закрытых операционных системах вероятность словить вирус гораздо выше, и в таком случае придется ждать пока разработчики исправят дыру в системе очередным сервис-паком. Кроме того, Windows и Mac OS являются платными операционными системами, а Linux находится в свободном доступе для всех желающих.