Учебники Онлайн


Семейство операционных систем Microsoft Windows

Семейство операционных систем, поставляемых сегодня фирмой Microsoft на рынок операционных систем, составляют программные продукты:

Windows 95 (с последующими версиями) - операционная система для персональных компьютеров на базе микропроцессоров Intel;

Windows NT Workstation - операционная система для персональных компьютеров на базе микропроцессоров Intel, DEC Alpha и для многопроцессорных компьютеров;

Windows NT Server - сетевая операционная система для специализированных файловых серверов на базе микропроцессоров Intel, DEC Alpha и для многопроцессорных компьютеров;

Windows. СЕ - операционная система для специализированных устройств и компьютеров класса"палмтопы";

Рассмотрим данные операционные системы подробнее и проведем их сравнительный анализ с учетом специфики задач, решаемых с их помощью и специфики требований к аппаратному обеспечению, что предъявят ляються данными системами. Такой анализ необходим в связи с тем, что операционные системы семейства Windows фирмы Microsoft уже давно стали наиболее популярными и распространенными для настольных и мобильных в бчислювальних комплексов и практически любому пользователю персональных компьютеров придется работать с ними.

Операционная система Windows 95

Прямым потомком графического программного среды Windows, которое уже кратко рассматривался выше, можно считать операционную систему Windows 95, первая законченная версия которой вышла в конце 1995 года. Это спра. Авдия была первая законченная версия операционной системы Windows для компьютеров, оснащенных микропроцессорами семейства Intel.

Windows 95 разрабатывалась в тот период, когда на рынке операционных систем уже существовала 32-разрядная операционная система защищенного режима Windows NT. Однако данная операционная система не полностью отвечала вы имогам, которые относились к настольных систем, что было обусловлено неоправданно высокими требованиями к аппаратным средствам Windows 95 изначально разрабатывалась как система, призванная обеспечить соответствие требованиями гам к базовой операционной системы для настольных вычислительных систеем.

Одной из главных внешних отличий новой операционной системы был принципиально новый интерфейс. Кроме чисто внешней новизны, данная система отличается многими новшествами, которые возлагаются ликани обеспечить ей прочные позиции как основной операционной системы для персональных компьютерев.

Основными свойствами операционной системы Windows 95 являются:

• достаточно высокое быстродействие;

вытесняющая многозадачность для приложений, написанных согласно инструкциям Win32, и для MS DOS-программ;

кооперативная многозадачность для приложений, написанных согласно инструкциям WinI6;

наличие встроенной в систему браузера Internet Explorer 30, предоставляет быстрый и простой доступ в глобальную сеть Internet;

наличие электронной почты, совместной с целым рядом стандартов;

совместимость со многими (но не со всеми) приложениями, которые работают напрямую с аппаратными средствами или используют недокументированные возможности MS DOS и Windows;

возможность работы системы на большинстве существующих моделей персональных компьютеров, в том числе и на устаревших моделях;

поддержания списка конфигураций оборудования для различных применений компьютера;

наличие возможности самонастройки операционной системы на использование различных дополнительных устройств (plug-and-play);

наличие в системе программного управления электропитанием компьютера (Advanced Power Management)

Требования, которые выдвигает Windows 95 к оборудованию:

микропроцессор не ниже Intel 80386DX (рекомендуется Pentium);

4. Мбайт оперативной памяти (рекомендуется не менее 16);

не менее 40. Мбайт свободного пространства на жестком магнитном диске для установки и нормального функционирования операционной системы

Что же представляет собой Windows 95 в реальности, и каковы перспективы ее дальнейшего развития и совершенствования?

Утверждение, что Windows 95 во многом значительно превосходит своих предшественников - Windows 31 и Windows 311 настолько тривиальное, что не может отражать реальных изменений на рынке операционных систем для наст ильних вычислительных комплексов. Эти различия имеют всеобъемлющий и кардинальный характер. В этом случае следует говорить о появлении принципиально новой операционной системы, вобравшей в себя все лучшие каче те существовавших на тот момент 32-разрядных операционных систем подобного класса и сохранила, кроме этого, достаточно невысокие требования к аппаратному обеспечениюення.

Совершенствуясь от версии к версии, Windows постепенно приобрела всех основных черт, присущих полноценной операционной системе. Рассмотрим архитектуру данной операционной системы

Системная виртуальная машина (Системная. ВМ) - это операционная среда, входящий в состав Windows 95, которое поддерживает работу всех Windows-приложений и подсистем Windows

32-разрядными приложениями Windows называются"новые"приложения Windows, которые реализуют 32-разрядную модель памяти процессоров от Intel 80386 до Pentium-процессоров и подмножество разработанного Microsoft о ограмного интерфейса прикладного программирования Win32. Данный программный интерфейс - это набор программных функций и процедур, что позволяет стандартизировать и упростить создание приложений для Wind ows 95 и Windows NT. В Windows 95 каждое из приложений, написанное согласно инструкциям Win32, имеет свое собственное адресное пространство, который недоступен другим приложенияам.

Оболочка - это 32-разрядное приложение Windows, который отвечает за взаимодействие пользователя с системой

16-разрядными приложениями Windows называются"старые"приложения Windows, которые были написаны для использования под управлением программной оболочки Windows 31. Эти приложения используют модель сегментной адрес индексации памяти, присущей микропроцессоры типа Intel 80286. Данные приложения не могут руководствоваться согласно принципам вытесняющей многозадачности. Это так называемые приложения Winlinl6.

Уровень интерфейса прикладного программирования обеспечивает полную совместимость и возможность работы под управлением Windows 95 как приложений Win32, так и приложений Winl6

Модуль Windows Kernel поддерживает необходимые для работы операционной системы низкоуровневые функции, такие, как динамическое размещение памяти и тд. На уровне Windows Kernel обеспечивается соответствующий сервис как для Winl6, так и для Win332.

Модуль Windows GDI обеспечивает графические возможности Windows и поддерживает работу с цветом, шрифтами, масштабируемых и основными графическими примитивами

Модуль User - это диспетчер оконного интерфейса. Данный модуль занимается созданием и управлением основных элементов интерфейса операционной системы - окнами, диалоговыми окнами, кнопками и другими электронной крикии.

Виртуальные машины MS DOS обеспечивают работу приложений, разработанных для операционной системы MS DOS, что позволяет сохранить в большинстве случаев совместимость Windows 95 с данными программными вложения ткам.

Основным элементом операционной системы Windows 95 является так называемая"базовая система"В ее состав входят модули, реализующие некоторые фундаментальные функции системы. К таким модулей относятся:

• подсистема управления файлами - позволяет реализовать совместное использование различных файловых систем локальных дисков, компакт-дисков и различных сетевых файловых систем;

сетевая подсистема - осуществляет доступ к файлам, находящимся на удаленных рабочих станциях локальной вычислительной сети и специализированных файловых серверах, поддерживая при этом совместную работу с несколькими типами локальных вычислительных сетей

сервис операционной системы - содержит подсистему конфигурирования аппаратных средств Plug and Play и обширный набор разнообразных полезных функций;

диспетчер виртуальной машины - основной модуль всей операционной системы Windows 95, который реализует все действия базовой системы по управлению приложениями, управления памятью, запуск и завершение нием программ и организации их информационного взаимодействия

драйверы устройств - это широкий спектр специализированных системных программных модулей, обеспечивающих совместную работу внешних устройств, работающих под управлением Windows 95

Одним из наиболее сложных задач для любой современной операционной системы является организация реальной многозадачности. Одновременное предоставление микропроцессора для использования различными приложениями ным. МАГАТЭ от разработчика операционной системы решения многих нетривиальных вопросов организации программно-аппаратной взаимодействия. Операционная система Windows 95 позволяет одновременно запускать несколько программ, что становится возможным благодаря наличию способа разделения микропроцессора между этими программамми.

Термин"многозадачность"означает способность операционной системы обеспечивать совместную работу с микропроцессором сразу нескольких приложений. Программы, запущенные под управлением какой-либо бага атозадачнои операционной системы, принято называть процессами.

В Windows 95 обеспечением многозадачности занимается специальная программа - планировщик. В ходе обеспечения многозадачности каждому из работающих процессов Windows 95 выделяется некоторое квант времени, как кий определяет, как долго данный процесс может использовать микропроцессор. После окончания кванта времени данного процесса планировщик самостоятельно определяет, нужно передать микропроцессор в распоряжение другого процесса. Решения, которые принимает планировщик, определяются перечнем событий, на которые он обязан реагировать. Так, например, нажатие клавиши манипулятора"мышь"является событием, которое может привести к передачи микропроцессора в распоряжение процесса, связанного с окном, в котором находился в данный момент указатель"мыши"Но в некоторых случаях передача управления такому процессу может быть отложена в связи с необходимостью выполнить какой-либо другой процесс, имеющий для планировщика более высокий приоритет (дисковые операции, работа с локальной вычислительной сетью и тин т.ін.).

В общем случае различают два основных вида реализации многозадачности в современных операционных системах. Существуют системы с общей (кооперативной) многозадачностью и системы с вытесняющей бага атозадачнистю. Эти виды организации многозадачности определяют конкретные методики диспетчеризации процессов, которые нашли свое воплощение на разных этапах развития Windowws.

При вытесняющей планировании разделения микропроцессора только сама операционная система может решать, каким образом и в каком порядке будет предоставляться микропроцессор в распоряжение того или иного процесса. Планировщик может в любой момент предоставлять процессор любом из процессов, выполняемых. Обычно это происходит в результате реакции на определенное событие. Планировщик присваивает каждому из работающих процесс ей свой приоритет, причем приоритеты постоянно пересматриваются для более равномерного распределения нагрузки на микропроцессор и обеспечения его распределения между всеми без исключения работающими процессами. Пр и этом планировщик, независимо от приоритетов выполняемых процессов, периодически с частотой примерно 50. Гц получает микропроцессор в свое распоряжение, для того чтобы самостоятельно передать микропроцессор в распоряжение другого процессцесу.

Совместная или кооперативная многозадачность построена на принципиально иных принципах распределения микропроцессора. При реализации данных принципов планировщик может переключать процессы только после того, как по окруженный процесс освободит занимаемый микропроцессор. При этом планировщик не может самостоятельно прервать ход выполнения какого-либо процесса. Поэтому передача управления планировщику система должна осуществлять ися только самим процессом, выполняетсяься.

Обе модели реализации многозадачности имеют как положительные, так и отрицательные стороны. Но именно вытесняющая многозадачность большей степени соответствует требованиям, предъявляемым к подобным операционных сист тем, обеспечивает более равномерную и корректное загрузки микропроцессора и более слаженную работу всех выполняемых одновременно процессов. Совместная многозадачность была реализована в первичных версиях прог рамной оболочки Windows. Операционная система Windows 95 основана на вытесняющей многозадачности, что делает ее более устойчивой и защищеноною.

касается Windows 95 процессы бывают двух видов:

виртуальная машина MS DOS - независимо от того, что происходит внутри этой виртуальной машины;

программный Windows-приложение

В Windows 95, помимо прочего, существует еще один принципиально важный программный объект - поток действительности системный планировщик управляет именно потоками, а не процессами

Поток представляет собой некоторую последовательность команд внутри процесса. Любой процесс может в ходе своего выполнения стимулировать возникновение множества потоков, каждому из которых будет доступна выделенная для выполнения процесса память. Использование потоков позволяет организовать для приложений более удобное управление их собственными фоновыми действиями и дает возможность построить эффективные и удобные в использовании программные добавляют ткки.

С момента своего официального появления Windows 95 неоднократно претерпевала изменения и дополнений с учетом ситуации на рынке программных и аппаратных средств для персональных компьютеров. На сегодняшний день эта в операционная система существует в нескольких модификациях. Самые свежие из них, вышедшие уже в 1998 и 2000 годах, - Windows 98 и Windows 2000. Главные их отличия от Windows 95 заключаются в следующемму:

новый программный интерфейс;

настройки аппаратуры стало еще проще благодаря встроенной поддержке шины USB и интерфейса ASPI (Advanced Configuration and Power

Interface), а поддержка нескольких мониторов позволит пользователю этой системы значительно расширить также объем информации, которая воспринимается и отражается;

архитектура новой операционной системы во многом базируется на архитектуре Windows 95, при разработке новой системы не испытывала существенной переработки. Благодаря значительному опыту эксплуатации Windows 95 5, накопленному во всем мире, разработчики новой операционной системы смогли учесть множество пожеланий пользователей, исправить ошибки и недостатки и таким образом значительно повысить устойчивость системы;

Windows 98 и Windows 2000 работают быстрее своей предшественницы. Новая программа дефрагментации размещенной на диске информации располагает блоки исполняемых файлов на диске таким образом, что они завантажуют ться быстрее, а новая технология OnNow позволяет запускать операционную систему практически мгновенно;

в состав новых операционных систем входит полный комплект средств Internet Explorer 4Х, который содержит в себе все необходимое для подключения и работы с глобальной сетью Internet;

Windows 98 и Windows 2000 поддерживают новейшие стандарты и средства мультимедиа - DVD, управления видеомагнитофоном и видеокамер, DirectX, Enhanced Television и тд;

новые операционные системы проще администрировать, в целом управления системой стало более понятным и доступным

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что основной массе пользователей операционная система Windows 95, а в ближайшее время и Windows 98 и Windows 2000 предоставляют все необходимое для удобной работы, а абсолютного большинства приложений, являясь своего рода стандартом для операционных систем подобного уровня.

Для бизнес-пользователей, которые требуют от вычислительных систем максимальной производительности, надежности и защищенности операционного окружения, наиболее приемлемой является другая операционная система фирмы Micros soft-Windows NT Workstation 40.