Контрольная работа по "Информатике"

           Вкратце опишем её достоинства. Одним из распространенных заблуждений является то, что файл занимает на диске столько места, каков его размер (к примеру, текст из 2 х знаков занимает 2б). Это отнюдь не так. Настоящий размер занятого дискового пространства занятого файлом определяется по следующей формуле space = ((size div clsize) + 1)*clsize. Сделаем пояснения: Space – разыскиваемая величина, size – размер файла, clsize – размер кластера диска, div – операция целочисленного деления. Из формулы ясно, что как бы ни был мал файл, во-первых, он не может занимать место меньше размера кластера, во- вторых, размер занимаемый на диске, кратен размеру кластера. Совсем понятно, что чем меньше размер кластера, тем больше место, занимаемое файлами, «соответствует действительности». Работа с дисками построена так, что статус каждого кластера обязан быть описан (причем далеко не одним б). Вполне ясно, что если размер кластера сравняется с длиной его описания, то FAT (как раз в ней хранятся описания всех кластеров) будет занимать половину дискового пространства. Понятно, что это недопустимо, и что приходится идти на компромисс, получая фаворитные соотношения меж размером FAT и экономией дискового пространства. Нужно отметить, что большая часть файловых систем (за исключением NTFS) требуют фиксированного количества кластеров, и соответственно, чем больше диск, тем больше кластер, и тем меньше экономия его [диска] емкости. Воспользуясь тем, что на огромных дисках, использовавших FAT 16 размер кластера был 64 Кбайт проведем маленький расчет. Допустим, на таком диске находится 100000 файлов по 100 б каждый. Выходит, что их настоящий размер около 10 Мбайт, а занимают они 6.4 Гбайт !!! Пример совсем наглядно указывает всю серьезность трудности. Нужно отметить, что в 1996 году выпускались диски объемом 9 Гбайт (стоимостью не менее 3000 $), следовательно, размер кластера мог достигнуть 512 Кбайт. Практически, такие диски давали достоинства лишь при хранении огромных файлов (к примеру, видеоклипов). нужно было срочное решение трудности. И оно было найдено. Все диски объемом 2 Гбайт и более рекомендовалось отформатировать под файловую систему FAT 32. Увеличив разрядность FAT, увеличили число кластеров так, что для диска объемом 12.1 Гбайт размер кластера составлял всего 8 Кбайт. Настоящий выигрыш, к примеру, для диска офисного компьютера объемом 1 Гбайт составлял 200 Мбайт! Конкретно благодаря этому обстоятельству совсем частенько производился переход с Windows 95 на OSR 2 лишь ради FAT 32. Пора подводить итоги. Естественно, внедрение FAT 32 было огромным прогрессом, драйвера тоже были отнюдь не лишними. Но с исправлением ошибок вышло согласно популярной компьютерной поговорке «В новой версии исправлены старые ошибки и добавлены новые». Естественно, шутки шутками, но реально надежность ОС фактически не возросла. Заядлые игроки, естественно, могли и потерпеть, а вот тем юзерам, кому надежность работы компьютера была принципиальна, приходилось переходить на сложную Windows NT.

         Windows 98. Время шло. Компьютерная промышленность не стояла на месте. Летом 1997 года Intel выпустила процессоры Pentium II (архитектурный аналог Pentium Pro, также содержащий аннотации MMX), с осени того же года в материнских платах с чипсетом Intel i440LX (предназначен для процессоров Pentium II 233-333 Мгц) возник новый разъем AGP (Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт), предназначенный для использования новейших видеокарт с сверхвысокой (по тем временам) полосой пропускания памяти (до 528 Мбайт/с). Но, для полноценного использования видеокарт в таком разъеме была нужна поддержка AGP со стороны ОС. Это вызвало необходимость появления, как минимум, дополнения для имеющихся ОС, и такое дополнение возникло. Оно доводило Windows 95 OSR 2 до OSR 2.1 , внося как поддержку AGP, так и USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) позволяющую создавать узкую программную настройку таковых устройств, как мониторы и акустические системы, а также проводить обмен с цифровыми фото- и видеокамерами. Так же возникли новейшие оптические накопители, такие как DVD-ROM (а позже и DVD-RAM). Благодаря аббревиатуре DVD (Digital Video Disk – цифровой видеодиск), многие считают, что на DVD не считая видео записать ничего нельзя. На самом деле это один из передовых мобильных хранителей информации, способный хранить до 17 Гбайт всех данных (на одном диске). Новый вид накопителей также требовал поддержки ОС (поддержка новой файловой системы, нового кода коррекции ошибок и др.). Также наблюдался серьезный рост количества юзеров сети Internet, и назревала необходимость учитывать эту тенденцию в ходе разработок новейших ОС, в частности интегрировать 
ОС и Web. К тому же не был решен вопрос о повышении стабильности пользовательских Windows. В итоге, в марте 1998 года возникла Windows 98… Системные требования выросли – для работы в данной ОС лучше иметь процессор Pentium 150 Мгц и 32 Мбайт памяти.

          Сейчас, что касается новшеств.возникла полноценная поддержка AGP, USB, DVD-ROM и множества остальных устройств. ОС была интегрирована с Internet: отныне работать с глобальной сетью можно было в «проводнике» и в остальных программах, для этого в программах возник таковой элемент, как адресная строчка, интерфейс стал схож с Internet Explorer (кстати сказать, ОС комплектовалась версией 4.0 этого браузера). Была проведена тщательная работа по увеличению стабильности работы ОС. Отчасти это удалось. К тому же, ОС комплектовалась программой Windows Update, которая, при наличии подключения к Internet, могла определять составляющие ОС, которые можно обновить, и устанавливала соответствующие обновления. А под толстым слоем «косметики» кроются конфигурации в ядре ОС, в частности был частично переписан механизм управления ОЗУ (многое было взято из Windows NT). Какая же судьба ждала новенькую ОС? В первую очередь, её устанавливали те юзеры, которые имели указанное выше новейшее оборудование, а таковых со временем становилось все больше. Сейчас, покупая новый домашний компьютер, вы в 99% случаев обнаружите, что на нем уже установлена или Windows 98, или Windows 98 SE (разговор о ней в следующем пункте). но, популярность новой ОС была существенно ниже. Во-первых, не было таковых приложений, которые работали бы под Windows 98 и не работали бы под Windows 95 (и напротив). Во-вторых, во многих офисных либо школьных компьютерах размер ОЗУ не превосходил 16 Мбайт, что, все-таки, недостаточно для обычной работы под Windows 98 (я не говорю о удобной работе – для нее необходимо не менее 64 Мбайт). В-третьих, были просто «консервативные» юзеры, которые не желали расставаться со старой ОС, не получая очевидных преимуществ. Но ОС заняла определенную нишу на рынке, и удерживала её до появления Windows 98 SE.

           Windows 98 SE. Прошел 1998 год, наступил 1999-й. В феврале 1999 года Intel выпустила процессор Pentium III (архитектурный аналог Pentium II, добавлен набор инструкций SSE), ранее был выпущен чипсет Intel i440BX (предназначен для процессоров Pentium II 350-450 Мгц и Pentium III 450-600 Мгц, время от времени употребляется для построения систем на базе Celeron и Pentium III до 1000Мгц) и i440GX (предназначен для процессоров Pentium II Xeon и Pentium III Xeon). Эти два чипсета в том числе расширили способности AGP, представив интерфейс AGP 2.0. Вполне понятно, что для этих новшеств нужна была программная поддержка, в частности, на уровне ОС. Стабильность же работы Windows 98 оставляла желать лучшего. Все эти происшествия привели к выпуску в июне 1999 года Windows 98 SE (Second Edition – второе издание). Ядро ОС фактически не поменялось. Для поддержки новейших режимов AGP были написаны новейшие VGARTD драйвера. В поставку ОС был включен новый браузер Internet Explorer 5.0, умевший сохранять web-странички со всей графической внутренностью, а также поддерживавший аннотации SSE (данные аннотации находят свое применение, в основном, в двух областях: в Internet для воспроизведения сложных больших объектов, и в 3-х мерной графике, повышая до 50% эффективность работы процессора при расчете геометрии). В еще один раз была проделана работа по увеличению стабильности работы системы, но радикальных конфигураций не вышло. Внешний вид ОС совсем не поменялся. 
           Подводя результат, можно сказать, что Windows 98 SE заняла место уникальной 
Windows 98, т.к. системные требования не были повышены, а сама ОС не была ничем не ужаснее оригинала.

            Windows ME. Начиная с осени 1999 года действия в компьютерной промышленности развивались стремительно. В октябре Intel перевела процессоры Pentium III на 0.18 микрон технологический процесс. Это позволило не лишь сильно поднять тактовую частоту (в феврале 2000 года уже существовали 1000 Мгц процессоры), но и радикально изменить архитектуру кэш-памяти 2-го уровня (что положительно сказалось на быстродействии). Для этих новейших процессоров был разработан новый чипсет Intel i820 (предназначен для 0.18 микрон процессоров Pentium III 500-1000 Мгц), использовавший радикально новый вид ОЗУ - RDRAM. Укажу только главные особенности: за счет высочайшей результирующей тактовой частоты (800 Мгц) пропускная способность может вырасти до 1.6-3.2 Гбайт/с (для PC-100 SDRAM модулей этот показатель не превосходит 800 Мбайт/с), но было два сдерживавших фактора, во-первых, из-за технологических особенностей модули RIMM (RDRAM), имели в 2 раза большее время доступа, что отрицательно сказывалось на быстродействии, ну и самый основной минус – стоимость(64 Мбайт RIMM модуль на момент появления стоил 350-400 $, DIMM – 65-70$). Но, данная разработка, несмотря на недочеты, оказалась очень перспективной. Довольно сказать, что новые процессоры Pentium 4 работают лишь с данной памятью (по крайней мере на данный момент). Понятно, что для эффективной работы с данной памятью придется изменить механизм управления ОЗУ. Вот и первая предпосылка для появления новой ОС. Во-вторых, в октябре 1999 года AMD представила процессоры Athlon. В первый раз Intel растеряла майку фаворита (1333 Мгц процессор Athlon с слегка модифицированным ядром Thunderbird уверенно опережает 1500 Мгц Pentium 4 фактически во всех приложениях) – применение более совершенных процессоров как для целочисленных операций, так и для операций с плавающей запятой (бывшая обычная ахиллесова пята процессоров AMD), внедрение системной шины 
EV-6, унаследованной от процессоров Alpha, а также модифицированный набор инструкций 3Dnow! (Функциональные аналоги SSE) обеспечили процессору Athlon однозначное лидерство над Pentium III. Агрессивная ценовая политика (1000 
Мгц Athlon стоит на 35% дешевле 1000 Мгц Pentium III) и постоянные материнские платы обеспечили процессорам Athlon и Duron (“бюджетный» вариант Athlon) лидерство по продажам уже в 2000 году. В таковой ситуации Microsoft уже не могла проводить политику «дискриминации» не-Intel процессоров. К стабильности работы Windows 98 SE по-прежнему предъявлялись серьезные претензии (некие юзеры даже переходили на альтернативные ОС, такие как Linux, UNIX, BeOs и остальные). Все это было, что именуется, управлением к действию…В конце 2000 года вышла последняя на сегодняшний день ОС от Microsoft –Windows ME (Millenium Edition – в вольном переводе «ОС нового тысячелетия»). Многие считают её продуктом из линейки Windows 9x, впрочем, имея на то все основания. За счет переработанного механизма работы с ОЗУ, требования новой ОС стали незначительно «скромнее». ОС содержала множество инструментов для повышения стабильности и отказоустойчивости. В частности, каждые день либо через 10 часов непрерывной работы автоматом делалась резервная копия реестра, с возможностью последующего восстановления (впрочем, это можно сделать в хоть какой момент, к примеру, перед установкой потенциально «опасной» программы). Так же в ОС предусмотрена автоматическая защита от удаления 80 более принципиальных системных файлов. «Подвесить» ОС стало намного труднее, хотя ошибок ОС стало не намного меньше. В данной ОС в первый раз полностью отказались от эмуляции S-DOS, то есть запустить DOS приложение фактически нереально. Microsoft мотивирует данное решение двумя обстоятельствами. Во-первых, DOS приложения с 1996 года фактически не разрабатываются. Во-вторых, отказ от настоящего режима (основного режима в DOS) положительно сказалось как на быстродействии, так и на надежности системы. По отзывам юзеров (я не видел систему с работающей Windows 
ME лично), интерфейс стал еще лучше (некие юзеры молвят, что даже лучше, чем на компьютерах Macintosh). ОС комплектуется большущим количеством ПО: 
Internet Explorer 5.5 – последняя, на данный момент, версия популярного браузера. За счет модификации ядра увеличена скорость работы, расширились и без того богатейшие способности. Встроена защита от «троянских коней». Media Player 7 – последняя, на данный момент, версия популярного универсального проигрывателя, позволяющего воспроизводить звуки, музыку, видео, анимацию, панорамы и многое другое. Windows Movie Maker – программа для оцифровывания видео и любительского видео монтажа. AutoUpdate – модифицированная версия Windows Update.А также многое другое… 
В новой ОС полностью сохранена сопоставимость с предыдущими версиями Windows 
– хоть какое Windows 3x, Windows 95/98 приложение будет работать под Windows ME.

Также осуществлена поддержка таковых  новейших технологий как: Internet Plug and Play, WIA (Windows Image Acquisition), улучшена поддержка USB.

3. Windows для серверов и профессиональных рабочих станций

      Windows 3.11 for Workgroups. К 1993 году надежность компьютеров серьезно возросло, а цены даже на более массивные модели сильно упали, что позволило более обширно использовать их в сфере бизнеса. Получили развитие разные сетевые технологии, что дозволяло объединить вычислительные мощности и ресурсы нескольких компьютеров для выполнения поставленных задач. Требовалось ужесточить уровень сохранности ПК (защита от сбоев, несанкционированного доступа, попыток «взлома» и удаления либо копирования данных). Все это приводило к разработке нового типа ОС. Строго говоря, разработка радикально новой ОС, которая в свое время получит имя NT, началась в Microsoft с 1989 года. Но версия 3.11 не имела никакого дела к линейке NT, относясь быстрее к линейке 3.x.

         В начале 1993 года Microsoft выпускает Windows 3.11 for Workgroups ( версию 3.1 for Workgroups мы разглядывать не будем). Эта система была вначале нацелена на сетевое применение, благодаря интегрированным сетевым средствам и введение таковых понятий как сервер (в данном контексте имеется в виду отдельный “физический” компьютер), сетевые ресурсы и вообще много таковых, что сейчас ассоциируется с “классической” сетью. Была проделана крупная работа по увеличению производительности благодаря 32 битному доступу к файлам (прирост производительности 30-100 %), драйвера новейших виртуальных устройств (файловый кэш и др.). Чисто снаружи новая система смотрелась также как и 3.1, могла работать со всеми приложениями под нее написанными (до установки Windows 95 я употреблял эту систему). необходимо отметить, что система не могла работать с 286 процессором. Подводя результат, можно сказать, что это была первая «серъезная» система Microsoft. Она не получила совсем широкого распространения, так как все уже были, что именуется, наслышаны, про скорый выход NT, и многие юзеры ждали конкретно её.

           Windows NT 3.1. Как уже упоминалось, разработка данной ОС началась в 1989 году, причем на разработке был занят солидный коллектив, а первая версия NT увидела свет лишь в 1993 году. Предпосылки столь долгого времени, отведенного на разработку ОС заключаются в том, что, по сути дела, она радикально различается как от версий 1.0-3.11, так и от всей линейки 9x. Столь серьезные отличия были обоснованы целым рядом обстоятельств, предъявленных к новойОС:

- Высокая производительность.

- Высокий уровень надежности и отказоустойчивости.

- Сопоставимость как с предыдущими версиями Windows, так и с другими ОС, таковыми как UNIX, POSIX, OS/2 и др.

         Рассмотрим, вкратце, эти требования и пути их воплощения. 
1. Компьютеры используемые при обработке баз данных и иных задач обязаны обладать подабающей производительностью, то есть ОС не обязана стать, что именуется, «узким горлом» в системе, более того, дожна уметь раскрывать весь потенциал заложенный в массивных аппаратных средствах. Для выполнения этого требования было написано совсем эффективное ядро использовавшее архитектуру клиент-сервер (в данном случае имеется в виду не лишь физические ресурсы но и приложения), поддерживавшее SMP (Simmetryc MultiProcessing – симметричная мультипроцессорная обработка) использовавшее файловую систему NTFS и остальные технологии. На SMP остановимся подробнее. 
Я не буду объяснять слово симметричная в данном контексте (бывает и асиметричная), а попробую поведать о мультипроцессорности. Вообще, до появления NT, мультипроцессорность была “чуждым” явлением для IBM PC совместимых компьютеров (впрочем, на «суперкомпьютерах» она активно использовалась). Дело в том, что для выполнении задачки на нескольких процессорах её нужно разложить на несколько составляющих (потоков). Лишь несколько задач, либо одну задачку, состоящую из нескольких потоков можно делать на 2-х процессорах и более (современные серверы могут содержать до 32-х процессоров). К тому же, нужна поддержка со стороны 
ОС (MS-DOS никогда не поддерживал мультипроцессорные конфигурации). 
но на практике производительность частенько приносилась в жертву надежности. 
2. Компьютеры «серьезных» учреждений (банки, крупные компании), частенько содержат совсем ценные данные, значимость которых описывается в двух словах – утрата недопустима. К потере данных могут привести как «железные» причины: отключение питания, отказ винчестеров, процессоров, блоков питания. Как правило, эти трудности решаются дублированием данных компонентов – резервные блоки питания и твердые диски, меняющиеся, в случае отказа, в режиме «горячей замены». Но, как правило, наибольшую возможность представляет опасность человеческого «вмешательства»: удаление данных по ошибке, в итоге несанкционированного доступа, взлома взломщиком и прочее. Для предотвращения схожих случаев ОС должна отвечать твердым требованиям по сохранности. Вначале, NT разрабатывалась в согласовании с уровнем защиты C2 установленным министерством обороны США (наименее серьезный уровень защиты D4, более серьезный – A1). Для этого была введена авторизация юзера – введение пароля для доступа к системе и сопоставление каждого юзера с уровнем его «полномочий», как на внедрение тех либо других ресурсов (сетевые принтеры, диски, файлы и папки на них) и приложений. Во-вторых, было нужно обезопасить систему от приложений. 
         Для этого приложениям выдавались определенные квоты (размеры ограничений) на ресурсы, использовались кольца защиты процессоров, что дозволяло ОС предотвратить низкоуровневый доступ приложений к аппаратуре, использовалась вытесняющая многозадачность (в различие от кооперативной), что дозволяло не допустить полного захвата приложением всего процессорного времени. Все эти меры дозволили ОС держать приложения, что именуется, на маленьком поводке, не позволяя им «повесить» систему либо захватить очень много ресурсов. Не считая этого, ОС содержала средства, повышающие отказоустойчивость системы (достаточно много схожих средств пришлось на файловую систему NTFS).