3.12. Ос семейства Windows. Состав и назначение основных компонентов.
В середине 80-х годов стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых ОС. В 1984 г. фирмы Microsoft выпустила свой первый сетевой продукт Microsoft Networks. Для работы в небольшой сети фирма предложила компактную, не требующую значительных аппаратных и программных затрат операционную систему Windows for Workgroups. В ней была достигнута высокая производительность сетевой обработки за счет использования 32-разрядных драйверов.
В сентябре 1995 года компания выпустила новую операционную систему Windows 95, предназначенную для замены Windows for Workgroups 3.11 и Windows 3.1 в настольных компьютерах с процессорами Intel х86. Дальнейшие разработки в этом направлении привели к созданию версий Windows 98, Windows 2000, Windows ХР.
С середины 1993 г. фирма Microsoft начала выпуск операционной системы новой технологии (New Technology - NT) – Windows NT.
Операционная систем (ОС) Windows NT – быстродействующая 32-разрядная сетевая операционная система с графическим интерфейсом, встроенными сетевыми средствами и ориентированная на работу в сети.
В этой ОС реализованы следующие архитектурные решения:
переносимость – способность работать на процессорах разных моделей,
многозадачность – использование одного процессора для решения нескольких задач,
многопроцессорность- возможность одновременной обработки на нескольких процессорах нескольких нитей программ,
масштабируемость – возможность автоматического использования преимуществ добавляемых процессоров;
архитектура "клиент-сервер" – присоединение к серверу рабочей станции общего назначения для распределения между ними нагрузки по обработке информации,
объектная архитектура – возможность работы с объектами: каталогами, портами, разделами и сегментами памяти и пр.,
расширяемость предполагает открытую модульную архитектуру, позволяющую добавлять новые модули на все уровни,
надежность и отказоустойчивость- защита Ос и прикладных программ от разрушения,
совместимость – поддержка приложений MS DOS, OS/2, Windows 3/1;
доменная архитектура сети предполагает объединение компьютеров в домены,
многоуровневая система безопасности.
Windows NT имеет модульную структуру, в которой выделяются два крупных уровня, каждый из которых состоит из более мелких модулей.
Первый уровень – режим пользователя, предоставляет возможность пользователю вступать во взаимодействие с системой. На этом уровне расположены подсистемы среды и безопасности. Подсистема среды – набор инструментальных подсистем, поддерживающих разнотипные пользовательские программы:Win-32 (поддерживает 32-разрядные приложения Windows, приложения DOS, OS/2,POSiX и др. Подсистема безопасности отвечает за легальных вход пользователя в систему.
Второй уровень – режим ядра, обеспечивает безопасное выполнение приложений (программ) пользователя.
На этом уровне выделяются три укрупненных модуля: исполняющие службы, ядро, уровень аппаратных абстракций.
Исполняющие службы отвечают за взаимодействие между ядром подсистемы и подсистемами среды приложений. В их состав входят: (см. рис. 4.2.)
системный сервис – интерфейс между подсистемами среды и службами режима ядра;
диспетчер ввода-вывода, обеспечивающий управление процессами ввода-вывода информации;
диспетчер объектов управляет системными операциями над объектами, такими как переименование, удаление и пр.;
средства вызова локальных процедур поддерживают работу пользовательских приложений и подсистем среды и обеспечивают обмер информацией;
диспетчер виртуальной памяти управляет физической и виртуальной памятью;
диспетчер процессов управляет процессами создания, удаления, протоколирования, распределения адресного пространства и другими ресурсами системы.
ВНЕШНЯЯ СРЕДА
Подсистема
безопасности
Подсистема
Win-32
ПодсистемаOS/2
ПодсистемаPOSiX
Системный сервис
Диспетчер
ввода-вывода
Диспетчер
объек-тов
Диспетчер
контроля безопасности
Средства
вызова локальных процедур
Диспетчер
виртуальной памяти
Диспетчер
процессов
Ядро
Уровень аппаратных
абстракций
Аппаратные средства
Рис. 4.2. Модульная структура Windows NT
Ядро Windows NT управляет всеми системными процессами, обеспечивает оптимальное функционирование системы.
Уровень аппаратных абстракций – часть системы, обеспечивающая независимость верхних уровней ОС от особенностей и различный конкретной аппаратуры. В этом модуле хранится вся аппаратно-зависимая информация.
Отличительной особенностью ОС группы Windows является удобный графический интерфейс, который включает следующие элементы: Рабочий стол, Панель задач, Стартовое меню, Контекстное меню, Система меню приложений, ярлыки: Мой компьютер, сетевое окружение, Корзина и пр. Windows работает с окнами, кнопками, линейками прокрутки и другими элементами графического интерфейса, при использовании которого удобно работать с мышью.
Важнейшей часть операционной системы, в том числе и семейства Windows, является файловая система. Она определяет правила работы с машинными носителями информации, правила записи и выборки информации.
Файловая система требует, чтобы любой набор однородной информации, записываемой на машинный носитель, был оформлен в виде файла, то есть имел собственное имя, расширение имени, которое характеризует вид информации, записанной в файле, дату и время создания (или последнего обновления), размер. Имя файла отделяется от его расширения точкой. Например: курсовик. doc, autoexec.bat и т.д.
Эти сведения записываются на диске в каталогах (папках), с помощью которых потом производится просмотр и извлечение информации. Каждый диск содержит главный каталог и систему подкаталогов (подчиненных каталогов). Эту систему еще принято называть "деревом" каталогов. Путь к файлу начинается от главного каталога диска, который не имеет имени и обозначается знаком \. Этим же знаком отделяются подкаталоги друг от друга.. Например:
G:\1Cv77\1SBDB\ExtForm\Calendar\cmaxport.dll
В каталог записывается и адрес начала файла. Файл на диск может быть записан сплошным набором данных, если позволяет место на диске, или в виде отдельных фрагментов. В этом случае эти фрагменты связываются между собой с помощью специальной таблицы. В ОС MS DOS эта таблица называлась FAT (File Allocation Table), в ОС Windows NT - NTFS (New Technology File System).
Дальнейшим продолжением линейки ОС Windows является Windows XP (XP – eXPerience – опыт). Она имеет гораздо больше функциональных возможностей, особенно в области мультимедиа, меньше подвержена сбоями обеспечивает быстрый запуск . Она ориентирована на работу с файловой системой NTFS, однако, поддерживает и другие форматы файловых систем.