Операционная система Windows


Операционные системы корпорации Microsoft можно разделить на три семейства: MS-DOS, Consumer Windows (Windows 95/98/Me) и Windows NT.

История Windows, как и история развития Microsoft, начиналась в 1981 г., когда корпорация IBM создала персональный компьютер IBM PC, оснащенный 16-разрядной однопользовательской операци­онной системой реального режима с командной строкой MS-DOS 1.0. Эта операционная система поставлялась фирмой Microsoft, известной в те годы как разработчик интерпретатора BASIC. Через два года была выпущена более мощная операционная система MS-DOS 2.0. Она содержала программу обработки командной строки с большим количеством функций, позаимствованных у ОС UNIX. В 1986 г. новый компьютер IBM PC/AT (Advanced Technology - пере­довая технология) на базе процессора Intel 286 вместе с операционной системой MS-DOS 3.0 фирмы Microsoft. В ОС MS-DOS появилось много новых функций, но она оставалась системой с командной стро­кой. Затем Microsoft решила добавить к операционной системе MS-DOS графический интерфейс пользователя (оболочку), которую она назвала Windows. Операционные системы Windows 1.0 и Windows 2.0, выпущенные соответственно в 1985 и 1987 гг., были неудачными. На­конец, версия 3.0, выпущенная в 1990 г. для компьютера с процессо­ром Intel 386, и особенно последовавшие за ней версии 3.1 и 3.11 до­бились большого коммерческого успеха. Ни одна из этих версий не являлась настоящей операционной системой. Это был скорее графи­ческий интерфейс поверх MS-DOS, которая продолжала управлять машиной и файловой системой. Все программы работали в одном и том же адресном пространстве, ошибка одной из них могла привести к зависанию всей системы.

Выход в 1995 г. Windows 95 не привел к вытеснению системы MS-DOS, хотя почти все ее функции были перенесены в Windows. Как Windows 95, так и новая версия MS-DOS 7.0 содержали большинство особенностей монолитной операционной системы, включая вирту­альную память и управление процессами. ОС Windows 95 не была полностью 32-разрядной программой. Она содержала большие куски 16-разрядного ассемблерного кода и продолжала использовать файловую систему MS-DOS, практически со всеми ее ограничениями. Значительное изменение файловой системы заключалось только в добавлении длинных имен файлов к именам формата 8.3, разре­шенным в MS-DOS.

В Windows 98, вышедшем в 1988 г., MS-DOS все еще присутство­вала (версия 7.1) и состояла из 16-разрядного кода. Хотя еще больше функций было переведено из MS-DOS в Windows, а поддержка боль­ших дисковых разделов стала стандартом, по своему строению опера­ционная система Windows 98 не сильно отличалась от Windows 95. Отличие заключалось в интерфейсе пользователя, интегрировавшем в себе Internet и рабочий стол пользователя.

В 2000 г. Microsoft выпустила слегка измененную версию Windows 98, названную Windows Me (Windows Millennium Edition — Windows, выпуск тысячелетия). В этой версии были исправлены некоторые ошибки и добавлены новые функции, но под внешней оболочкой скрыта все та же Windows 98. Новые функции включали в себя улучшенную органи­зацию при совместном использовании изображений, музыки и филь­мов, основательнее поддерживали работу с домашней сетью на дому и многопользовательские игры. Они также содержали больше функ­ций, относящихся к Internet. Одна новая функция состояла в возмож­ности восстановить прежние настройки компьютера после неверной установки каких-либо параметров. Например, если пользователь пе­ренастраивал разрешение экрана с 640 х 480 на 1024 х 768, и после этого система переставала работать, то теперь он мог вернуться к пос­ледней работающей конфигурации.

К концу 80-х гг. корпорация Microsoft осознала, что Построение современной 32-разрядной операционной системы поверх 16-разряд­ной системы MS-DOS является решением, лишенным перспективы. Поэтому была начата работа над созданием совершенно новой 32-разрядной ОС, совместимой с Windows. Эта новая система, на­званная Windows NT (NT означает New Technology — новая техноло­гия), предназначалась для деловых приложений, решающих ответ­ственные задачи, а также для домашнего использования. В это время мэйнфреймы все еще работали на крупный бизнес, поэтому пред­положение, что компании будут использовать персональные компь­ютеры для чего-либо важного, выглядело довольно утопично. Но, как показала история, это был правильный выбор. Такие свойства, как безопасность и высокая надежность, отсутствовавшие в прежних вер­сиях Windows, были поставлены в этом проекте во главу угла.

Проект оказался успешным. В 1993 г. была выпушена первая вер­сия, названная Windows NT 3.1. Номер версии был выбран так, что­бы он соответствовал номеру версии популярной тогда 16-разрядной Windows 3.1. Microsoft ожидала, что операционная система NT быс­тро вытеснит Windows 3.1, так как по формальным показателям NT значительно превосходила ее.

Однако почти все пользователи предпочли остаться на знакомой старой 16-разрядной версии, а не переходить на неизвестную 32-раз­рядную систему, какой бы хорошей она ни была. Для операционной системы NT требовалось значительно больше памяти, чем для Windows 3.1, к тому же для новой системы не было 32-разрядных программ. Тогда Microsoft решила выпустить 32-разрядную Windows 95, затем Windows 98 и Windows Me. О каждой из них утверждалось, что это последний выпуск операционной системы, основанной на MS-DOS. Но, несмотря на то, что почти все покупатели и большинство корпораций игнорировали операционную систему NT 3.1 для настольных систем, она стала пользоваться некоторым спросом на рынке серверов. В 1994 и 1995 гг. было выпущено несколько но­вых 3.x версий с небольшими изменениями. Эти версии начали мед­ленно приобретать сторонников среди пользователей настольных машин.

Первое значительное усовершенствование системы NT было сде­лано в 1996 г. в версии NT 4.O. Эта система обладала мощностью, безопасностью и надежностью современной операционной системы. Она использовала тот же самый пользовательский интерфейс, что и очень популярная тогда Windows 95. Эта совместимость облегчала пользователям переход с Windows 95 на NT

С самого начала операционная система NT разрабатывалась в расчете на переносимость системы на другие платформы, поэтому она была практически полностью написана на С с очень небольши­ми включениями на ассемблере для обработки прерываний.

Следом за NT 4.0 предполагалось выпустить версию NT 5.0. Но в 1999 г. Microsoft изменила ее название на Windows 2000. Это было сделано для того, чтобы найти нейтральное имя как для пользовате­лей Windows 98, так и для пользователей NT. При этом Microsoft рас­считывала иметь единую ОС, построенную на основе надежной 32-разрядной технологии, но использующую интерфейс системы Windows 98.

Windows 2000 — это современная операционная система, рабо­тающая на настольных ПК старших моделей и серверах. Она унас­ледовала множество свойств системы NT 4.0 и является полностью 32-разрядной (планируется переход на 64-разрядную) многозадачной системой с индивидуально защищенными процессами.

Каждый процесс имеет свое собственное 32-разрядное виртуаль­ное адресное пространство. ОС работает в режиме ядра, тогда как процессы пользователя работают в пользовательском режиме, что обеспечивает полноценную защиту (в отличие от Windows 98). У про­цессов может быть один или несколько потоков, видимых для опе­рационной системы и управляемых ею. Она удовлетворяет требова­ниям безопасности уровня С2 МО США для всех файлов, каталогов и процессов, а также других объектов, которые могут использовать­ся совместно. Наконец, она обладает полной поддержкой симметрич­ных многопроцессорных систем с числом процессоров от 2 до 32.

Возможности операционной системы Windows 2000 позволяют использовать ее как основную операционную систему для современ­ных настольных компьютеров и ноутбуков на предприятиях любого типа. При создании этой системы корпорация Microsoft сохранила все полезные свойства Windows 98: технологию plug-and-play, простой и понятный пользовательский интерфейс, широкие возможности управления, и даже улучшила их. Кроме того, их дополнили систе­ма безопасности, средства управления и обеспечения надежности, ха­рактерные для системы Windows NT. Развертывание системы Windows 2000 как на одном компьютере, так и в рамках Всемирной сети по­зволяет повысить эффективность использования компьютерных тех­нологий при одновременном снижении общей стоимости владения.

В Windows 2000 реализован целый спектр решений, обеспечива­ющих гораздо более высокую надежность работы по сравнению с предыдущими версиями.

Устанавливаемые пользователем приложения могут изменять или перезаписывать многие системные файлы, которые составляют ядро операционной системы. В результате таких изменений могут возни­кать конфликты между различными приложениями и сбои в работе. Windows 2000 защищает основные файлы системы от перезаписи при установке приложений. В случае перезаписи файла система защиты Windows File Protection заменит перезаписанный файл правильной версией. Защита системных файлов обеспечивает надежную работу системы Windows 2000, позволяя избежать системных сбоев, харак­терных для более ранних версий системы Windows.

В Windows 2000 встроена сертификация драйверов, что гаранти­рует использование требуемых драйверов и уменьшает риск сбоя обо­рудования из-за аппаратных конфликтов, а также специальная про­грамма, Microsoft Installer, которая помогает правильно устанавливать, настраивать, сопровождать, обновлять и удалять программы, снижая риск ошибок пользователя и возможность снижения производитель­ности.

Еще одно значительное усовершенствование заключается в ин­тернационализации ОС. Операционная система Windows 2000 состоит из единого двоичного кода, работающего во всех странах мира. Для каждой установки системы и даже для каждого пользователя можно выбрать язык, который будет использоваться в системе. Это стало возможным потому, что все пункты меню, строки диалоговых окон, сообщения об ошибках и другие текстовые строки были удалены из ОС и помещены в специальные каталоги, по одному для каждого языка. Windows 2000 использует кодировку Unicode для поддержки языков, не использующих латинский алфавит, таких как русский, греческий, иврит, японский.

Windows 2000 поставляется в виде нескольких уровней продук­та: Professional, Server, Advanced Server и Datacenter Server. Однако раз­личия между этими версиями незначительны. Во всех версиях ис­пользуется один и тот же исполняемый двоичный код. При установке системы тип продукта записывается в системном реестре (внутрен­няя база данных), и во время загрузки ОС проверяет содержимое реестра, определяя версию программного продукта.

Все операции с файлами и папками, как и в ОС Windows 98, выполняются с помощью системы окон. Система окон разворачива­ется от папки Мой компьютер. Диски, представленные в окне этой папки, можно открыть двойным щелчком мыши, а потом разыскать на них любые нужные папки и файлы. Копирование и перемещение файлов и папок из одной папки в другую можно выполнять путем перетаскивания их значков из окна одной папки в окно другой. Для удаления объектов можно использовать перетаскивание на значок Корзины, а можно пользоваться контекстным меню, которое откры­вается при щелчке правой кнопкой мыши на объекте. Для создания в папке ярлыка документа или программы можно использовать специальное перетаскивание или команду Создать\Ярлык из контекст­ного меню.

Работа с файловой системой в окнах папок не вполне удобна, и для этой цели в ОС предусмотрено более мощное средство — про­грамма Проводник. Проводник — служебная программа, от­носящаяся к категории файловых менеджеров. Она предназначена для навигации по файловой системе компьютера и ее обслуживания. Проводник интегрирован в ОС Windows, и поэтому он работает даже тогда, когда его окно закрыто. Так, если по щелчку правой кнопки мыши вызывается контекстное меню, или объекты перетаскиваются из одного окна в другое, то это результат работы Проводника.

Операционная система Windows 2000 обладает широкими воз­можностями настройки. Цель настройки состоит в создании условий для эффективной работы путем автоматизации операций и создания комфортной рабочей среды. Основные настраиваемые объекты — средства управления и оформления. Средствами настройки являют­ся Панель управления (Пуск\Настройка\Панель управления), контекстные меню объектов Windows и элементы управления диалоговых окон операционной системы и ее приложе­ний.

Windows 2000 представляет собой чрезвычайно сложную систе­му, на сегодняшний день состоящую более чем из 29 млн строк на С. Если распечатать это по 50 строк на странице и переплести по 1000 страниц в книге, то полный код займет 580 томов.

Хотя Windows 2000 является самой большой ОС в мире, она все продолжает расти, ошибки устраняются, а новые функции добавля­ются.

 

Вопросы для самоконтроля:

1.Команды Windows для работы с процессами

2.Основные понятия сегментации памяти Сегментация с использованием страниц: Intel Pentium

 

Рекомендуемая литература:

1.Таненбаум Э. Современные операционные системы. СПб: Питер, 2002.

2.Олифер Н. А., Олифер В. Г. Сетевые операционные системы. СПб: Питер, 2001.