Меню
ГлавнаяИгры

Особенности современного этапа развития операционных систем. Особенности операционных систем семейства Windows Особенности алгоритмов управления ресурсами

Введение

windows internet операционный

XXI век характеризуется ярко выраженным явлением глобализации и переходом от индустриального общества и обществу информационному. Под воздействием научно-технического прогресса повсеместно внедряются новые информационные технологии (далее ИТ), которые предоставляют уникальные возможности для быстрого и эффективного развития человечества в целом. На данный момент весьма важным аспектом для большинства людей стало умение пользоваться промышленными информационными технологиями. Компьютеры проникли во все сферы человеческой жизни. Культура общения с компьютером стала общей культурой человека. Ознакомление с персональным компьютером (далее ПК) необходимо начинать с ознакомления операционной системы, т.к. без нее работа на ПК немыслима для большинства пользователей. Актуальностью данной темы является то, что операционная система (далее ОС) Windows фирмы Microsoft на сегодняшний момент считается самой распространенной системой на ПК. При включении компьютера ОС загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Без ОС невозможно представить работу с компьютером. Знание ОС необходимо для успешного пользования современными компьютерами.

Объектом исследования является рассмотрение операционных систем.

Предмет исследования - изучение основных особенностей ОС Windows.

Цель работы - исследовать понятие операционной системы Windows.

Данная цель обуславливает следующие задачи:

Рассмотрение основного понятия операционной системы.

Рассмотрение основных видов операционных систем и их характеристик.

Рассмотрение истории создания операционной системы Windows/

Изучение особенностей Windows XP, ее достоинств, недостатков и сетевых возможностей.


1. Понятие операционная система


Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, функциями которого является контроль использования и распределения ресурсов вычислительной системы и организация взаимодействия пользователя с компьютером.

Система загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.

Основная причина необходимости операционной системы состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера - это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Например, накопитель на магнитных дисках «понимает» только такие элементарные операции, как включить / выключить двигатель дисковода, установить читающие головки на определенный цилиндр, выбрать определенную читающую головку, прочесть информацию с дорожки диска в компьютер и т.д. И даже для выполнения такого несложного действия, как копирование файла с одной дискеты на другую (файл - это поименованный набор информации на диске или другом машинном носителе), необходимо выполнить тысячи операций по запуску команд дисководов, проверке их выполнения, поиску и обработке информации в таблицах размещения файлов на дисках и т.д. Задача еще усложняется следующим: имеется около десятка форматов дискет, и операционная система должна уметь работать со всеми этими форматами. Для пользователя работа с дискетами различного формата должна осуществляться абсолютно одинаково.

Файл на дискетах занимает определенные участки, причем пользователь не должен ничего знать о том, какие именно.Всефункции по обслуживанию таблиц размещения файлов, поиску информации в них, выделению места для файлов на дискетах выполняются операционной системой, и пользователь может ничего не знать о них.

Во время работы программы копирования может возникать несколько десятков различных особых ситуаций, например сбой при чтении или записи информации, неготовность дисководов к чтению или записи, отсутствие места на дискете для копируемого файла и т.д. Для всех этих ситуаций необходимо предусмотреть соответствующие сообщения и корректирующие действия.

Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет также различные вспомогательные действия, например копирование или печать файлов. Операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.


2. Виды операционных систем и их краткая характеристика


Существует несколько видов операционных систем: DOS, Windows, UNIX, Macintosh OS, Linux. У других современных ОС, например Linux, UNIX, OS/2, имеют свои преимущества и недостатки. Linux предоставляет наиболее совершенную защиту, чем Windows, и имеет более продуманный интерфейс; UNIX применяется там, где требуется высокая надежность систем. Большим недостатком OS/2 и UNIX является довольно скудный выбор программных средств, и здесь Windows выигрывает у остальных операционных систем.

Наиболее распространенной является операционная система Windows. Существует несколько версий Windows: Windows-3.1, Windows-95, Windows-98, Windows-2000, Windows NT. Все они близки между собой по содержанию. По-этому рассмотрим такие ОС как DOS и Windows-95.DOS - одна из первых операционных систем и одна из самых известных. Пик популярности этой операционной системы приходится на 90-е годы, сейчас эта операционная система используется редко. Наибольшей популярностью в мире на данный момент пользуются операционные системы фирмы Microsoft. Их доля составляет около 90% среди всех операционных систем. Наиболее устойчивые системы этой фирмы основаны на технологии NT.

Операционная система DOS

Операционная система DOS состоит из следующих частей:

) Базовая система ввода-вывода (ВIOS), находящаяся в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

) Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS.

) Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле! COMMAND.COM на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например Туре, Dir или Сор) командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS).

Внешние команды DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т.д.

Драйверы устройств - это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Например, с помощью драйверов возможна работа с «электронным диском» т.е. частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файл CONFIG.SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств позволяет делать это, не затрагивая системные файлы DOS.

Window-95

Window-95 превратились из графической надстройки для DOS в полноценную операционную систему. По крайней мере, так заявляли ее разработчики. На самом же деле все было сложнее: в качестве основы в Windows-95 по-прежнему использовалась добрая старая DOS. Чуть модернизированная, конечно, и не заявленная в качестве отдельного продукта. Впрочем, большинство потребителей такой вариант устраивал. Ведь у них оставалась возможность работать в привычном DOS-режиме, не загружая графическую оболочку Windows, и, следовательно, не расставаться с привычными DOS-программами.

Так же операционная система Window-95 сталf 32-разрядной. Все предыдущие версии DOS и Windows были 16-разрядными и, стало быть, не могли в полной мере использовать возможности даже процессоров семейства 386 и уж тем более новых процессоров Pentium. Конечно, в этом достоинстве крылись и некоторые неудобства. Специально под Windows пользователям пришлось заменять все свои Windows-программы на новые 32-разрядные версии. Однако на практике переход оказался сравнительно легким. Уже в течение года были выпущены новые версии всех популярных программных продуктов. Но и старые 16-разрядные версии могли работать с новой ОС без всяких проблем.


3. История Windows


История Windows берет свое начало в 1986 году, когда появилась первая версия системы. Она представляла собой набор программ, расширяющих возможности существующих операционных систем для большего удобства в работе. Через несколько лет вышла вторая версия, но особой популярности система Windows не завоевала. Однако в 1990 году вышла новая версия - Windows 3.0, которая стала использоваться на многих персональных компьютерах. Популярность новой версии Windows объяснялась несколькими причинами. Графический интерфейс позволяет работать с объектами вашего компьютера не с помощью команд, а с помощью наглядных и понятных действий над значками, обозначающими эти объекты. Возможность одновременной работы с несколькими программами значительно повысила удобство и эффективность работы. Кроме того, удобство и легкость написания программ для Windows привели к появлению все больше разнообразных программ, работающих под управлением Windows. Наконец, лучше была организована работа с разнообразным компьютерным оборудованием, что также определило популярность системы. Последующие версии Windows были направлены на повышение надежности, а также поддержку средств мультимедиа (версия 3.1) и работу в компьютерных сетях (версия 3.11).

Параллельно с разработкой Windows компания Microsoft в 1988 году начала работу над новой операционной системой, названной Windows NT. Перед новой системой были поставлены задачи существенного повышения надежности и эффективной поддержки сетевой работы. При этом интерфейс системы не должен был отличаться от интерфейса Windows 3.0. Интересно, что самой распространенной версией Windows NT также стала третья версия. В 1992 году появилась версия Windows NT 3.0, а в 1994 году - Windows NT 3.5.

Процесс развития операционных систем не стоит на месте, и в 1995 появилась система Windows 95, ставшая новым этапом в истории Windows. По сравнению с Windows 3.1 значительно изменился интерфейс, выросла скорость работы программ. Одной из новых возможностей Windows 95 была возможность автоматической настройки дополнительного оборудования компьютера для работы без конфликтов друг с другом. Другой важной особенностью системы стала возможность работы с Интернетом без использования дополнительных программ.

Интерфейс Windows 95 стал основным для всего семейства Windows, и в 1996 появляется переработанная версия Windows NT 4.0, имеющая такой же интерфейс, как и Windows 95. Продолжением развития Windows 95 стала операционная система, появившаяся в 1998 году. При сохранившемся интерфейсе внутренняя структура была значительно переработана. Много внимания было уделено работе с Интернетом, а также поддержке современных протоколов передачи информации - стандартов, обеспечивающих обмен информацией между различными устройствами. Кроме того, особенностью Windows 98 является возможность работы с несколькими мониторами.

Следующим этапом в развитии Windows стало появление Windows 2000 и Windows Me (Millennium Edition - редакция тысячелетия). Система Windows 2000 разработана на основе Windows NT и унаследовала от нее высокую надежность и защищенность информации от постороннего вмешательства. Операционная система Windows Me стала наследницей Windows 98, но приобрела многие новые возможности. Прежде всего, это улучшенная работа со средствами мультимедиа, возможность записывать не только аудио, но и видеоинформацию, мощные средства восстановления информации после сбоев и многое другое. Постепенно разница между разными системами Windows стирается, и операционная система Windows XP предназначена для замены как Windows 2000, так и Windows Me.

В 2007, после Windows ХР появляется новая операционная система. На этот раз операционной системой от Microsoft становится Windows Vista. Эта система была создана на основе Windows ХР. Исправлены недостатки, улучшен дизайн, появился новый трехмерный интерфейс Aero Glass, который требует видео карту с поддержкой DirectX 9.0. Windows. Vista стала более требовательной в отличии от Windows ХР.

Через некоторое время появляется Windows Seven. Всем известная, как Windows 7. Эта операционная система была создана на основе Windows Vista. Имелись переработки в структуре. Исправлены недостатки, расширили сетевые возможности. В новой системе, разработчики явно уделили много внимания для работы с Интернетом. Так же Windows7 менее уязвима, чем ранние выпуски.

октября 2012 года корпорацией Microsoft была пущена в продажу операционная система Windows 8. Windows 8 в отличие от своих предшественников - Windows 7 и Windows XP - использует новый интерфейс под названием Modern (ранее - Metro). Этот интерфейс появляется первым после запуска системы; он схож по функциональности с рабочим столом - стартовый экран имеет плитки приложений (сродни ярлыкам), по нажатию на которые запускается приложение, открывается сайт или папка (в зависимости от того, к какому элементу или приложению привязана плитка). На сегодняшний день Windows 8 является самой новой операционной системой.8 имеет значительные недостатки и получает негативные отзывы со стороны пользователей, обладающих компьютером без поддержки сенсорного дисплея, из-за превалирования гаджетов интерфейса Metro. Пользователи критикуют изменённый интерфейс, заставляющий тратить дополнительное время на обучение работе с новой операционной системой. Хотя большинство новшеств описано в справочной системе, которая вызывается нажатием клавиши F1 при открытом рабочем столе.


4. Windows XP


Рассмотрев историю развития Windows, проанализировав основные моменты ее совершенствования, а также учитывая отзывы пользователей данным продуктом, можно прийти к выводу, что Windows XP была и остается самой востребованной версией. Поэтому рассмотрим особенности именно этой операционной системы.

Особенности Microsoft Windows XP

Операционная система Microsoft Windows XP, создана на основе технологии NT и является прямой наследницей системы Windows 2000. Вместе с тем, все лучшие нововведения, включенные в Windows Me, можно обнаружить и в Windows XP. При сохранении высоких показателей надежности, безопасности и быстродействия, система стала более простой в освоении, в ней появилось множество средств, предназначенных для индивидуальных домашних пользователей.

Система поставляется в нескольких вариантах, ориентированных на разные особенности применения. Версия Microsoft Windows XP Home Edition предназначена для индивидуальных пользователей, чаще всего работающих на домашнем компьютере. В этой версии особый упор сделан на работу с рисунками, аудио и видео. Версия Microsoft Windows XP Professional предназначена, как ясно из названия, для профессионалов. Эта версия наиболее часто используется в организациях. Если же вы дома выполняете сложные работы по созданию и редактированию изображений, моделированию и конструированию, или любые другие сложные работы, то эта версия подойдет и для вашего домашнего компьютера. Версия Microsoft Windows XP Server предназначена для установки на сервере - мощном компьютере, обеспечивающем работу множества пользователей в компьютерной сети. Работа в локальных сетях выходит за рамки данной книги, так что версия для сервера рассматриваться нами не будет. В книге описана основная версия операционной системы - Windows XP Professional. Практически не отличается от нее версия Windows XP Home Edition. Об имеющихся незначительных отличиях будет особо указано.

Следует отметить, что для эффективной работы с операционной системой Windows XP требуется достаточно мощный современный компьютер. Прежде всего, в компьютере должно быть установлено не менее 128 мегабайт памяти. Лучше установить 256 мегабайт, чтобы система работала быстрее. Процессор может использоваться любой, но не слишком старый. Если тактовая частота процессора не менее 300 мегагерц, то он подойдет. Хотя лучше, конечно, использовать процессор с частотой более одного гигагерца. Жесткий диск должен вмещать не только файлы операционной системы и временные файлы, но и иметь достаточно свободного места, например, для создания образа компакт-диска перед его записью. Реально требуется диск размером не менее двух-трех гигабайт. А если учесть, что на диске надо установить другие программы и оставить место для разных документов, то диск объемом 10 гигабайт нельзя назвать слишком большим.

В версии Windows XP сильно изменился внешний вид системы. Кнопки, значки, панели теперь выглядят немного иначе. Даже главное меню Windows изменилось. Изменения интерфейса самые значительные после перехода с Windows 3.1 на Windows 95. Вместе с тем имеется возможность использовать и старый интерфейс, если вы к нему привыкли. Особо следует отметить работу программ в режиме совместимости с предыдущими версиями Windows. Вы можете работать с программой, которая написана для Windows 95, и не работает в Windows 2000. Все версии Windows XP имеют множество нововведений. Поддерживается значительно больше разнообразных устройств. Система позволяет легко и удобно обрабатывать видеофильмы, фотографии, рисунки, музыку и песни. Теперь с помощью Windows XP любой сможет построить домашнюю сеть на основе двух-трех компьютеров, обеспечив совместное использование файлов, папок, принтера, факса и доступа в Интернет.

При работе с Windows XP для записи информации на записываемые и перезаписываемые компакт-диски вам не потребуется устанавливать дополнительные программы. Записать компакт-диск можно прямо из проводника Windows. Кстати, проводник сильно изменился. Кроме поддержки сжатых папок, особых папок для хранения рисунков, музыки и видео, добавлена панель с командами, состав которых меняется в зависимости от выполняемых вами действий.

Полезным компонентом системы является редактор видеофильмов. Теперь вы сможете выполнить профессиональный нелинейный монтаж своих любительских фильмов. Существенно легче стало работать с цифровыми фотокамерами и сканерами. Вам не потребуется никакой дополнительной программы, чтобы ввести фотографию в компьютер, незначительно преобразовать ее и распечатать на принтере. Универсальный проигрыватель аудио и видео теперь поддерживает больше форматов и позволяет сменить свой внешний вид. Вы можете сами создавать звуковые файлы в популярном формате МРЗ. Универсальный проигрыватель поддерживает также воспроизведение цифровых видеодисков (DVD-дисков), что позволит вам насладиться высочайшим качеством изображения и звука при просмотре современных фильмов. Для развлечений в Windows XP включено несколько новых игр, часть из которых позволяют вам играть в Интернете.

Существенно улучшена и защита системы. Теперь при случайном удалении важных системных файлов, они будут автоматически восстановлены. Имеется возможность восстановления системы к более раннему состоянию, после установки новых программ и оборудования. Улучшенная поддержка технологии Plug & Play позволяет подключить к компьютеру многие современные бытовые приборы.

Дальнейшее развитие получили и средства для работы с Интернетом. Существенно переработана справочная система, улучшена система безопасности. Многочисленные изменения коснулись средств администрирования и управления работой множества пользователей в локальной вычислительной сети.

В системе имеется и множество других нововведений, о которых вы узнаете по мере прочтения книги и знакомства с Windows XP. Однако перед началом работы с системой мы рекомендуем вам познакомиться с основными понятиями, используемыми в Windows XP. Если вы знакомы с предыдущими версиями Windows, большинство понятий для вас окажутся знакомыми.

Достоинства и недостатки Microsoft Windows XP

Система стала сложнее - но зато она гораздо реже дает сбои, практически не «зависает» и почти не выводит загадочных сообщений об ошибках. Все это обеспечивается следующими нововведениями:

а) новое ядро Windows. Разработчики Windows XP убрали последние остатки совместимого с MS-DOS кода, использовавшегося в Windows 95/98 (и несмотря на попытки скрыть это, в Windows Me). Внутри обеих версий Windows XP - устойчивое и надежное ядро, впервые появившееся в Windows 2000. С полностью защищенной моделью памяти, интегрированной системой защиты и уровнем абстрагирования от оборудования (Hardware Abstraction Layer - HAL), защищающего ключевые компоненты системы от плохих программ, Windows XP имеет гораздо меньше шансов на сбой в процессе повседневной работы. А если сбой все-таки случится, вы сможете воспользоваться набором утилит восстановления, значительно превосходящим по своим возможностям имевшиеся в предыдущих версиях Windows приложения.

б) устойчивые средства защиты системы. Типичным источником проблем в предыдущих версиях Windows было замещение жизненно важных системных файлов их устаревшими или некорректными версиями. Windows XP контролирует эти подмены, сохраняя правильную с точки зрения системы версию файла и одновременно позволяя приложению использовать нужные ему версии библиотек динамической компоновки. Дополнительная защита обеспечивается за счет средств восстановления, которые следят за системой и благодаря сохраненному «моментальному снимку» системных файлов и настроек позволяют выполнить «откат» к предшествующей конфигурации, если новое приложение или драйвер устройства вызывает проблемы.

в) откат драйверов устройств. Опытные пользователи Windows знают, что драйверы устройств, содержащие ошибки, могут полностью разрушить даже тщательно настроенную систему. Windows XP защищает от неприятностей, связанных с драйверами, предупреждая при попытке установления драйвера без цифровой подписи, которая удостоверяет его совместимость с Windows XP. Система также позволяет удалить драйвер и восстановить предыдущую версию, и даже в безопасном режиме, если это необходимо.

г) совместимость оборудования. Любой пользователь отчетливо понимает, как важно иметь хорошую поддержку операционной системой того или иного оборудования. В этом взаимопонимании ОС с оборудованием далеко не последнюю роль играют драйверы устройств. Они и предназначены для совместимости конкретного оборудования с конкретной ОС. Без преувеличения отмечу, что Windows - единственная в своем роде операционная система, которая способна «правильно» работать с подавляющим большинством современного оборудования, предназначенного для работы с компьютером. Видели ли вы сегодня, скажем, принтер или сканер, сопроводительные драйверы которого написаны только под Linux или Мас ОS? Конечно же, нет! В силу своей массовой распространенности современная Windows сегодня просто обязана поддерживать любое компьютерное оборудование и периферию. Поэтому на сегодняшний день в мире самое большое количество драйверов и их версий написано именно для Windows. Установочные драйверы сегодня обычно поставляются вместе с самим оборудованием на сопроводительном диске или дискете. Больше того: для большого количества оборудования в базе самой Windows сегодня присутствуют штатные драйверы, установленные в операционную систему ее разработчиками. Так, к примеру, для видеокарты SIS 6326 или принтера Epson LX сегодня совсем не обязательно искать установочный диск с драйверами. Windows сама обнаружит новое установленное оборудование и корректно установит для него драйвер из своей базы. Однако здесь следует сделать оговорку: драйверы в базе Windows присутствуют далеко не для всего оборудования, особенно нового. Чаще всего там можно найти драйвер к оборудованию, морально устаревшему на сегодняшний день. В целом же современная ОС поддерживает все современные типы устройств, предназначенные для работы с компьютером: сканеры, принтеры, устройства оцифровки информации, модемы, тюнеры, инфракрасные датчики, сетевые карты, диски и т.д.

д) стабильность ОС. В общем и целом стабильность работы современной Windows можно назвать приемлемой. Однако слово «приемлемой» здесь должно сопровождаться массой оговорок:

приемлемой стабильность работы ОС становится только после ее качественной и грамотной настройки;

стабильность современной Windows также в большой степени зависит от версии продукта и наличия установленных дополнений. Без их присутствия, к сожалению, в работе ОС происходят частые сбои;

стабильность Windows ХР также зависит и от самих приложений, установленных на ОС пользователем: чем они стабильнее в работе и чем более совместимы с самой программной оболочкой Windows, тем меньше сбоев мы сможем наблюдать в работе основной ОС;

на стабильность работы современной Windows большое влияние оказывает и само оборудование, которое используется совместно с работающей ОС. Зачастую несовместимость или некорректную работу того или иного оборудования некоторые пользователи запросто списывают на нестабильность Windows;

также на стабильную работу современной Windows XP далеко не последнее влияние оказывают драйверы устройств. Сегодняшние проблемы возникают у массы пользователей. Многое в работе того или иного устройства решает именно версия того или иного драйвера. Если же рассматривать драйверы, написанные к видеоадаптерам, то дело в том, что сегодня выход очередных видеодрайверов чаще всего бывает приурочен к выходу какой-либо видеоигры. Многие видеодрайверы пишутся именно под конкретный экземпляр игры и под конкретный экземпляр видеокарты. Цель такого «фокуса» только одна - максимально увеличить быстродействие работы видеоадаптера. Такие драйверы обычно идут в качестве сопровождения к самим играм на тех же установочных дисках игр. По большому счету, выход новых драйверов - это всегда устранение ошибок в старых плюс «заточка» под самые современные компьютерные игры для тестирования производительности видеоадаптеров. Поэтому «кривизна» установленных на ОС драйверов играет далеко не самую последнюю роль в нормальном функционировании современной Windows ХР;

пользование Интернетом и количество распространенных вирусов, проживающих на просторах Всемирной сети, также напрямую влияет на стабильность работы ОС. Эти виртуальные вирусы способны затруднить работу на любом компьютере. Внезапные и частые перезагрузки, самопроизвольное выключение компьютера, самовольный выход компьютера в сеть Интернет и прочие случаи виртуальной жизни являются верным признаком заражения ПК вирусами. В целом Windows ХР способна проработать достаточно продолжительное время (больше года) без возникновения особых проблем и необходимости переустановки ОС (разумеется, при соблюдении всех описанных выше предосторожностей).

е) новый дизайн интерфейса. Впервые со времен появления Windows 95 пользовательский интерфейс был настолько капитально пересмотрен лишь в Windows XP. Если вы выберете новый интерфейс Windows XP, некоторые отличия вы заметите сразу же:

яркие цвета. Цветовая схема устанавливается по умолчанию в Windows XP. Новая операционная система использует все возможности графического оборудования, допускающего использование 24- и 32-разрядного цвета;

объемные окна и кнопки. При выборе стиля Windows XP окна и кнопки становятся объемными со скругленными углами и сглаженными тенями. Также можно заметить, что все объекты слегка меняют свои цвета, когда проводится над ними курсором мыши - кнопки, вкладки и другие элементы интерфейса подсвечиваются, как ссылки на веб-страницах;

отчетливые значки. Дизайн всех системных значков был продуман заново. Новые значки ярче, набор цветов богаче, потому что они рассчитаны на разрешение до 24 бит (true color);

встроенные темы. Впервые темы для Рабочего стола появились в пакете Microsoft Plus к Windows 95. В Windows XP поддержка тем интегрирована в утилиту «Экран», причем поддерживается также изменение свойств элементов управления, границ окон и меню;

проблемы с совместимостью. Многие программы, изначально написанные для Windows 95, Windows 98 и Windows Me, не смогут работать правильно под Windows XP. Более того, некоторые устройства требуют использования драйверов, несовместимых с Windows XP.

Сетевые возможности

В версии ОС Windows XP используются возможности увеличения производительности сети, обеспечения повышенной надежности и эффективности.

В операционной системе Windows XP предусматривается использование возможности быстрого переключения пользователей.

Это позволяет организовать работу нескольких пользователей на одном компьютере. Каждый пользователь компьютера может создать отдельную защищенную паролем учетную запись с личной настройкой и частными файлами. На одном компьютере могут быть активны сразу несколько учетных записей, переключение между ними осуществляется просто и быстро.

Соединение компьютеров в сеть значительно увеличивает их возможности. Мощные и простые в эксплуатации сети Windows XP позволяют сэкономить время и деньги.На подключенных к сети компьютерах можно совместно использовать общее подключение Интернета, общий принтер и другое оборудование, а также общие файлы. Можно даже играть по сети с другими участниками в сетевые компьютерные игры.

Кроме того, установка сети с помощью MS Windows XP осуществляется проще, чем с помощью любой предыдущей операционной системы. Чтобы настроить сеть дома или в небольшом офисе, не обязательно быть экспертом в области организации сетей, мастер сделает все необходимые для этого шаги. Остается только ответить на несколько вопросов о компьютерах, которые требуется соединить, а мастер выполнит остальную работу.

После ввода сети в эксплуатацию операционная система Windows XP помогает обслуживать ее, автоматически отслеживая изменения и корректируя параметры, чтобы обеспечить максимальную производительность при минимуме усилий со стороны пользователя.

В Windows XP появились новые мощные средства, разработанные для поддержки работоспособности сети при любых обстоятельствах. Сложное программное обеспечение защищает операционную систему каждого компьютера, а также создает защитный барьер, или брандмауэр, предотвращающий проникновение в сеть неавторизованных лиц и вирусов из Интернета.

Таким образом, операционная система Windows - является самой распространенной системой. Сети Windows ХР имеют множество преимуществ, среди которых можно отметить мощность и простоту использования. Среди достоинств системы выделяется и надежность. Программное обеспечение ОС защищает компьютер от вирусов и несанкционированного использования информации другими лицами.

Создание локальных сетей в ОС MS Windows

Локальная сеть обычно предназначается для сбора, передачи, рассредоточенной и распределенной обработки информации в пределах одной лаборатории, отдела, офиса или фирмы, часто специализируются на выполнении определенных функций в соответствии с профилем деятельности фирмы и отдельных ее подразделений. Во многих случаях ЛВС, обслуживающая свою локальную информационную систему, связана с другими вычислительными сетями, внутренними или внешними, вплоть до региональных или глобальных сетей.

При создании домашней или малой офисной сети компьютеры под управлением Windows XP Professional или Windows XP Home Edition подключены к локальной сети (LAN). При установке Windows XP обнаруживается сетевой адаптер и создается подключение по локальной сети. По умолчанию подключение по локальной сети всегда активно. Только подключения этого типа создаются и активизируются автоматически. Если разорвать подключение по локальной сети, оно больше не будет автоматически активизироваться. Сведения об этом сохраняются в профиле оборудования, поэтому профиль позволяет учитывать потребности мобильных пользователей, меняющих свое местоположение.

Создав домашнюю сеть или сеть небольшой организации, можно эффективно задействовать все ресурсы своего компьютера, используя его и для работы, и для развлечений.

При наличии нескольких компьютеров или другого оборудования, например принтеров, сканеров или камер, можно использовать сеть для общего доступа к файлам, папкам и подключениям Интернета. Например, когда компьютер подключен к сети, пользователь другого компьютера также может получить доступ к Интернету в это время. При наличии нескольких компьютеров и одного или нескольких периферийных устройств (принтеров, сканеров или камер) доступ к этим устройствам может осуществляться со всех компьютеров.

Существует несколько способов объединения компьютеров в сеть. Для домашней и малой офисной сети наиболее простой моделью является одноранговая сеть.

Одноранговая сеть, также называемая рабочей группой, позволяет компьютерам взаимодействовать друг с другом напрямую и не требует наличия сервера для управления сетевыми ресурсами. Она наиболее подходит при размещении на общей площади менее десяти компьютеров. Компьютеры в рабочей группе рассматриваются как узлы, поскольку они равны и пользуются общими ресурсами. Каждый пользователь решает сам, какие данные локального компьютера можно предоставить для общего доступа в сети. Общий доступ к ресурсам позволит пользователям печатать на одном принтере, получить доступ к данным в общих папках и работать с одним файлом, не передавая его на гибком диске.

Домашняя или малая офисная сеть похожа на телефонную систему. Находясь в сети, каждый компьютер обеспечен сетевым адаптером, который выполняет функцию, схожую с функцией телефонной трубки: как телефонная трубка, используемая для приема и передачи разговора, сетевое устройство компьютера посылает и принимает сведения других компьютеров сети.

Таким образом, локальная сеть Windows XP используются в пределах одной фирмы или предприятия. Самой распространенной локальной сетью является одноранговая сеть, которая позволяет компьютерам взаимодействовать друг с другом напрямую и не требует наличия сервера для управления сетевыми ресурсами. Локальная сеть предоставляет следующие возможности: использовать общий доступ к подключению Интернета, к файлам и папкам, к оргтехнике, а также совместные игры и развлечения.

Глобальная сеть Internet

Глобальными называются компьютерные сети, охватывающие большие географические пространства. Самой распространенной глобальной сетью является Internet. Интернет - глобальная международная компьютерная сеть цифровой связи, объединяющая между собой в единую логическую архитектуру множество серверов, на которых находится огромный объем информации по разнообразным темам. Глобальная сеть всегда состоит из многих соединенных вместе локальных сетей.

При использования Windows XP для настройки нового подключения к Интернету служит мастер сетевого подключения. Мастер подключения создаст соединение с Интернетом и отобразит на экране список поставщиков услуг Интернета вместе со сведениями о предлагаемых ими услугах. Остается выбрать подходящего поставщика в списке, затем предоставляется новая учетная запись.XP содержит самую последнюю версию обозревателя MSN Explorer с полным пакетом служб Microsoft и последнее обновление обозревателя Internet Explorer.

Информационные ресурсы Интернет, сосредоточенные на серверах World Wide Web позволяют пользователям не только просматривать имеющие страницы, переходя от ссылки к ссылке, но и запрашивать необходимую информацию.

Пользователи Интернет могут использовать сеть не только как источник информации, но и как средства общения.XP предлагает следующие пути для обеспечения безопасности и конфиденциальности при работе в Интернете:

использование параметров безопасности и конфиденциальности обозревателя Internet Explorer, чтобы обеспечить конфиденциальность и повысить безопасность компьютера и своих личных данных;

использование зон безопасности, чтобы повысить степень защиты компьютера, задав разные уровни безопасности для различных областей Интернета;

использование средств ограничения доступа (Content Advisor), чтобы избежать отображения на экране предосудительных страниц, используя стандартные рейтинги, которые были определенны независимо комитетом PICS (Platform for Internet Content Selection).

Таким образом, Интернет - это самая распространенная глобальная сеть. MSN Explorer - это новая универсальная программа, позволяющая более полно использовать Интернет. Он позволяет получать доступ к различным ресурсам Интернет (текст, изображения, файлы) по заданному адресу. Для общения в операционной системе Windows XP используются такие программы как E-mail, Outlook Express, Windows Messenger. Windows XP использует мощные средства для обеспечения безопасности и защиты сети.


Заключение


В данной работе «Особенности операционной системы Windows» было изучено само понятие операционной системы Windows, история ее развития и совершенствования, а также особенности этого информационного продукта. На основе вышесказанного, можно сделать вывод: операционная система Windows - наиболее популярная и распространенная операционная система во всем мире, и для большинства пользователей она наиболее подходящая ввиду своей простоты, неплохого интерфейса, приемлемой производительности и огромного количества прикладных программ для нее


Список используемой литературы


1. Гордеев А.В. Операционные системы: учеб. для вузов по напр. «Информатика и вычислительная техника» / А.В. Гордеев, 2-е изд., СПб.: Питер, 2009. - 415 с.

Леонтьев В.П. Осваиваем Windows XP быстро и увлекательно: справочное издание / В.П. Леонтьев, М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2010. - 219 с.

Острейковский В.А. Информатика: учебник для вузов / В.А. Острейковский, М.: Высшая школа, 2011. - 511 с.

Свиридова М.Ю. Операционная система Windows XP: учеб. пособие для нач. проф. образования / М.Ю. Свиридова, М.: Академия, 2009. - 189 с.

Степанов А.Н. Информатика: учебное пособие для вузов / А.Н. Степанов, 4-е изд., СПб.: Питер, 2012. - 684 с.

Таненбаум Э. Современные операционные системы / Эндрю Таненбаум, 2-е изд., СПб.: Питер, 2009, 2010. - 1038 с.

. #"justify">. #"justify">. http://www.litenet.ru/content-280.html


Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Аннотация: В лекции говорится о наиболее важных этапах создания ОС Windows наряду с эволюцией операционных систем, структуре системы, а также вводятся некоторые ключевые понятия. Проанализирована ее миграция от микроядерной архитектуры в сторону монолитного дизайна. Описаны возможности и основные структурные компоненты системы. Рассмотрена подсистема Win32, которая объединяет ряд модулей режима ядра и режима пользователя и является базой для разработки приложений

В данной лекции говорится о наиболее важных этапах создания ОС Windows наряду с эволюцией операционных систем, структуре системы, а также вводятся некоторые ключевые понятия.

Из курсов по теории ОС (см., например, [ Карпов ] , [ Столлингс ]) известно, что операционная система является базисной системной программой. Обычно аппаратно-программное обеспечение типовой вычислительной системы представляют в виде набора слоев ( рис. 1.1), при этом операционной системе соответствует слой между оборудованием компьютера и остальным программным обеспечением. Такое расположение позволяет ОС обеспечивать возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом путем создания среды для функционирования и разработки прикладных программ.


Рис. 1.1.

Дружественный интерфейс между пользователем и компьютером достигается за счет абстрагирования, которое является важным методом упрощения и позволяет сконцентрироваться на взаимодействии высокоуровневых компонентов системы, игнорируя детали их реализации. В этом смысле об ОС говорят, что операционная система является абстрактной или виртуальной машиной , с которой иметь дело гораздо удобнее, нежели с низкоуровневыми элементами компьютера

Альтернативный взгляд на ОС дает представление об ОС как о менеджере ресурсов , который осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров, памяти и других ресурсов между различными программами.

Краткая история создания ОС Windows

Первая версия описываемого ряда операционных систем - ОС Windows NT появилась в 1993 г. Краткий исторический экскурс позволяет объяснить ряд ее особенностей и отличительных черт.

Наиболее важные моменты эволюции операционных систем


Рис. 1.2.

Создание ОС Windows

Как уже отмечалось, эволюция операционных систем Microsoft является хорошей иллюстрацией тезиса о повторении онтогенезом филогенеза.

Операционные системы корпорации Microsoft можно условно разделить на три группы:

  • MS-DOS и MS-DOS+Windows 3.1,
  • так называемые потребительские ( consumer ) версии Windows (Windows 95/98/Me)
  • и предмет данного курса - линия ОС, ведущих свое начало от Windows NT (Windows NT/2000/XP/Vista).

Однозадачная 16-разрядная ОС MS-DOS была выпущена в начале 80-х годов и затем широко применялась на компьютерах с процессором x86. Вначале MS-DOS была довольно примитивна (деградация ОС), ее оболочка занималась, главным образом, обработкой командной строки, но в последующие версии было внесено много улучшений, заимствованных, главным образом, из ОС Unix. Затем под влиянием успехов дружественного графического интерфейса корпорации Apple для компьютеров Macintosh была разработана система Windows. Особенно широкое распространение получили версии Windows 3.0, 3.1 и 3.11. Первоначально это была не самостоятельная ОС, а скорее многозадачная (с невытесняющей многозадачностью) графическая оболочка MS-DOS, которая контролировала компьютер и файловую систему.

В 1995 г. была выпущена 32-разрядная ОС Windows 95, где была реализована вытесняющая многозадачность. ОС Windows 95 включала большой объем 16-разрядного кода, главным образом для обеспечения преемственности с приложениями MS-DOS. 16-разрядный код присутствовал и в последующих версиях этой серии Windows 98 и Windows Me. Другой проблемой данной версии Windows, во многом обусловленной той же причиной, была нереентерабельность существенной части кода ядра. Так, если один из потоков был занят модификацией данных в ядре, другой поток, чтобы не получить эти данные в противоречивом состоянии, вынужден был ждать, то есть не мог воспользоваться системными сервисами . Это, зачастую, сводило на нет преимущества многозадачности.

ОС Windows NT (New Technology) - новая 32-разрядная ОС, совместимая с предшествующими версиями Windows по интерфейсу. Работу над созданием системы возглавил Дэвид Катлер, один из ключевых разработчиков ОС VAX VMS . Ряд идей системы VMS присутствует в NT (см рис. 1.3). Заметна преемственность в системе управления большим адресным пространством и резидентным множеством процесса, в системе приоритетов обычных процессов и процессов реального времени, в средствах синхронизации и т.д. Вместе с тем Windows NT - это совершенно новый амбициозный проект разработки системы с учетом новейших достижений в области архитектуры микроядра. Первая версия, названная Windows NT 3.1 для соответствия популярной Windows 3.1, была выпущена в 1993 г. Коммерческого успеха добилась версия Windows NT 4.0, заимствовавшая графический интерфейс Windows 95. В начале 1999 г. была выпущена Windows NT 5.0, переименованная в Windows 2000. Следующая версия этой ОС данной серии - Windows XP появилась в 2001 г., а Windows Server 2003 - в 2003 г. В настоящее время выпущена Windows Vista, ранее известная под кодовым именем Longhorn, - новая версия Windows, продолжающая линейку Windows NT.

Объем исходных текстов ядра ОС Windows неизвестен. По некоторым оценкам, объем ядра Windows NT 3.5 составляет приблизительно 10Мб, а с каждой новой версией ОС Windows этот объем неуклонно увеличивается в полтора-два раза.

Возможности системы

Перед разработчиками системы была поставлена задача создать операционную систему персонального компьютера, предназначенную для решения серьезных задач, а также для домашнего использования. Перечень возможностей системы достаточно широк, вот лишь некоторые из них [ Руссинович ] , [ Рихтер ] . Операционная система Windows:

  • является истинно 32-разрядной, поддерживает вытесняющую многозадачность;
  • работает на разных аппаратных архитектурах и обладает способностью к сравнительно легкому переносу на новые аппаратные архитектуры;
  • поддерживает работу с виртуальной памятью;
  • является полностью реентерабельной;
  • хорошо масштабируется в системах с симметричной мультипроцессорной обработкой;
  • является распределенной вычислительной платформой, способной выступать в роли как клиента сети, так и сервера;
  • защищена как от внутренних сбоев, так и от внешних деструктивных действий. У приложений нет возможности нарушить работу операционной системы или других приложений;
  • совместима, то есть, ее пользовательский интерфейс и API совместимы с предыдущими версиями Windows и MS-DOS. Она также умеет взаимодействовать с другими системами вроде UNIX, OS/2 и NetWare;
  • обладает высокой производительностью независимо от аппаратной платформы;
  • обеспечивает простоту адаптации к глобальному рынку за счет поддержки Unicode;
  • поддерживает многопоточность и объектную модель.

Успешность реализации этих требований будет продемонстрирована по мере изучения деталей ОС Windows. В рамках курса будут введены и впоследствии уточнены и детализированы различные понятия и термины.. Некоторые из них приведены в приложении.


Виды операционных систем

Операционная система (ОС) - программа или совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором.

Функции ОС :
* Управление памятью;
* Управление доступом к устройствам ввода-вывода;
* Управление файловой системой;
* Управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов;
* Управление использованием ресурсов;
* Загрузка программ в оперативную память и их выполнение;
* Интерфейс с пользователем;
* Межмашинное взаимодействие (сеть);
* Защита самой системы и пользовательских данных и программ;
* Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы.

Многозадачность (multitasking, multiprogramming) - свойство операционной системы и ЭВМ, при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно. При этом все программы вместе удерживаются в оперативной памяти и каждая выполняется за какой-то период времени. Например, одна программа может работать, пока другие ожидают включения периферийного устройства или сигнала (команды) оператора. Способность к многозадачности зависит в большей степени от операционной системы, чем от типа ЭВМ. Наиболее распространенной многозадачной системой является Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США).

Виды ОС:
* Многопользовательская система , система с коллективным доступом, система коллективного доступа (multiuser system, multiaccess system) - вычислительная система или ее часть (например операционная система), позволяющая нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной ЭВМ со своего терминала (локального или удаленного). Многопользовательский характер работы достигается благодаря режиму разделения времени, который заключается в очень быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом последний не замечает задержек времени, связанных с обслуживанием других пользователей. Примерами разработок указанного вида могут служить помимо Windows операционные системы: NetWare, созданная и развиваемая фирмой Novell (США) для локальных информационных вычислительных систем; Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США); REAL/32 и др.
* Однопользовательская система (one user system) - операционная система, не обладающая свойствами многопользовательской. Примерами однопользовательских ОС являются MS DOS фирмы Microsoft (США) и ОС/2, созданная совместно Microsoft и IBM.
* Сетевая операционная система, СОС (NOS, Network Operating System) - операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети. Примерами сетевых операционных систем являются Windows NT, Windows 2000, Novel Netware, Unix, Linux и др.

Типы ОС :
* графические (с наличием графического пользовательского интерфейса - GUI) - текстовые (только командная строка);
* бесплатные - платные;
* открытые (с возможностью редактировать исходный код) - закрытые (без возможности редактировать исходный код);
* клиентские - серверные;
* высокая стабильность (устойчивость к сбоям аппаратной части)- низкая стабильность;
* простая в администрировании (для рядового пользователя) - сложная, для системных администраторов;
* 16-разрядная - 32-разрядная - 64-разрядная (в далеком прошлом были еще и 8-разрядные);
* с высоким уровнем безопасности данных - с низким уровнем безопасности;

Понятие операционной системы
Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.

Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т. п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки - также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры - могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске. (Многие встроенные компьютеры и даже некоторые игровые приставки на самом деле работают под управлением своих ОС).

Операционные системы, в свою очередь, нужны, если:
* вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы с вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
* различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Напр., простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция - тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
* между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от чужого взора, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
* необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, «нарезает» процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам);
* наконец, оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых - оболочка и набор стандартных утилит - является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы). Таким образом, современные универсальные ОС можно охарактеризовать прежде всего как
* использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
* многопользовательские (с разделением полномочий),
* многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой ОС. В составе ОС различают три группы компонентов:
* ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевую подсистему, файловую систему;
* системные библиотеки и
* оболочку с утилитами.

Большинство программ, как системных (входящих в ОС), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ядерным ресурсам, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что ОС (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

Текущая редакция стандарта на ОС содержит определения около тысячи системных вызовов и других библиотечных подпрограмм (часть из которых должна реализоваться только в определённых классах систем; напр., в системах «реального времени») и около 200 команд оболочки и утилит ОС. Стандарт определяет лишь функции вызовов и команд, и не содержит указаний относительно способов их реализации.

Стандарт, кроме этого, определяет способ адресации файлов в системе, локализацию (установки, касающиеся национально-специфических моментов, таких, как язык сообщений или формат даты и времени), совместимый набор символов, синтаксис регулярных выражений, структуру каталогов в файловой системе, формат командной строки и некоторые другие аспекты поведения ОС.

В определении состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включается и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков). Операциональной замкнутостью обладают системы, удовлетворяющие «разработческому» профилю в терминах стандарта.

История развития ОС
Предшественником ОС следует считать служебные программы (такие, как загрузчики), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и системы.

Развитие "нормальных ОСей" началось в 1965 году. Самой первой операционной системой является Multics, в последствии на его основе был создан Unix. Multics использовался на компьютерах, которые применялись для создания мультфильмов. Не имея перспективы развития, проект операционной системы был закрыт, а ее создатели стали создавать новые программы и даже что-то похожее на операционные системы.

Более менее нормальное творение удалось создать Кену Томпсону. В 1969 году он написал игру Space Travel, которая не имела совершенно никакого успеха и перспектив развития у нее небыло. Но это сильно сказано - небыло. Взявшись за свое детище, Кен Томпсон стал модернизировать операционную систему Multics для работы игры. Позже операционная система получила название Unics (от названия операционной системы Multics), а еще позже - UNIX.

Операционная система была написана с использованием языка программирования - ассемблер, не имела графического интерфейса, работала в режиме командной строки. Отличалась от предыдущей надежностью. Это качество сохранилось и до теперешних времен. В ней имелся командный интерпритатор BASH - Bounre Again SHell, позволяющий работать в среде операционной системы. Немного позже Кен Томпсон и его соратники по созданию Unix, стали продавать свою систему, как вполне устойчивый коммерческий проект.

Одной из первых операционнйх систем для персональных компьютеров была CP/M (Control Program/Microcomputer) - Управляющая Программа/Микрокомпьютер, созданная для компьютеров с 8-разрядными процессорами Intel 8080, Intel 8085, Z-80. Создатель системы: Гарри Килдэл, в последующем основатель компании Digitasl Research. При создании персональных компьютеров в 1981 году компания обратилась к IBM Digital Research с предложением создать для IBM PC 5150 операционную систему с графическим интерфейсом. Те отказались помогать, и поэтому компания IBM обратилась за помощью к фирме Microsoft, которая с 1982 года начинает выпускать для IBM-совместимых персоналок операционне системы MS-DOS (Microsoft Discs Opereating System).

Почуствовав запах больших денег за счет успеха MS-DOS, компания Microsoft приступает к разработке операционной системы с графическим интерфейсом. Это было в 1983 году. Именно тогда команда, специализирующаяся по созданию программ для MS DOS, начинают заниматься созданием новой ОС уже с графическим интерфейсом.

Графический интерфейс - это оболочка, позволяющая использовать для выполнения программ графические элементы, которые можно видеть на экране монитора. К таким элементам можно отнести ярлыки, ссылки, кнопки меню, контекстные меню, Главное меню, рабочий стол и, разумеется, окна. Всеми этими элементами можно управлять и даже запрограммировать все эти элементы на какие-нибудь действия (если это позволяет операционная система). Уже не надо искать на клавиатуре клавиши букв при вводе команд с клавиатуры и ожидать результата выполнения той или иной команды. Достаточно щелкнуть мышкой по тому или иному элементу - и тем самым сразу запускается программа, на которую указывает элемент. Программа работала уже не в консольком режиме, а в оконном - программа запускалась в графическом окне, для управления программой стало возможным использовать кнопки управления, которые запускались при запуске той или иной программы. Окно можно свернуть, развернуть и закрыть - это основные свойства окон. Конечно все вышеперечисленные элементы графического интерфейса свойственны только современным операционным системам, в первых графических операционных системах таких элементов небыло.

Первой операционной системой с поддержкой графического интерфейса пользователя (GUI, Graphical User Interface - полное название графического интерфейса) стала операционная система Macintosh (сокращенно - Mac), разработанная для компьютеров Apple PC. Такой интерфейс создавался в пределах компании Apple и никто не имел никакого права копировать эту систему и устанавливать ее на компьютерах, не совместимых с Apple. Этот интерфейс был весьма удобным, появился рабочий стол, окна, раскрывающиеся меню и пиктограммы ярлыков позволяли использовать компьютер с максимальным удобством. Впервые такой графический интерфейс был разработан в компании Apple в 1983 году, а его продажа и даже реклама компьютера Apple с графической ОС Macintosh прошла по Американскому телевидению в 1984 году.

Лишь 20 ноября 1985 года компания Microsoft представила свою "операционную систему" Windows 1.0 на выставке компьютерных технологий в Лас-Вегасе. Данная операционная система была очень "сырой", ее даже назвать полноценной операционной системой - это было бы просто самообманом. Windows 1.0 был построен с использованием DOS, фактически он являлся полноценной надстройкой DOS - графический проводник, позволяющий выполнять простейшие задачи над файлами и запускать программы после одного щелчка мышки по пикрограмме программы. В системе была так же реализована панель управления. На этом собственно удобство ОС заканчивалось. Система работала на компьютере с процессором i286. Позже последовал проект Windows 2.0, за ним Windows NT (New Technologies), Windows 3.0. Настоящий успех начался с операционными системами с выходом версии Windows 3.0.

Несколько слов о так называемых программах-надстройках DOS. Это программы, запускаемые при запуске операционной системы, позволяющие выполнять операции по редактированию текста с помощью специального редактора, копирование, перемещение, переименование и удаление файлов и каталогов с носителей информации и тому подобные операции. В таких надстройках была реализована мышка, клавиатурные комбинации клавиш, а для еще большего удобства были задействованы специальные функциональные клавиши - это 12 клавиш, подписанные как F1, F2, F3 и так далее, находятся и на современных клавиатурах над группой буквенно-цифровых клавиш. Пример подобных программ - Norton Commander производства Symantec Corporation. Подобные программы существуют и сейчас и активно используются на серверах при администрировании. Подобные Nortonу: Volkov Commander, Far, Windows Commander.

В 1986 году компания IBM и Microsoft объеденили свои усилия с целью создания качественного программного обеспечения. Результатом их работы стала операционная система OS/2.

Год за годом происходит эволюция структуры и возможностей операционных систем. В последнее время в состав новых операционных систем и новых версий уже существующих операционных систем вошли некоторые структурные элементы, которые внесли большие изменения в природу этих систем. Современные операционные системы отвечают требованиям постоянно развивающегося аппаратного и программного обеспечения. Они способны управлять работой многопроцессорных систем, работающих быстрее обычных машин, высокоскоростных сетевых приспособлений и разнообразных запоминающих устройств, число которых постоянно увеличивается. Из приложений, оказавших влияние на устройство операционных систем, следует отметить мультимедийные приложения, средства доступа к Internet, а также модель клиент/сервер.
Неуклонный рост требований к операционным системам приводит не только к улучшению их архитектуры, но и к возникновению новых способов их организации. В экспериментальных и коммерческих операционных системах были опробованы самые разнообразные подходы и структурные элементы, большинство из которых можно объединить в следующие категории.

  • Архитектура микроядра.
  • Многопоточность.
  • Симметричная многопроцессорность.
  • Распределенные операционные системы.
  • Объектно-ориентированный дизайн.

Отличительной особенностью большинства операционных систем на сегодняшний день является большое монолитное ядро. Ядро операционной системы обеспечивает большинство ее возможностей, включая планирование, работу с файловой системой, сетевые функции, работу драйверов различных устройств, управление памятью и многие другие. Обычно монолитное ядро реализуется как единый процесс, все элементы которого используют одно и то же адресное пространство. В архитектуре микроядра ядру отводится лишь несколько самых важных функций, в число которых входят работа с адресными пространствами, обеспечение взаимодействия между процессами (interprocess communication - IPC) и основное планирование. Работу других сервисов операционной системы обеспечивают процессы, которые иногда называют серверами. Эти процессы запускаются в пользовательском режиме и микроядро работает с ними так же, как и с другими приложениями.

Такой подход позволяет разделить задачу разработки операционной системы на разработку ядра и разработку сервера. Серверы можно настраивать для требований конкретных приложений или среды.

Выделение в структуре системы микроядра упрощает реализацию системы, обеспечивает ее гибкость, а также хорошо вписывается в распределенную среду. Фактически микроядро взаимодействует с локальным и удаленным сервером по одной и той же схеме, что упрощает построение распределенных систем.

Многопоточность (multithreading) - это технология, при которой процесс, выполняющий приложение, разделяется на несколько одновременно выполняемых потоков. Ниже приведены основные различия между потоком и процессом.

Поток . Диспетчеризуемая единица работы, включающая контекст процессора (куда входит содержимое программного счетчика и указателя вершины стека), а также свою собственную область стека (для организации вызова подпрограмм и хранения локальных данных). Команды потока выполняются последовательно; поток может быть прерван при переключении процессора на обработку другого потока.

Процесс . Набор из одного или нескольких потоков, а также связанных с этими потоками системных ресурсов (таких, как область памяти, в которую входят код и данные, открытые файлы, различные устройства). Эта концепция очень близка концепции выполняющейся программы. Разбивая приложение на несколько потоков, программист получает все преимущества модульности приложения и возможность управления связанными с приложением временными событиями.
Многопоточность оказывается весьма полезной для приложений, выполняющих несколько независимых заданий, которые не требуют последовательного исполнения. В качестве примера такого приложения можно привести сервер базы данных, который одновременно принимает и обрабатывает несколько запросов клиентов. Если в пределах одного и того же процесса обрабатываются несколько потоков, то при переключении между различными потоками непроизводительный расход ресурсов процессора меньше, чем при переключении между разными процессами. Кроме того, потоки полезны при описанном в последующих главах структурировании процессов, которые являются частью ядра операционной системы.
До недавнего времени все персональные компьютеры, рассчитанные на одного пользователя, и рабочие станции содержали один виртуальный микропроцессор общего назначения. В результате постоянного повышения требований к производительности и понижения стоимости микропроцессоров производители перешли к выпуску компьютеров с несколькими процессорами.

Для повышения эффективности и надежности используется технология симметричной многопроцессорности (symmetric multiprocessing - SMP).

Этот термин относится к архитектуре аппаратного обеспечения компьютера, а также к образу действий операционной системы, соответствующему этой архитектурной особенности. Симметричную многопроцессорность можно определить как автономную компьютерную систему со следующими характеристиками.

  1. В системе имеется несколько процессоров.
  2. Эти процессоры, соединенные между собой коммуникационной шиной или какой-нибудь другой схемой, совместно используют одну и ту же основную память и одни и те же устройства ввода-вывода.
  3. Все процессоры могут выполнять одни и те же функции (отсюда название симметричная обработка).

Операционная система, работающая в системе с симметричной многопроцессорностью, распределяет процессы или потоки между всеми процессорами. У многопроцессорных систем есть несколько потенциальных преимуществ по сравнению с однопроцессорными, в число которых входят следующие.

Производительность. Если задание, которое должен выполнить компьютер, можно организовать так, что какие-то части этого задания будут выполняться параллельно, это приведет к повышению производительности по сравнению с однопроцессорной системой с процессором того же типа. Сформулированное выше положение проиллюстрировано на рис. 2.12. В многозадачном режиме в один и тот же момент времени может выполняться только один процесс, тогда как остальные процессы вынуждены ожидать своей очереди. В многопроцессорной системе могут выполняться одновременно несколько процессов, причем каждый из них будет работать на отдельном процессоре.

Надежность. При симметричной мультипроцессорной обработке отказ одного из процессоров не приведет к остановке машины, потому что все процессоры могут выполнять одни и те же функции. После такого сбоя система продолжит свою работу, хотя производительность ее несколько снизится.

Наращивание. Добавляя в систему дополнительные процессоры, пользователь может повысить ее производительность.

Масштабируемость. Производители могут предлагать свои продукты в различных, различающихся ценой и производительностью, конфигурациях, предназначенных для работы с разным количеством процессоров.
Важно отметить, что перечисленные выше преимущества являются скорее потенциальными, чем гарантированными. Чтобы надлежащим образом реализовать потенциал, заключенный в многопроцессорных вычислительных системах, операционная система должна предоставлять адекватный набор инструментов и возможностей.

Заблокирован
- Выполняется
Рис. 2.12. Многозадачность и многопроцессорность

Часто можно встретить совместное обсуждение многопоточности и многопроцессорности, однако эти два понятия являются независимыми. Многопоточность - полезная концепция для структурирования процессов приложений и ядра даже на машине с одним процессором. С другой стороны, многопроцессорная система может обладать преимуществами по сравнению с однопроцессорной, даже если процессы не разделены на несколько потоков, потому что в такой системе можно запустить несколько процессов одновременно. Однако обе эти возможности хорошо согласуются между собой, а их совместное использование может дать заметный эффект.

Заманчивой особенностью многопроцессорных систем является то, что наличие нескольких процессоров прозрачно для пользователя - за распределение потоков между процессорами и за синхронизацию разных процессов отвечает операционная система. В этой книге рассматриваются механизмы планирования и синхронизации, которые используются, чтобы все процессы и процессоры были видны пользователю в виде единой системы. Другая задача более высокого уровня - представление в виде единой системы кластера из нескольких отдельных компьютеров. В этом случае мы имеем дело с набором компьютеров, каждый из которых обладает своей собственной основной и вторичной памятью и своими модулями ввода-вывода. Распределенная операционная система создает видимость единого пространства основной и вторичной памяти, а также единой файловой системы. Хотя популярность кластеров неуклонно возрастает и на рынке появляется все больше кластерных продуктов, современные распределенные операционные системы все еще отстают в развитии от одно- и многопроцессорных систем. С подобными системами вы познакомитесь в шестой части книги.

Одним из последних новшеств в устройстве операционных систем стало использование объектно-ориентированных технологий. Объектно-ориентированный дизайн помогает навести порядок в процессе добавления к основному небольшому ядру дополнительных модулей. На уровне операционной системы объектно-ориентированная структура позволяет программистам настраивать операционную систему, не нарушая ее целостности. Кроме того, этот подход облегчает разработку распределенных инструментов и полноценных распределенных операционных систем.

Операционная система представляет собой комплекс программного обеспечения, управляющего ресурсами вычислительной техники и обеспечивающего общее обслуживание программ для ЭВМ. Такая субстанция является жизненно важным компонентом системного программного обеспечения. Любым прикладным программам, как правило, требуется операционная система, так как именно она обеспечивает их функционирование.

Отличия ОС

Виды операционных систем отличаются друг от друга возможностями планировать задачи, а также некоторыми другими факторами. Для таких функций, как распределение памяти, ОС выступает как связующее звено между программами и аппаратными средствами компьютера. Несмотря на то, что код приложения, как правило, выполняется непосредственно на аппаратном обеспечении, он постоянно делает общие вызовы к функциям ОС. Различные виды операционных систем сегодня можно увидеть на любом устройстве, содержащем установленные приложения - от сотовых телефонов и игровых консолей до суперкомпьютеров и веб-серверов. Примерами популярных операционных систем сегодня можно назвать Android, BSD, IOS, GNU / Linux, OS X, Microsoft Windows, Windows Phone и IBM Z / OS. Все вышеперечисленные ОС, за исключением Windows и Z / OS, основаны на UNIX.

Чтот такое UNIX

Unix была первоначально написана на ассемблере. Ранее она базировалась на BCPL, а затем была переписана в C и превратилась в большую и сложную семью взаимосвязанных операционных систем, которые прочно вошли в историю. Такие виды операционных систем, как Unix, имеют несколько крупных подкатегорий и включают в себя System V, BSD и Linux. Все ОС этих подкатегорий работают на самых разнообразных компьютерных архитектурах. Они активно используются для серверов в бизнесе, а также на рабочих станциях в научных и инженерных средах. Бесплатные варианты UNIX - Linux и BSD - популярны сегодня во всех областях. OS X (ранее "Mac OS X") представляет собой открытую, обладающую графическим интерфейсом операционную систему которая была разработана и представлена компанией Apple. Некоторые виды операционных систем указанного типа сегодня загружены по умолчанию на всех выпускаемых компьютерах Macintosh. OS X является преемником оригинального Mac OS, которая была основной ОС Apple с 1984 года.

Что такое Linux

Linux (или GNU / Linux) является Unix-подобной оболочкой, которая была разработана без какого-либо кода Unix, в отличие от BSD и ее вариантов. Она может быть использована на широком спектре устройств - от суперкомпьютеров до наручных часов. Ядро Linux распространяется под открытой лицензией, поэтому каждый может читать и изменять его код. Говоря о том, как удалить операционную систему, эта разновидность выделяется простотой в использовании. Несмотря на то, что современные расчеты показывают, что Linux используется всего на 1,82% всех ПК, она получила большое распространение при использовании во встраиваемых системах (например, мобильные телефоны) и серверах. Linux вытеснила Unix в большинстве сфер и используется на 10 самых мощных суперкомпьютерах в мире.

Немного о Windows

Microsoft Windows является семейством проприетарных операционных систем, разработанных Microsoft Corporation и в первую очередь ориентированных на архитектуру Intel для компьютеров. По оценкам исследователей, ее использование занимает 88,9 процента от общей доли веб-подключенных компьютеров. Многие считают, что это лучшая операционная система в наши дни.