Лекция 21 ос семейства Windows
1 Операционные системы Windows 95/98/ме
Первые версии Windows являлись графическими оболочками для ДОС, для их работы обязательно было наличие активной копии MS-DOS..
Первой настоящей ОС с графической оболочкой была Windows 95. Долее серии ОС Windows развивалась по 2 параллельным путям :
Windows 95/98/МЕ - предназначенные для использования в быту и малых офисах;
Windows NT/2000/XP - ориентированные на сетевое использование в больших организациях
Системы, внешне весьма схожие по интерфейсам и предоставляемым пользователям возможностям, коренным образом различаются по назначению и администрированию. Основные отличия заключаются в том, что серия 95/98 базируется на принципе Plug&Play ( для изучающих не английский, произносится: плаг энд плэй). Принцип заключается в автоматическом поиске и установке драйвера вновь появившегося устройства. Windows 95/98/МЕ не требуют серьезного администрирования, в то время как серия NT требует точного конфигурирования и постоянного администрирования.
2 Понятие объектно-ориентированный подхода.
При создании Windows 95 в полной мере реализован объектно-ориентированный подход.
Объекты, их свойства и методы. Постепенно с увеличением производительности вычислительных систем процедурный подход начал заменяться объектным. На первое место выдвинулся объект, а не код, который его обрабатывает. На уровне пользователя объектный подход выражается в том, что интерфейс представляет собой подобие реального мира, а работа с машиной сводится к действиям с привычными объектами. Так, папки можно открыть, убрать в портфель, документы — просмотреть, исправить, переложить с одного места на другое, выбросить в корзину, факс или письмо — отправить адресату и т. д. Понятие объекта оказалось настолько широким, что до сих пор не получило строгого определения.
Объект, как и в реальном мире, обладает различными свойствами. Программист или пользователь может изменять не все свойства объектов, а только некоторые из них. Можно изменить имя объекта, но нельзя изменить объем свободного места на диске, который также является его свойством. Свойства первого типа в языках программирования носят название read/write (для чтения и записи), а свойства второго — read only (только для чтения).
Метод — это способ воздействия на объект. Методы позволяют создавать и удалять объекты, а также изменять их свойства. Например, для того чтобы нарисовать на экране точку, линию или плоскую фигуру, составляются разные последовательности кодов или программы. Пользователь, однако, применяет для отображения этих объектов один метод Draw (), который содержит коды для отображения всех объектов, с которыми он работает. За такое удобство приходится платить тем, что объектно-ориентированные системы могут работать только на достаточно мощных вычислительных установках. ( т.е. высокие требования к аппаратному обеспечению)
3 Ос Windows 95, основные особенности.
С точки зрения базовой архитектуры Windows 95 :
32-разрядная,
Многопотоковая операционная система
с вытесняющей многозадачностью, что ставит ее в один ряд с такими соперниками, как OS/2, UNIX и Windows NT. ( Примечание: ДОС – 16-разрядная ОС) В ее среде могут выполняться собственные 32-разрядные прикладные программы, написанные в соответствии со спецификацией Win32 API (почти идентичный вариант этого интерфейса реализован в Windows NT). Собственные прикладные программы Windows 95 используют неструктурированное 32-разрядное адресное пространство, что делает их потенциально более быстродействующими при обработке больших массивов данных [11, 13].
Компоненты ядра Windows 95. Ядро Windows 95 состоит из трех компонент:
• User управляет вводом с клавиатуры, от мыши и других координатных устройств, а также выводом через интерфейс пользователя. В Windows 95 используется модель асинхронного ввода;
• Kernel обеспечивает базовые функциональные возможности операционной системы (поддержку файлового ввода/вывода, управление виртуальной памятью, планирование задач), загружает ехе- и dll-файлы при запуске .программы, обрабатывает исключения, обеспечивает взаимодействие 16-разрядного и 32-разрядного кодов;
• GDI — графическая система, управляющая всем, что появляется на экране дисплея, и поддерживающая графический вывод на принтер и другие устройства.
В Windows 95 каждая 32-разрядная прикладная программа выполняется в собственном адресном пространстве, но все они совместно используют один и тот же 32-разрядный системный код. Неправильно написанная 32-разрядная программа все еще может привести к аварийному сбою всей системы. Все 16-разрядные программы Windows разделяют общее адресное пространство, поэтому они столь уязвимы друг для друга, как и в среде Windows 3.1. В практической работе Windows 95 производит впечатление более устойчивой среды, чем предшествующие версии Windows..
Основные достоинства Windows 95:
1) практически полная 32-битная операционная система, что ускоряет работу многих программ по сравнению с 16-битной операционной системой MS-DOS 6.22 и операционной оболочкой Windows 3.1;
2) удобный графический многооконный интерфейс для пользователя (Рабочий стол — Desktop);
3) возможность создания на Рабочем столе Ярлыков и Папок важнейших программ для их быстрого запуска. Внутри Папок могут находиться другие Папки и Ярлыки, что создает удобство в работе;
4) запуск прикладных программ и возможность создания Меню при нажатии кнопки Пуск (Start) в Панели задач;
5) самонастраивающаяся система драйверов поддержки аппаратной части компьютера (технология «Plug and Play» — «Подключай и Работай»);
6) настоящая многозадачность (по сравнению с Windows 3.1);
7) развитые сетевые функции, включая Internet;
8) большой выбор прикладного программного обеспечения и поддержка большинства 16-битных приложений;
9) хорошая поддержка Multimedia;
10) ориентация большинства современных производителей компьютерной техники и программного обеспечения на Windows 95.
Недостатки ОС Windows 95:
1) высокие требования к аппаратной части компьютера (процессору, ОЗУ, жесткому диску);
2) недостаточная устойчивость в работе, особенно у русскоязычных версий. При сбоях в работе Windows 95 автоматически запускается программа Scandisk, которая, как правило, устраняет сбои и восстанавливает нормальную работу Windows 95;
3) при выключении или перезагрузке компьютера с ОС Windows 95 надо обязательно использовать кнопку Пуск, Завершение работы, Выключить (Перезагрузить) компьютер или клавиши <Alt+F4>, <Enter>. Это по сути дела есть парковка компьютера в Windows 95. При этом сохраняется текущая конфигурация и очищаются внутренние буфера. Только после этого пользователь имеет право выключить компьютер (на экране появится соответствующее сообщение). В противном случае возможны сбои и потеря важной информации!
4) для обслуживания диска на компьютере с ОС Windows 95 надо использовать только собственные средства Windows 95 (ScanDisk и Defrag для Windows 95) или специальные утилиты NU-9 для Windows-95 и ни в коем случае нельзя использовать старые утилиты (NU-6,7,8) SpeeDisk, Norton Disk Doctor, особенно для русскоязычной версии Windows 95. Иначе можно повредить файловую систему Windows 95.
Функции и состав ОС Windows 95
Управление процессами. В Windows 95 процесс — это либо виртуальная машина MS-DOS, либо любое работающее приложение Windows (запущенная программа). Каждый процесс может .порождать множество потоков. Поток — это неделимая последовательность команд в пределах процесса. Системный планировщик процессов (часть диспетчера виртуальной машины) управляет именно потоками. , .
Организация файловой системы. Основной файловой системой является VFAT. Пересмотренная версия Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2) поддерживает файловую систему FAT32, обеспечивающую поддержку жестких дисков более 2 Гбайт и более эффективное распределение дисковой памяти благодаря тому, что размер кластера в ней всего 4 Кбайт.
Поддержка технологии Plug-&-Play (PNP). Она предназначается для упрощения установки и конфигурирования новых устройств. Устройства, соответствующие данной технологии, обязаны «уметь» сообщать ОС о своем наличии и о требуемых для работы ресурсах. С другой стороны, ОС обязана уметь распознавать такие устройства и автоматически выделять требуемые ресурсы.
В Windows 95 основным средством поддержки PNP является диспетчер конфигурации. Он осуществляет идентификацию всех устройств, загружает необходимые драйверы и, с целью выделения ресурсов, обращается к арбитрам ресурсов.
Управление ресурсами, которое включает в себя распределение памяти, процессорного времени, управление доступом к устройствам ввода-вывода и т. д. Эти функции выполняются диспетчером виртуальной машины и ядром системы.
Важную роль в управлении ресурсами играет реестр.
Реестр — это иерархическая база данных, в которой централизованно хранится вся информация об аппаратных средствах, конкретных приложениях Windows 95 и о настройках пользователя интерфейсной части ОС.
Драйверы устройств. В Windows 95 применяется архитектура «универсальный драйвер — минидрайвер».
Универсальный драйвер содержит основную часть кода, необходимого для общения целого класса устройств (например, для принтеров или модемов) с соответствующими компонентами операционной системы (скажем, с подсистемами печати или связи).
Минидрайвер содержит небольшую часть кода, который обеспечивает работу конкретного устройства, принадлежащего данному классу.
Диспетчер конфигурации. Он включен в архитектуру Windows 95 для поддержки функциональных возможностей технологии Plug-&-Play.
Диспетчер виртуальной машины. VMM (Virtual Machine Manager) выделяет ресурсы каждому приложению и системному процессу, выполняемому на компьютере. ?
Виртуальная машина представляет собой некую среду в памяти, которая кажется приложению отдельным компьютером с теми же ресурсами, что и у физического компьютера.
Настраиваемые файловые системы. Файловая система Windows 95 характеризуется многоуровневой архитектурой, поддерживающей несколько файловых систем (ФС на основе FAT, файловая система CD ROM, файловые системы сторонних разработчиков).
Особенностью файловой системы Windows 95 является поддержка длинных имен файлов (каталогов). В именах файлов можно использовать до 255 символов, включая пробелы и знаки препинания.
Другая особенность — это динамическое кэширование, поддерживаемое файловой системой CD ROM. Это обеспечивает оптимальный баланс между памятью, необходимой приложению, и памятью, выделяемой под дисковый кэш. ( Кэш – это сверхбыстрая память, быстрее чем ОЗУ)
Интерфейс Windows 95. Интерфейс — самая важная часть операционной системы (как, впрочем, и любой программы), предопределяющая эффективность решения поставленных задач и способы работы в программе. В понятие «интерфейс» входят следующие компоненты:
• внешний вид — как выглядит на экране оболочка программы;
• набор команд, используемый программой;
• способ подачи команд и реакция программ на них.