Понятия и основные виды операционных систем

Window МЕ

В 2000 году корпорация Microsoft  выпустила слегка измененную версию системы Window 98, названную Window Ме (Window Millennium Edition – Window, выпуск тысячелетия ). Хотя в данной версии были исправлены некоторые ошибки, а также добавлены новые функции, под внешней оболочкой скрывалась все та же Window 98. Новые функции включили в себя улучшенные возможности организации и совместного использования изображений, музыки и фильмов, серьезнее поддерживали роботу с сетью на дому и многопользовательские игры, а также содержали больше функций, относящихся к Интернету, таких как поддержка мгновенных сообщений и широкополосных соединений ( кабельных модемов и ADSL). Одна интересная новая функция состояла в возможности восстановить прежние настройки компьютера после неверной установки каких-либо параметров. Если пользователь перенастроил систему (например, изменил разрешение экрана с 640x480 на 1024x768), и после этого система перестала работать, теперь он мог вернуться к последней работающий конфигурации. 

Операционные системы семейства Windows NT, 2000, XP

Windows NT

Windows NT по существу представляет  собой операционную систему сервера,  приспособленную для использования  на рабочей станции. Этим обусловлена  архитектура, в которой абсолютная защита прикладных программ и данных берет верх над соображениями скорости и совместимости. Чрезвычайная надежность Windows NT обеспечивается ценой высоких системных затрат, поэтому для получения приемлемой производительности необходимы быстродействующий процессор и по меньшей мере 16 Mb ОЗУ. Как и в OS/2 Warp, в системе Windows NT безопасность нижней памяти достигается за счет отказа от совместимости с драйверами устройств реального режима. В среде Windows NT работают собственные 32-разрядные NT-прикладные программы, а также большинство прикладных программ Windows 95. Так же, как OS/2 Warp и Windows 95, система Windows NT позволяет выполнять в своей среде 16-разрядные Windows- и DOS-программы.  
 
Схема распределения памяти Windows NT разительно отличается от распределения памяти систем Windows 95 и OS/2 Warp. Собственные прикладным программам выделяется 2 Gb особого адресного пространства, от границы 64 К до 2 Gb (первые 64 К полностью недоступны). Прикладные программы изолированы друг от друга, хотя могут общаться через буфер обмена Clipboard, механизмы DDE и OLE.  
 
В верхней части каждого 2 Gb блока прикладной программы размещен код, воспринимаемый прикладной программой как системные библиотеки DLL кольца 3. На самом деле это просто заглушки, выполняющие перенаправление вызовов, называемые DLL клиентской стороны (client-side DLLs). При вызове большинства функций API из прикладной программы библиотеки DLL клиентской стороны обращаются к локальным процедурам (Local Process Communication - LPC), которые передают вызов и связанные с ним параметры в совершенно изолированное адресное пространство, где содержитс собственно системный код. Этот сервер-процесс (server process) проверяет значения параметров, исполняет запрошенную функцию и пересылает результаты назад в адресное пространство прикладной программы. Хотя сервер-процесс сам по себе остается процессом прикладного уровня, он полностью защищен от вызывающей его прикладной программы и изолирован от нее.  
Между отметками 2 и 4 Gb расположены низкоуровневые системные компоненты Windows NT кольца 0, в том числе ядро, планировщик потоков и диспетчер виртуальной памяти. Системные страницы в этой области наделены привилегиями супервизора, которые задаются физическими схемами кольцевой защиты процессора. Это делает низкоуровневый системный код невидимым и недоступным по записи для программ прикладного уровня но приводит к падению производительности во врем переходов между кольцами.  
 
Для 16-разрядных прикладных Windows-программ Windows NT реализует сеансы Windows on Windows (WOW). Как и OS/2 Warp, Windows NT дает возможность выполнять 16-разрядные программы Windows индивидуально в собственных пространствах памяти или совместно в разделяемом адресном пространстве. Почти во всех случаях 16- и 32-разрядные прикладные программы Windows могут свободно взаимодействовать, используя OLE (при необходимости через особые процедуры thunk) независимо от того, выполняются они в отдельной или общей памяти. Собственные прикладные программы и сеансы WOW выполняются в режиме вытесняющей многозадачности, основанной на управлении отдельными потоками. Множественные 16-разрядные прикладные программы Windows в одном сеансе WOW выполняются в соответствии с кооперативной моделью многозадачности. Windows NT может также выполнять в многозадачном режиме несколько сеансов DOS. Поскольку Windows NT имеет полностью 32-разрядную архитектуру, не существует теоретических ограничений на ресурсы GDI и USER.

 Windows 2000

Следом за NT 4.0 предполагалось выпустить NT 5.0. однако в 1999 году корпорация Microsoft изменила ее название на Windows 2000, в основном из-за попыток найти нейтральное имя, выглядящее логическим продолжением как для пользователей Windows 98, так и для пользователей NT. Таким образом, корпорация Microsoft рассчитывала иметь единую операционную систему, построенную на основе надежной 32-разрядной технологии, но использующую популярной интерфейс пользователя системы Windows 98.

Поскольку в действительности операционная система Windows 2000 представляет собой NT 5.0, она унаследовала множество свойств системы NT 4.0. она является полностью 32-разрядной ( планируется переход на 64-разрядную) многозадачной системой с индивидуально защищенными процессами. У каждого процесса есть собственное 32-разрядное (будет 64-разрядное) виртуальное адресное пространство. Операционная система работает в пользовательском режиме, что обеспечивает полноценную защиту ( в отличие от Windows 98). У процессов может быть один или несколько потоков, видимых для операционной системы и управляемых ею. Она удовлетворяет требованиям безопасности уровня С2 Министерства обороны США для всех файлов, каталогов и процессов, а также других объектов, которые могут использоваться совместно (по крайней мере, если гибкий диск вынут, а сеть отключена). Наконец, она обладает полной поддержкой симметричных многопроцессорных систем с числом процессоров от 2 до 32.

Операционная система  Windows 2000- это не просто улучшенная версия NT 4.0 с интерфейсом Windows 98. Начнем с того, что она содержит множество других функций, которые ранее были только Windows 98. К ним относится полная поддержка устройств plug-and-play, шины USB, стандарта IEEE 1394 ( FireWire), IrDA ( Infrared Data Association)- стандарт на инфракрасную передачу данных и вывод на печать, разработанный ассоциацией IrDA,а также, среди прочего, управления питанием. Кроме того, были добавлены несколько новых функций, не присутствовавших ранее в других операционных системах корпорации  Microsoft, включая каталоговую службу Active Directory, систему безопасности Kerberos, поддержку смарт-карт, инструменты мониторинга системы, лучшею интеграцию лэптопов и настольных компьютеров, инфраструктуру системного администрирования и рабочие объекты. Другая новая особенность файловой системы NTFS состоит в разновидности связи с копированием при записи, при использовании которого два пользователя могут совместно использовать один связанный файл. Как только один из пользователей начинает запись в этот файл, автоматически создается копия файла.

Еще одно значительное усовершенствование заключается в интернационализации. Операционная система NT 4.0 поставлялась в виде отдельных версий для различных языков, так как текстовые строки были внедрены в программный код. При установке английского программного пакета на голландский компьютер часто части операционной системы переставали использовать голландский язык и переходили на английский, поскольку определенные файлы, содержащие программные и текстовые строки, были перезаписаны. Эта проблема была устранена. Операционная система Windows 2000 состоит из единого двоичного кода, работающего во всех странах мира. Для каждой установки системы и даже для каждого пользователя можно выбрать язык, который будет использоваться во время работы системы. Это возможно потому, что все пункты меню, строки диалоговых окон, сообщения об ошибках и другие текстовые строки были удалены из операционной системы и помещены в специальные каталоги, по одному для каждого языка. Как и предыдущие версии операционной системы NT, Windows 2000 использует кодировку Unicode для поддержки языков, не использующих латинский алфавит, например русского, греческого, иврита и японского.

Единственная вещь, которой  нет в Windows 2000- это MS DOS. Ее просто нет здесь ни в каком виде ( как не было в NT). Есть интерфейс командной строки, но это новая 32-разрядная программа, включающая функциональность старой системы   MS DOS, а также некоторые новые функции.

Несмотря на многочисленные свойства, способствующие переносимости  системы с точки зрения программ, аппаратуры, языков и т.д., в одном  отношении операционная система Windows 2000 обладает меньшей переносимостью, чем NT 4.0. Она работает только на двух платформах – Pentium и Intel IA- 64.изначально операционная система NT поддерживала дополнительные платформы, включая PowerPC, MIPS и Alpha, но с годами корпорация Microsoft перестала поддерживать эти процессоры один за другим по коммерческим соображениям.

Windows ХР

Операционная система  Microsoft Windows XP ( от англ. eXPerience – опыт ), известная также под кодовым наименованием Microsoft Codename Whistler, является новой ОС семейства Windows, созданной на базе технологии NT. Первоначально в планы корпорации Microsoft входила разработка двух независимых систем нового поколения.

Первый проект получил  рабочее название Neptune, эта ОС должна была стать очередным обновлением  Windows Millennium Edition, новой системой линейки Windows 9X. Второй проект, называвшийся Odyssey, предполагал создание ОС на платформе Windows NT, которая должна была придти на смену Windows 2000. Однако руководство Microsoft посчитало нецелесообразно рассредоточивать ресурсы на продвижение двух разных ОС, вследствие чего оба направления разработок были  объединены в один проект Microsoft Whistler. Возможно, благодаря этому решению Windows XP объединяет в себе  достоинства уже знакомых пользователям операционной системы предыдущих поколений: удобство, простоту в использовании и эксплуатации ОС семейства Windows 98 и Windows  МЕ, а также надежность и многофункциональность Windows 2000. В настоящее время Windows XP для настольных ПК и рабочих станций выпускается в трех модификациях: Home Edition - для домашних компьютеров, Professional Edition – для офисных ПК и, наконец, Microsoft Windows XP 64 бит Edition- это версия Windows XP Professional для персональных компьютеров, собранных на базе 64-биттного процессора Intel Itanium с текстовой частотой более 1 ГГц.

Для запуска Microsoft Windows XP необходим персональный компьютер, отвечающий следующим минимальным системным требованиям: процессор – Pentium- совместимый, таковая частота от 233 МГц и выше; объем оперативной памяти – 64 Мбайт; свободное дисковое пространство – 1,5 Гбайт. Однако для стабильной и быстрой работы рекомендуется устанавливать данную операционную систему на компьютер со следующими оптимальными характеристиками: объем оперативной памяти – 256 Мбайт; свободное дисковое пространство – 2 Гбайт. Устройство для чтения компакт-дисков ( CD-ROM), модем со скоростью не мене 56 Kbps.  

Если сравнить Windows XP  с более ранними версиями Microsoft Windows, в новой операционной системе легко обнаружить множество значительных отличий. Несмотря на то, что эта ОС была разработана на основе уже хорошо знакомой российским пользователям платформы NT и, на первый взгляд, по всем характеристикам во многом схожа с Microsoft Windows 2000, фактически Microsoft Windows XP относится к принципиально иному поколению операционных систем семейства Windows. Теперь пользователь Windows не привязан к какому-либо стандартному интерфейсу, устанавливаемому в системе по умолчанию. Если вам не нравится традиционный вид окон, элементов управления и Панели задач, доставшийся новой ОС «в наследство» от  Windows 2000, то вы можете без труда изменить их, загрузив из Интернета любой из сотен специально разработанных « Тем». Традиционное Главное меня, открывающее доступ к установленным на компьютере программ, хранящимся на дисках документам и настройкам операционной системы, также претерпело ряд значительных изменений. Теперь при нажатии кнопки Пуск появляется динамическое меню. Содержащее значки лишь пяти программ, которыми пользуются наиболее часто. Благодаря этому можно начать работу с нужными приложениями значительно быстрее. Здесь же расположены значки браузера Microsoft Internet Explorer 6 и почтового клиента Outlook Express 6, кнопки Выхода из системы ( Log Off) и Выключение компьютера ( Turn Off Computer ), позволяющие завершить текущий сеанс работы с Windows и выключить компьютер. В среде Microsoft Windows пользователю часто приходится одновременно работать с несколькими документами или набором различных программ. При этом неактивные приложения сворачиваются в Панель задач, вследствие чего она рано или поздно переполняется значками, и переключение между задачами становится затруднительным. Для того чтобы разгрузить Панель задач и освободить больше рабочего пространства для отображения значков запущенных приложений, в Windows XP используется так называемый алгоритм группировки задач, согласно которому однотипные программы, работающие на компьютере одновременно, объединяются в логическую визуальную группу.

В состав Windows XP включен специальный механизм – быстрое переключение сеансов ( Fast User Switching ), с применением которого можно быстро, без регистрации подключить к работе с операционной системой новых пользователей и групп пользователей.  Появилась так же возможность переключаться между несколькими сеансами работы без необходимости сохранять данные или перезагружать систему. При этом каждый из пользователей может самостоятельно изменить настройки Windows и работать с собственными файлами и документами, создавать, изменять и сохранять какие – либо данные независимо от других пользователей Windows XP. Для каждого нового сеанса работы операционная система отводит специальный участок верхней памяти в размере 2 Мбайт, однако этот объём никак не ограничивает количество прикладных программ, которые могут быть запущены пользователем. В частности, механизм Fast User Switching дает возможность пользователю, работающему, например, с текстовым редактором, ненадолго отлучиться от компьютера, а во время его отсутствия другой пользователь может открыть собственный сеанс Windows и поработать в Интернете или загрузить игру. При этом текст, редактируемый отсутствующим пользователем, по-прежнему хранится в памяти: вернувшись к компьютеру, пользователь может продолжать работу с документами с того места, где она была прервана, не перезагружая систему и не запуская заново соответствующую программу. На предварительной презентации бета-версии Microsoft Whistler, состоявшейся 13 февраля 2001 года в Сиэтле, председатель правления корпорации Microsoft Билл Гейтс сообщил прессе, сто данная версия Windows, на создание и тестирование которой затрачено свыше 1 млрд. долларов США – важнейшая разработка Microsoft с момента выпуска на рынок Windows 95,а вице-президент корпорации Джим Оллчин добавил: «Windows XP – это не просто апгрейд Windows, это – апгрейд стиля жизни ».

Заключение

История ОС насчитывает примерно полвека. Она во многом определялась и определяется развитием элементной базы и вычислительной аппаратуры. На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень  стремительно .Производительность систем возрастает, а следовательно возрастают возможности обработки больших  объёмов данных . Операционные системы  класса MS-DOS уже не справляются с  таким потоком данных и не могут  целиком использовать ресурсы современных  компьютеров .Поэтому в последнее  время происходит переход на более  мощные и наиболее совершенные операционные системы класса UNIX , примером которых  и является Windows NT ,выпущенная корпорацией Microsoft.

Список литературы

1.     Информатика: учебник. Курносов А.П., Кулев С.А., Улезько А.В., Камалян А.К., Чернигин А.С., Ломакин С.В.: под ред. А.П. Курносова Воронеж, ВГАУ, 1997 — 238 с.

2.     Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Издание 6-е, переработанное и дополненное — М.: Инфра-М, 1995. — 432 с.: ил.

3.     Питер Нортон, Кори Сандлер, Том Баджет. Персональный компьютер изнутри: пер. с англ. — М.: Бином. — 448 с.: ил.

4.     Информатика /под ред. Проф. Н.В. Макаровой. —М.: Финансы и статистика, 1997. — 768 с.: ил.

5.     Информатика. Базовый курс/Симонович С.В. и др. — Спб.: издательство "Питер", 2000. — 640 с.: ил.

6.     Островский В.А. Информатика: учеб. для вузов. М.: Высшая школа, 2000. — 511 с.: ил.

7.     http://ol.holm.ru/ponyatiyaOS.htm