Развитие и концепции операционных систем WINDOWS

- системы  реального времени, которые должны  обеспечивать гарантированное время  ответа на внешние события. Такие ОС служат для управления внешними по отношению к компьютеру процессами и объектами.

По четвертому признаку ОС делятся на однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые и распределенные.

ОС не могут, как правило, предоставить пользователям возможности, которыми не обладает компьютер. Они в состоянии только эффективно использовать аппаратные средства компьютера. Поэтому мы сначала перечислим возможные режимы работы ПЭВМ., чтобы понять, какими типами ОС они могут комплектоваться.

В настоящее  время ПЭВМ поддерживают спектр режимов  работы, среди которых:

- однопрограммный  режим; 

- однопользовательский  многопрограммный, или просто многопрограммный  режим;

- многопользовательский  многопрограммный, или просто многопрограммный  режим;

- система  виртуальных машин (дальнейшее  развитие мультипрограммирования, основным признаком которого  является возможность одновременной  нескольких ОС, что уже отмечалось).

С точки  зрения работы микропроцессора режимы 2 и 3 близки друг другу, но для обеспечения последнего необходимо наличие нескольких терминалов (дисплеев и клавиатур). Многопрограммные режимы могут реализовываться как на одно-, так и на многопроцессорных ПЭВМ.

Для поддержки  перечисленных режимов работы ПЭВМ существуют следующие типы ОС:

- однопользовательские однозадачные, или просто однозадачные;

- однопользовательские  многозадачные, или просто многозадачные;

- многопользовательские  многозадачные, или просто многопользовательские.

Для обеспечения  работы ПЭВМ в режиме системы виртуальных  машин необходим монитор виртуальных машин.

При рассмотрении режимов работы ПЭВМ и ОС не случайно использовались различные термины - соответственно “программа” и  “задача”. Без дополнительных пояснений  здесь не обойтись, что мы сейчас и сделаем.

На аппаратном уровне случаи одновременного выполнения последовательностей команд нескольких программ или одной программы неразличимы. Понятие же “задача” вообще не вводится, а посему можно использовать лишь термин “программа”, понимая под многопрограммностью способность одновременного (при наличии одного процессора - только попеременного) выполнения нескольких последовательностей команд.  

На уровне же ОС дело обстоит несколько иначе: считается, что система организует выполнение задачи, формируемой из самой программы или из логически законченного фрагмента программы. Поэтому в данном случае правомерно говорить об одно- или многозадачности. Однако следует иметь в виду, что многозадачность бывает разная. Простейшим случаем многозадачности является поддержка одновременного нескольких программ без возможности разбиения программы на несколько задач. “Чистая” же многозадачность предполагает обеспечение такой возможности. Это дополнительно требует наличия в составе ОС средств для взаимодействия и синхронизации процессов. В связи с различными видами многозадачности применительно к ОС иногда употребляют термины многопрограммность для обозначения простейшего случая многозадачности и собственно “многопрограммность” для обозначения полностью реализованного многозадачного режима. Мы же будем употреблять только термин “многозадачность”, понимая его в широком смысле. В целях конкретизации при этом будет использоваться понятие “ гранула параллелизма”, которой может являться программа целиком, процесс (задача) как часть программы или даже цепочка команд в рамках процесса.

Дополнительно заметим, что многопользовательская  ОС должна быть многозадачной (иначе  нельзя будет обслуживать нескольких пользователей одновременно), хотя последняя возможность в отдельности  каждому пользователю может и  не предоставляться.

Для многопользовательских  и многозадачных ОС важным показателем  является дисциплина обслуживания. В  соответствие с этим различают вытесняющий  и согласующий режимы многозадачной  работы.

При вытесняющей  организации выделением задачам  процессорного времени занимается исключительно ОС. Примерами такого режима являются квантование, когда каждой задаче процессор выделяется по очереди, причем на фиксированный промежуток времени, и приоритетное обслуживание. Вытеснение поддерживают ОС OS/2 и UNIX, а также интерфейсная система DESQview.

В случае согласующейся организации каждая задача, получившая управление, сама определяет, когда ей отдать процессор другой системе. Иначе говоря, здесь инициатива исходит не от ОС, а главным образом  от самой задачи. Согласование применяется в сетевой ОС фирмы Novell, а также в интерфейсной системе MS Windows.

В общем  случае согласование эффективнее и  надежнее вытеснения, так как позволяет  самой программе выбирать удобный  и безопасный метод своего прерывания. Однако при этом ни одна из программ не должна узурпировать процессор, добровольно отказываясь от монопольного его использования.

Очевидно, однозадачная ОС может быть поставлена на поддерживающую любой режим работы ПЭВМ, что и делается многими пользователями. Однако, на что уже обращалось внимание читателя, современные мощные ПЭВМ имеют такие ресурсы, которые не могут быть эффективно использованы одним пользователем даже в многопрограммном режиме. На таких машинах целесообразнее применять многопользовательские ОС.

Для IBM - совместимых ПЭВМ разработаны и  используются следующие классы ОС:

- ОС  семейства DOS;

- ОС семейства MS WINDOWS (WINDOWS 95 и WINDOWS 98);

- ОС  семейства NT;

- ОС  семейства OS/2;

- ОС  семейства UNIX.

Наибольшее  распространение в настоящее  время имеют представители семейства интерфейсных многооконных операционных систем MS WINDOWS (WINDOWS 95 и WINDOWS 98). Применяются операционные системы семейства DOS. Многие пользователи применяют операционные системы семейства UNIX и сетевые операционные системы Windows NT. Операционная система OS/2 не получила широкого распространения. Данное соотношение в ближайшие годы сохранится. Сделаем относительно нее следующие замечания:

некоторые UNIX - подобные системы являются менее  требовательными к ресурсам ПЭВМ и способны функционировать на ПЭВМ менее мощных классов;

можно использовать и меньший, чем указано, объем ОЗУ, однако при этом некоторые  программы могут оказаться неработоспособными, а эффективность ОС снизится.[9]

Глава 2. Развитие операционных систем семейства Windows.

2.1 История операционных  систем семейства  Windows

    В начале 1985 года корпорация Microsoft, уже  изрядно отставшая в сфере  разработки операционных систем с оконным  графическим интерфейсом от своих  многочисленных конкурентов, заявила  о выходе новой пользовательской среды для платформы IBM PC, опирающейся на ранее выпущенную в свет и уже нашедшую к тому времени весьма широкое распространение другую операционную систему этой компании — MS-DOS. Новая система получила известное теперь каждому пользователю персональных компьютеров название Microsoft Windows.

    Впервые концепция графической оконной  среды для операционной системы MS-DOS была продемонстрирована Microsoft 10 ноября 1983 года на международной компьютерной выставке COMDEX, однако официальный выпуск этой системы состоялся значительно позже. Повсеместное же применение она получила лишь после 1984 года, когда IBM начала серийное производство персональных компьютеров класса IBM PC AT 286, оснащенных достаточно большим по тем временам жестким диском объемом в 40 Мбайт, цветным графическим монитором стандарта CGA и оперативной памятью в 640 Кбайт. Windows занимала чуть больше двух мегабайтов дискового пространства, поддерживала CGA- и EGA-совместимые графические адаптеры, а также видеокарты стандарта Hercules Graphic Card, позволяла управлять оконной средой с помощью мыши и поддерживала довольно ограниченное число матричных принтеров.

    Когда фирма Microsoft созвала пресс-конференцию  на выставке Comdex, проходившей в ноябре 1985 года в Лас-Вегасе, многие посчитали это событие последним шансом, особенно после того как среда Windows не была выпущена, как было обещано, в июне того же года. Пресс-конференция плавно перетекла в презентацию нового продукта - Microsoft Windows 1.0.

    В начале работы над Windows программистам из Microsoft был доступен лишь компьютер класса XT с процессором 8088 и максимальным объёмом памяти в 640 KB. Реальным же был объём в 256 КВ, 2 дисковода на 360 КВ (жёсткий диск в те времена был слишком дорогой роскошью) и видеоадаптер CGA.

    Выпущенная  на рынок в 1987 году Windows 2.0/286. ОС несла на борту в большинстве своем все те же самые приложения, что и Windows 1.0, однако элементы ее управления были значительно улучшены. Microsoft воспользовалась преимуществами в виде улучшенных скоростных характеристик процессора Intel 286, возможностями дополнительной памяти (expanded memory) и возможностями взаимодействия приложений (inter-application communication), используя DDE (Dynamic Data Exchange - технология обмена данными между приложениями в среде ОС Windows и OS/2 через специальный буфер - область памяти, к которой имеет доступ каждое приложение)

    MS Windows – система Microsoft Windows 2.03 — представляла собой дальнейшее развитие Windows 1.01. Следует отметить, что сама структура и архитектура оконной среды не претерпела серьезных изменений.

    Windows 2.0 — графическая оболочка.

    Релиз состоялся 1 ноября 1987 года.

    Еще одной операционной системой производства Microsoft, практически не знакомой российскому  потребителю, является Microsoft Windows 3.0. Эта платформа, уже изначально оптимизированная для IBM PC 386 и рассчитанная на эксплуатацию на компьютерах, поддерживающих видеорежим VGA, была первой полнофункциональной шестнадцатибитной операционной системой от Microsoft.

    Появившаяся на рынке в 1992 году операционная система Microsoft Windows 3.1 была первой платформой семейства Windows, имевшей русскую локализованную версию и получившей широчайшее распространение в нашей стране. По большому счету, Windows 3.1 представляла собой лишь улучшенную модификацию Windows 3.0, она обладала расширенными функциями настройки параметров рабочей среды и усовершенствованным графическим интерфейсом.

    В 1993 году Microsoft анонсировала выпуск новой  версии данной операционной системы, получившей название Microsoft Windows 3.11 for Workgroups. Эта была платформа с уклоном в корпоративную направленность – она поддерживала организацию локальной сети по протоколам TCP/IP, IPX/SPX и NetBEUI, включала утилиты для организации связи с Интернетом и программы удаленного администрирования компьютера, позволяла использовать сетевые принтеры и накопители, программу для приема и отправки факсов и инструменты для обмена текстовыми сообщениями по локальной сети.

    Завершившаяся полной и безоговорочной победой  экспансия операционных систем Microsoft Windows 3.1 и Windows 3.11 на международный рынок программного обеспечения сдерживалась лишь тем, что эти платформы, всецело удовлетворявшие нужды владельцев домашних и настольных персональных компьютеров, не вполне соответствовали требованиям корпоративных пользователей. Бурное развитие и повсеместное распространение локальных сетей и Интернета, охватившее в начале девяностых годов практически все крупные предприятия индустриально развитых стран, определяло новые приоритеты и ставило перед разработчиками системного программного обеспечения принципиально новые задачи. В первую очередь на корпоративного потребителя была рассчитана новая операционная система, представленная корпорацией Microsoft на международной компьютерной выставке в Атланте 26 мая 1993 года. Именно она стала родоначальницей следующего поколения операционных систем, известных нам под маркой Windows NT.

    Осенью 1993 года были выпущены системы Windows NT 3.1 для пользователей персональных компьютеров (рабочих станций) и Windows NT Advanced Server 3.1 для администраторов локальных сетей. В 1994 году появились усовершенствованные версии Windows NT - Windows NT Workstation 3.5 и Windows NT Server 3.5; а в 1995 году - Windows NT Workstation 3.51 и Windows NT Server 3.51, более производительные и менее требовательные к аппаратным ресурсам. Собственно, эти две версии Windows являлись одной и той же операционной системой, различия заключались лишь в том, что Windows NT Server включала в комплект поставки набор специального программного обеспечения, позволявшего использовать работающий под управлением данной платформы компьютер, как в качестве сервера локальной сети, так и http-сервера сети Интернет, в то время как в Windows NT Workstation приоритетными являлись пользовательские прикладные программы, количество одновременных сетевых подключений к такому компьютеру ограничивалось десятью удаленными сетевыми узлами.

    24 августа 1995 года корпорация Microsoft представила пользователям принципиально  новую 32-разрядную операционную  систему для настольных ПК – Windows 95. Первоначально Windows 95 устанавливалась поверх Windows 3.X в качестве своеобразного «обновления» и использовала ряд входящих в состав Windows 3.X библиотек, лишь чуть позже на свет появилась «самостоятельная» реализация Windows 95.

    Следующая реализация Windows NT, также выпускавшаяся в двух модификациях: Windows NT 4 Server и Windows NT 4 Workstation, включала практически все функциональные особенности предыдущей версии Windows NT, реализованные с использованием интерфейса, отличающегося от дизайнерского оформления Windows 95 лишь в деталях. [12]