Операционные системы. Их назначение и функции (на примере Windows)

     Программы, управляющие ресурсами, иногда называют драйверами устройств (физических или логических). К примеру, в ядро ОС должен входить драйвер оперативного запоминающего устройства.

     Далее, вокруг ядра наращиваются программы управления ресурсами вычислительной системы. Первый уровень в основном состоит из драйверов физических устройств. Следующий уровень - управление логическими устройствами и так далее. Таких уровней может быть достаточно много. Вовсе не обязательно, что все компоненты работают в режиме ОС. Многие из компонентов, которые логически достаточно удалены от ядра, могут работать в обыкновенном пользовательском режиме. Так же не обязательно, чтобы все эти компоненты ОС работали в резидентном режиме. Обычно, для многих функций это не требуется.

    Одной из главных частей ОС является интерфейс -- универсальный механизм управления любым приложением ОС, независимо от его назначения и предметной области. Интерфейс является удобная оболочкой, с которой общается пользователь. Именно на неё обращают внимание при выборе ОС, - о ядре же, главной части ОС, вспоминают во вторую очередь. Поэтому нестабильная и ненадёжная с точки зрения ядра ОС, как, например, Windows 95, и пользовалась успехом благодаря красивой обёртке-интерфейсу.

     2. Семейство Microsoft Windows

2.1. Первые версии Windows

    Первая версия Windows вышла в свет в конце 80-х годов и осталась совершенно незамеченной. Аналогичная участь постигла и следующую версию -- лишь версия Windows 3.0 (1992) сумела пробить себе дорогу и стать «продуктом года». А еще через два года были выпущены версии 3.1 и 3.11 (последняя включала такой значительный элемент, как полную поддержку мультимедиа и работу в локальной сети -- потому и носила уточняющее название Windows For Workgroups), окончательно утвердившие господство Windows.

          Хотя вопрос о том, а были ли первые версии Windows полноценными операционными системами, до сих пор остается открытым. Ведь устанавливалась Windows поверх уже имеющейся на компьютере ОС DOS и лишь расширяла ее возможности. Фактически, она представляла собой лишь графическую оболочку, настройку над установленным на компьютере комплектом MS-DOS. Однако корпорация Microsoft с самого начала предпочитала позиционировать Windows как ОС. 

    2.2. Поколение 9х

    Windows 95. Выход новой ОС, должен было состояться еще в 1994 году -- именно тогда появились официальные сообщения о завершении разработки новой ОС, получившей название Chicago. Однако время представления «Чикаго» постоянно откладывалось, корпорация Microsoft делала обнадеживающее заявление за заявлением. В августе 1995 года. Windows 95 все-таки вышла в свет. Причем сделала это с грандиозной, невиданной ранее рекламной.

    Windows превратилась из графической надстройки для DOS в полноценную операционную систему. По крайней мере, так заявляли ее разработчики. На самом же деле все было сложнее: в качестве основы в Windows 95 по-прежнему использовалась добрая старая DOS. Чуть модернизированная, конечно, и не заявленная в качестве отдельного продукта. Впрочем, большинство потребителей такой вариант устраивал. Ведь у них оставалась возможность работать в привычном DOS-режиме, не загружая графическую оболочку Windows, -- и, следовательно, не расставаться с привычными DOS-программами.

    Более того -- новая операционная система стала 32-разрядной. Все предыдущие версии DOS и Windows были 16-разрядными и, стало быть, не могли в полной мере использовать возможности даже процессоров семейства 386 и уж тем более -- новых процессоров Pentium. Конечно, в этом достоинстве крылись и некоторые неудобства -- специально под Windows пользователям пришлось заменять все свои Windows-программы на новые, 32-разрядные версии. Однако на практике переход оказался сравнительно легким -- уже в течение года были выпущены новые версии всех популярных программных продуктов. Но и старые 16-разрядные версии могли работать с новой ОС без всяких проблем.

    Теперь Windows 95 абсолютно новым графическим интерфейсом -- более элегантным, удобным и просто красивым по сравнению с «внешностью» Windows 3.1. Многое Microsoft заимствовала из операционных систем конкурентов -- OS/2, MacOS, Motif и т. д.

          В течение двух лет, последовавших со дня выпуска Windows 95, вышло еще несколько промежуточных версий этой ОС. Летом 1996 года свет увидела новая версия Windows под названием OSR2 (ОЕМ Service Release), предназначенная только для поставки вместе с готовыми компьютерами (ОЕМ). В OSR2 были исправлены многие ошибки Windows 95, добавлена поддержка нескольких новых устройств. А самое главное -- новая версия Windows внесла серьезные изменения в способ расположения файлов на жестком диске (файловую систему) -- вместо устаревшей FAT16 пользователи OSR2 могли использовать файловую систему FAT32, позволяющую сэкономить место на диске. 

      Windows 98 и 98se. К работе над новой версией Windows Microsoft приступила сразу же после выхода Windows 95. Ожидалось, что новая ОС увидит свет в конце 1996 года и будет называться Memphis. Но этого не произошло ни в 1996, ни в 1997 годах. Только 25 июня 1998 года новая ОС Microsoft поступила в магазины. А примерно через месяц вышла в свет и русскоязычная версия Windows 98.

    Основные изменения коснулись интерфейса -- теперь «Рабочий Стол» Windows 98 стал еще красивее, а главное -- он полностью интегрирован со средой Интернет. В новой ОС окончательно была стерта разница между файлами и папками на компьютере и объектами Всемирной Информационной Паутины (WorldWideWeb). Основным средством работы с файлами и папками в обоих случаях служит программа Internet Explorer.

    Другое важное отличие Windows 98 от Windows 95 заключается в расширенных возможностях управления интерфейсом. Но есть и более важные для нас изменения -- во внутреннем устройстве ОС. Хотя основная начинка ОС осталась прежней, Windows 98 выигрывала у своей предшественницы за счет корректной работы с новыми комплектующими -- процессором Pentium II, графическим портом AGP, шиной USB, новыми моделями видеокарт, материнских плат, модемов и т. д. Наконец, Windows 98 содержала массу новых программ и утилит -- в первую очередь полный комплект программного обеспечения для работы в Интернет и утилиту конвертации файловой системы FAT16 в более новую версию FAT32.

          В конце 1999 года в продаже появилась русскоязычная версия нового комплекта Windows 98 -- Windows 98 SE. От предыдущей версии новая Windows отличается тем, что в ее состав включена последняя (пятая) версия браузера Internet Explorer, обновленная система соединения с Интернет, а также многочисленные исправления ошибок и новая библиотека драйверов устройств. 

    Windows ME. Microsoft Windows Millennium Edition (Windows ME) - последняя эволюция операционных систем класса Windows 95-98, запущенная в серийное производство в 2000 году. Русская локализация Windows ME появилась на рынке программного обеспечения в ноябре 2000 года.

    Windows Millennium Edition значительно отличается от семейства системных платформ Windows 9X, прежде всего тем, что в этой реализации Windows полностью отсутствует поддержка MS DOS - корректно запустить на компьютере, работающем под управлением этой системы, некоторые приложения DOS - уже весьма сложная задача. Windows ME тесно интегрирована с Internet Explorer 5.0, что сделало ее еще более ресурсоемкой, в комплект поставки по умолчанию включена большая часть элементов Microsoft Plus для Windows 98, базовый набор игр расширен новыми программами, позволяющими пользователю играть в сети Интернет с живыми соперниками, добавлен Windows Media Player 7.0, поддерживающий воспроизведение файлов множества новых аудио- и видеоформатов. Интерфейс Windows Millennium Edition практически полностью совпадает с внешним оформлением Windows 2000 Professional, включая системные иконки и обновленное диалоговое окно выключения/перезагрузки компьютера, но почти все базовые элементы настройки Windows 98 сохранились на своих прежних местах.

    Для запуска Windows ME требует минимум 32 Мб оперативной памяти (рекомендуется 64) и в минимальной конфигурации занимает на диске чуть больше 500 Мб. Windows ME действительно стала последней ОС семейства Windows 9X, поскольку все последующие операционные системы Windows как для домашних компьютеров, так и для рабочих станций, создаются на платформе NT. 

   2.3. Поколение NT

   Windows NT (New Technology). 32-разрядная Windows NT, первая версия которой появилась на рынке в 1993-м, а последняя - в 1998 году, с самого начала создавалась как сверхстабильная, надёжная система, рассчитанная, прежде всего, на работу. И в этом смысле Windows 98/ME может ей только позавидовать: случаи ошибок, крахов и «зависаний» при работе в Windows NT встречаются крайне редко. Происходит это потому, что в Windows NT разработано надёжное разделение работающих под её управлением программ, не дающее им «соревноваться» за ресурсы. В Windows 3.1/95/98/ME каждая из загруженных программ чувствовала себя в оперативной памяти полновластным хозяином. Нередко программы перезагружали процессор запросами на ресурсы, в результате чего ОС «зависала».

   В отличие от Windows 98/ME, Windows NT запрещает безоговорочный доступ к ресурсам компьютера любым программам, пытающимся работать с «железом» напрямую. Это позволяет системе избежать конфликтов, однако в результате под NT отказываются любые программы, написанные под DOS, и многие созданные под Windows 95.

   Следует учитывать и тот факт, что большая часть работы с NT проявляется лишь в сетевом режиме работы - т. е. в связке с другими компьютерами. 

    Windows 2000. Появившаяся на рынке в начале 2000 года операционная система Microsoft Windows 2000 представляет собой второе поколение операционных систем, построенных согласно архитектуре Windows NT. Она производится в трех модификациях: Windows 2000 Professional для ноутбуков, настольных систем и рабочих станций, Windows 2000 Server для серверных компьютеров и Windows 2000 Datacenter Server для больших серверных систем, рабочих станций крупных корпоративных сетей и специализированных банковских и файловых серверов.

    Благодаря использованию усовершенствованной технологии NT, сочетающейся с объективной простотой интерфейса Windows 9.X, Windows 2000 обладает высокой надежностью и стабильностью, также она значительно легче поддается настройке и конфигурированию, чем предыдущие версии Windows. Разграничение доступа к системе реализовано на высоком уровне, что позволяет обеспечить безопасность хранения данных на дисках, если за компьютером работает более одного пользователя. Это система Windows была признана одной из лучших, и до сих пор используется на многих компьютерах, несмотря на выход более новых версий ОС Windows. 

    Windows XP. Операционная система Microsoft Windows XP (от англ. eXPerience -- опыт), известна также под кодовым наименованием Microsoft Codename Whistler. Первоначально в планы корпорации Microsoft входила разработка двух независимых операционных 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 нецелесообразным рассредоточивать ресурсы на продвижение двух разных ОС, вследствие чего оба направления разработок были объединены в один проект - Microsoft Whistler. Возможно, именно благодаря этому решению Windows XP объединяет в себе достоинства уже знакомых пользователям операционных систем предыдущих поколений: удобство, простоту в инсталляции и эксплуатации ОС семейства Windows 98 и Windows ME, 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 персональных компьютеров, Professional Edition -- для офисных ПК и, наконец, Microsoft Windows XP 64bit Edition -- это версия Windows XP Professional для персональных компьютеров, собранных на базе 64-битного процессора Intel Itanium с тактовой частотой более 1 ГГц.

    Для запуска Microsoft Windows XP необходим персональный компьютер, отвечающий следующим минимальным системным требованиям: процессор -- Pentium-совместимый, тактовая частота от 233 МГц и выше; объем оперативной памяти -- 64 Мбайт; свободное дисковое пространство -- 1,5 Гбайт.

    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 своим характеристикам во многом схожа с Microsoft Windows 2000, фактически 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 меню, открывающее доступ к установленным на компьютере программам, 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 пользуется 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 Выход из системы (Log Off) и Выключение компьютера (Turn Off Computer).

    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 подключать к работе с операционной системой новых пользователей и групп пользователей. Появилась также возможность переключаться между несколькими сеансами работы без необходимости сохранять данные или перезагружать систему. При этом каждый из пользователей может самостоятельно изменять 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 объем 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 продолжить работу с документом 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, что 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».