Реферат: Операционные системы
работать не только специальные программы, разработанные для эксплуатации в среде
Windows, но и "обычные" программы, работающие в среде DOS. Оболочка Window
обеспечивает эффективный и комфортабельный обмен информацией между отдельными
программами, выполняемыми под ее управлением. Здесь речь в первую очередьидет о
Windows-пpограммах. С понятием интегрированности связывают обычно также
возможность совместного использования ресурсов компьютера различными
программами. Так, к примеру, принтер, подключенный к компьютеру, может с
одинаковым успехом использоваться всеми программами на конкурентной основе.
Причем все операции, связанные с необходимостью перекодировок, смен драйверов
(например, при переходе от печати текстов к выводу иллюстраций) берет на себя
оболочка.
Большинство пользователей привлекает в среде Windows не только и не столько
комфортабельность самой оболочки, сколько специфика реализованных в этой среде
приложений. Особенности реализации в среде Windows даже знакомых пользователям
по работе в DOS прикладных программ (приложений) практически позволяют
рассматривать Windows-âåðñèè этих программ как совершенно новые продукты.
Работа в o6oлочке Windows предполагает своеобразную перестройку "образа жизни".
"Жизнь" пользователя в среде 'Windows сопряжена с "мышиным" управлением,
обменами данными между отдельными программами и параллельным выполнением.
Стандартизация интерфейсов позволяет легко переходить от одного приложения к
другому, не начиная каждый раз с нуля (хотя бы в плане способов и средств
управления).
В фирменной поставке пакета Windows находится несколько приложений. Все они
объединены в группу Accessories (аксессуары, инструменты). Это небольшие по
размеру и возможностям прикладные программы, составляющие "джентльменский набор"
пользователя. Им далеко до профессиональных специализированных пакетов. Но они
прекрасно иллюстрируют возможности оболочки и обеспечивают некоторый минимальный
сервис. Более того, весьма полезно начинать знакомство с серьезными пакетами
именно с соответствующих средств этой группы. Так, например, поработав некоторое
время с текстовым редактором Write, в дальнейшем можно легко перейти к
использованию таких профессиональ-ных пакетов обработки текстов, как Word для
Windows, Lotus Ami Professional, WordPerfect для Windows' ò.ï. Кроме того, в
приложениях из группы Accessories реализованы многие новинки, характерные именно
для последней версии 3.1 оболочки Windows (работа с объектами, новые шрифты...).
Windows 95
Объектно-ориентированный подход
При создании Windows 95 фирма Microsoft в полной мере реализовала
объектно-ориентированный подход. Поскольку именно он лег в основу новой
операционной системы, вначале скажем несколько слов о том, что такое ориентация
на объекты.
Понятие “объектно-ориентированный” возникло в программировании сравнительно
недавно. Когда вычислительная мощность машин была невысока, о создании
объектно-ориентированных систем не могло быть и речи. Основой всего был
программный код. Программисты записывали последовательности команд для
выполнения тех или иных действий над данными, которые оформлялись в модули и
процедуры. Для работы с каждым объектом создавалась своя процедура.
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,
которыйтакже 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.
Процедурный подход в ранних ОС
До настоящего времени во всех операционных системах преобладал процедурный
подход. Для того чтобы произвести в системе какое-либо действие, пользователь
должен был вызвать соответствующую программу (процедуру) и передать ей
определенные параметры, например, имя обрабатываемого файла. Программа выполняла
над файлом указанные действия и заканчивала работу. При этом пользователь в
первую очередь имел дело с задачей обработки документа, а затем уже с самим
документом. В давние времена, когда ЭВМ не были персональными, пользователь
описывал действия, которые должна была выполнить задача, на некоем странном
языке, называемом языком управления заданиями (JCL—Job Control Language).
С появлением терминала язык управления заданиями упростился и постепенно
превратился в командную строку, однако на первом месте все равно находилась
процедура обработки документа, а сам документ играл вспомогательную роль.
Следующим этапом упрощения работы с машиной стал создание различного рода
операционных оболочек (сначала текстовых),которые “спрятали” от пользователя
командную строку DOS. Ввод последовательности символов, из которой состоит
команда операционной системы, свелся к нажатию одной функциональной клавиши или
щелчку мыши. Самой распространенной из таких “надстроек” над операционной
системой стала оболочка Norton Commander,
Однако основным “инструментом” пользователя все еще оставалась клавиатура.
Качественный переход произошел после того, как появились графические оболочки.
Теперь пользователь в основном работает с устройством указания, таким как мышь,
трекбол или планшет, а не с клавиатурой (разумеется, это не относится к работе
внутри самих приложений, например, в текстовых редакторах). Ему не нужно помнить
почти никаких команд операционной системы. Для того чтобы запустить приложение,
достаточно щелкнуть мышью на его изображении или на “значке” (автор предпочитает
называть его пиктограммой).
От процедурного подхода к объектно-ориентированному
В начале 90-х гг. процедурный подход все еще преобладает, однако намечаются и
некоторые признаки объектно-ориентированного. Например, уже в Windows 3+ можно
поставить в соответствие конкретному документу приложение для его обработки.
Тогда же появился метод объектного связывания и встраивания (OLE), позволяющий
щелчком на изображении объекта неявно запустить приложение, которое его
обрабатывает, а после окончания обработки вернуться в предыдущее приложение.
С OLE тесно связан так называемый метод редактирования документов “на месте”
(in-place). Если в документ встроен объект, который должен обрабатываться
конкретным приложением, то при щелчке на этом объекте нужное приложение неявным
образом запускается, причем в рабочем поле не изменяется ничего, кроме панелей
инструментов. Например, если в тексте, который обрабатывается в редакторе
Microsoft Word, есть таблица, созданная в редакторе Microsoft Excel, то при
щелчке на ней произойдет замена nанелей инструментов Excel. Пользователь может
обрабатывать документ совсем другим приложением, даже не подозревая об этом,
Еще один механизм, который упростил работу и приблизил эру
объектно-ориентированного подхода, называется “Drag & Drop”, что в буквальном
переводе означает “перетащить-и-оставить”. Работая этим методом, вы щелкаете
кнопкой мыши (как правило, левой) на изображении объекта, перемещаете его по
экрану при нажатой кнопке и отпускаете кнопку, когда указатель окажется в нужном
месте экрана. Таким образом, процедуры копирования, перемещения и удаления стали
объектно-ориентированными.
Что делал пользователь, когда ему нужно было удалить файлы в операционной
системе MS-DOS? Он запускал процедуру удаления файлов, передавая их имена в
качестве параметров:
del FILEI.TXT FILE2TXT
Это действие ничем не напоминает реальный мир, в котором вы просто выбрасываете
ненужные
Бумаги в мусорную корзину. На первом месте для пас стоит объект (бумага), над
которым выполняется процедуры (переноса в мусорную корзину), R операционных
оболочках, которые работают под управлением Windows 3.1, такое действие уже
реализовано как объектное-ориентированное — с помощью механизма “Draw & Drop”.
Например, в оболочке Norton Desktop можно схватить мышью файл и перенести его на
изображение мусорной корзины. Этого достаточно для удаления файла. Так работа на
персональном компьютере все больше напоминает манипуляции с объектами в реальном
мире.
Выбор показателей и параметров для оценке ОС
Windows 95 — объектно-ориентированная ОС
Windows 95—полноценная операционная система
Использование стандарта Plug & Play
32-разрядная ОС защищенного режима
Приоритетная многозадачность
Многопоточность.
Спулер печати
32-разрядные устанавливаемые файловые системы
Средства удаленного доступа
Возможности работы с мультимедиа
Поддержка приложений MS-DOS
Поддержка длинных имен файлов
Интерфейс пользователя
Работа с памятью
Сравнительная оценка ОС ПВЭМ по выбранным показателям
Windows 95 по сравнению с Windows 3+
Принципиальная новизна операционной системы Windows 95 состоит именно в том, что
концепция объектно-ориентированного подхода реализована в ней наиболее полно.
Windows 95 — объектно-ориентированная ОС
Объектно-ориентированный подход реализуется через модель рабочего стола. Windows
95 обходится без привычного в Windows 3+ диспетчера программ (program manager).
Пользователь работает с задачами и приложениями так же, как с документами на
своем письменном столе.
Это удобно для людей, которые первый раз увидели компьютер, но создает некоторые
трудности “переходного периода” для тех, кто привык считать программу основой
всего сущего в машине.
Итак, одно из главных отличий Windows 95 от Windows 3+ (и от подавляющего
большинства других операционных систем) состоит в том, что основной упор в ней
делается на документ, а программа, задача, приложение или программный код вообще
рассматриваются только как инструмент для работы с документом.
Windows 95—полноценная операционная система
Другая принципиальная особенность Windows 95 состоит в том, что она, в отличие
от Windows 3+, является “настоящей” операционной системой (а не операционной
оболочкой, выполняемой под управлением MS-DOS). Под словом “настоящая” мы
подразумеваем то, что при включении машины сразу выполняется загрузка Windows
95. Для пользователя это оборачивается некоторыми неудобствами. Он должен
привыкнуть к тому, что прежде чем выключить машину, нужно корректно завершить
работу с Windows 95, поскольку новая операционная система создает буфера в
оперативной памяти, и их содержимое должно быть сброшено на диск.
Использование стандарта Plug & Play
Подход к аппаратному обеспечению также кардинальным образом изменился. Теперь
система использует стандарт Plug & Play (переводится как “включил-и-работай”,
произносится чаще всего как “плаг-н-плэй”), что облегчает и максимально
автоматизирует процесс добавления новых периферийных устройств. Стандарт Plug &
Play — это совместная разработка фирм Intel и Microsoft. Основная его идея
заключается в том, что каждое устройство, соответствующее этому стандарту,
сообщает о себе определенную информацию, благодаря которой операционная система
выполняет автоматическую конфигурацию периферийных устройств и разрешает
аппаратные конфликты. Стандарту Plug & Play должен в первую очередь
удовлетворять BIOS материнской платы и, разумеется, периферийные устройства.
Таким образом, операционная система обеспечивает автоматическое подключение и
конфигурирование устройств, соответствующих требованиям стандарта Plug and Play,
поддерживает совместимость с устаревшими устройствами и создает динамическую
среду для подключения и отключения мобильных компонентов.
32-разрядная ОС защищенного режима
MS-DOS была чисто 16-разрядной операционной системой и работала в реальном
режиме процессора. В версиях Windows 3.1 часть кода была 16-разрядной, а часть —
32-разрядной. Windows 3.0 поддерживала реальный режим работы процессора, при
разработке версии 3.1 было решено отказаться от его поддержки. Windows 95
является 32-разрядной операционной системой, которая работает только в
защищенном режиме процессора. Ядро, включающее управление памятью и
диспетчеризацию процессов, содержит только 32-разрядный код. Это уменьшает
издержки и ускоряет работу. Только некоторые модули имеют 16-разрядный код для
совместимости с режимом MS-DOS. Windows 95 32-разрядный код используется везде,
где только возможно, что позволяет обеспечить повышенную надежность и
отказоустойчивость системы. Помимо этого, для совместимости с устаревшими
приложениями и драйверами используется и 16-разрядный код.
Приоритетная многозадачность
В отличие от предыдущих версий, Windows 95 поддерживает приоритетную
многозадачность (preemptive multitasking) и параллельные процессы
(multithreading). В Windows 3+ существовала так называемая “вытесняющая
многозадачность” (non-preemptive multitasking), при которой за распределение
процессорного времени отвечало приложение. Система выполняла задачу до тех пор,
пока приложение “добровольно” не отдавало процессор. В Windows 95 за
распределение времени процессора отвечает ядро системы, что обеспечивает
нормальную работу фоновых задач.
Многопоточность.
Windows 95 поддерживает многопоточность - технологию, которая позволяет
соответствующим образом осуществлять многозадачное выполнение своих собственных
процессов.
Спулер печати
Спулер печати кардинально переработан по сравнению с Windows 3+, Теперь
параллельно с печатью можно делать что-либо еще (в старой оболочке можно было
или печатать, или работать). Спулер печати также стал теперь 32-разрядным.
32-разрядные устанавливаемые файловые системы
Эта часть операционной системы стала гораздо более производительной, чем
аналогичные компоненты Windows 3+. Для жестких дисков используются виртуальные
таблицы распределения файлов (vfat), а для компакт-дисков — новая файловая
система CDFS (CD-ROM File System). При этом имена файлов могут содержать до 255
знаков, включая пробелы и специальные символы (совместимость со старой файловой
системой сохранена, хотя и несколько искусственным путем.. Теперь в большинстве
случаев не требуется модуль MSCDEX ЕХЕ, выполнявший преобразование файловой
системы стандарта ISO-9660 (компакт-диска) к файловой системе MS-DOS.
Устанавливаемая файловая система, которая отображает файловую структуру
удаленной машины на сетевой диск рабочей станции, называется сетевым
редиректором. Сетевые редиректоры для протоколов IPX/SPX и NetBEU также
используют 32-разрядный код. Протокол NetBEU применяется при работе Windows 3.1,
a IPX/ SPX—для связи с машинами, на которых установлена Windows NT,
Средства удаленного доступа
Windows 95, в отличие от большинства операционных систем для персональных
компьютеров, с самого начала создавалась для работы в сети, благодаря чему
возможность совместного использования файлов и устройств полностью интегрирована
в интерфейс пользователя Windows 95.
В Windows 95 вы можете получить доступ к сети без установки сетевого адаптера!
Его заменят модем и специальный протокол РРР (“от-точки-к-точке”, или
“point-to-point protocol”). В этом случае скорость работы ограничена скоростью
вашего модема- Система предоставляет развитые программные средства для доступа к
сетям Internet, Microsoft Network, America Online и другим аналогичным службам.
Возможности работы с мультимедиа
Современную операционную систему сложно представить себе без средств
мультимедиа. Для работы с аудио- и видеофайлами различных форматов в составе
Windows 95 имеется набор кодеков — эффективных программных средств сжатия и
распаковки этих файлов и преобразования их форматов для вывода на различные
устройства мультимедиа (слово “кодер” является сокращением слов “кодер-декодер”,
так же, как “модем” — сокращение от слов “модулятор-демодулятор”). При
воспроизведении файла система запускает тот кодер, с помощью которого файл был
создан. Драйверы звуковых карт используют 32-разрядный код, но в тех случаях,
когда система не может распознать карту, применяется 16-разрядный драйвер
реального режима, который поставляется вместе с картой. При работе 32-разрядного
драйвера защищенного режима драйвер реального режима автоматически отключается.
При установке компакт-диска в устройство считывания система пытается распознать
его формат и запустить соответствующее
приложение для его воспроизведения. Если установлен диск формата ISO-9660
(программный), то Windows 95 ищет файл с именемONT> AUTO-RUN.INF u выполняет
его. Это механизм получил название Spin & Grin.
Значительно переработан код, который отвечает за обработку изображений. поэтому
качество воспроизведения файлов AVI сильно возросло по сравнению с Windows 3+, а
скорость их воспроизведения теперь почти не зависит от выбранного масштаба
изображения. Встроенные возможности работы со звуком, видео и компакт-дисками
дадут новый толчок развитию приложений мультимедиа. Windows 95 - это первая
версия Windows, которая бросает вызов MS-Dos в сфере поддержки игрового
программного обеспечения.
Поддержка приложений MS-DOS
Windows 95 занимает меньше места в основной памяти, так что теперь вы можете
запускать многие из тех программ MS-DOS, которые не работали под управлением
Windows 3.+. Программы, которые и сейчас не будут помещаться в память, можно
запускать в режиме эмуляции MS-DOS. Переключаясь в этот режим, Windows 95
завершает все работающие приложения, а потом удаляет из памяти и саму себя,
оставляя лишь маленький загрузочный модуль.
Поддержка длинных имен файлов
Вы сможете забыть об ограничениях на длину имени файла в системах Windows 3.+ и
MS-DOS.В Windows 95 имена файлов могут иметь длину до 255 символов.
Интерфейс пользователя
Благодаря новому интерфейсу в Windows 95, по сравнению с Windows 3.+ гораздо
проще запускать программы, открывать и сохранять документы, работать с дисками и
сетевыми серверами.
Работа с памятью
Windows 95 автоматически освобождает всю память, отведенную приложению, после
того, как оно заканчивает работу. В Windows 3+ некорректно написанные приложения
нередко освобождали не всю запрошенную ими память. Время от времени памяти
оказывалось настолько мало, что единственным выходом оставался перезапуск
системы (а иногда и перезагрузка машины). Такая неприятность носит название
“утечка памяти” (“memory leak”) и случается с программными произведениями даже
известнейших фирм. При завершении приложения в Windows 95 вся память, занимаемая
им, освобождается автоматически, и таких проблем не возникает.
Перспективы развития ОС ПВЭМ
Windows NT
На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно
.Производительность систем возрастает ,а следовательно возрастают возможности
обработки больших объёмов данных .
Операционные системы класса MS-DOSа 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 .
Задачи, поставленные при создании Windows NT
Система Windows NT не является дальнейшим развитием ранее существовавших
продуктов . Её архитектура создавалась с нуля с учётом предъявляемых к
современной операционной системе требований . Особенности новой системы
,разработанной на основе этих требований ,перечислены ниже .
Стремясь обеспечить совместимость (compatible) новой операционной системы
,разработчики Windows NT сохранили привычный интерфейс Windows и реализовали
поддержку существующих файловых систем (таких ,как FAT ) и различных
приложений (написанных для MS-Dos, OS/2 1.x, Windows 3.x и POSIX
).Разработчики также включили в состав Windows NT средства работы с различными
сетевыми средствами .
Достигнута переносимость (portability) системы ,которая может теперь работать
как на CISC , так и на RISC - процессорах .К CISC относятся Intel - совместимые
процессоры 80386 и выше ;RISC представлены системами с процессорами MIPS R4000,
Digital Alpha AXP и Pentium серии P54 и выше .
Масштабируемость (scalability) означает , что Windows NT не привязана к
однопроцессорной архитектуре компьютеров ,а способна полностью использовать
возможности , предоставляемые симметричными мультипроцессорными системами .В
настоящее время Windows NT может функционировать на компьютерах с числом
процессоров от 1 до 32 . Кроме того , в случае усложнения стоящих перед
пользователями задач и расширения предъявляемых к компьютерной среде требований,
Windows NT позволяет легко добавлять более мощные и производительные серверы и
рабочии станции к корпоративной сети .Дополнительные преимущества даёт
использование единой среды разработки и для серверов ,и для рабочих станций .
Windows NT имеет однородную систему безопасности (security) удовлетворяющую
спецификациям правительства США и соответствующую стандарту безопастности В2 .В
корпоративной среде критическим приложениям обеспечивается полностью
изолированное окружение .
Распределённая обработка ( distributed processing ) означает ,что Windows NT
имеет встроенные в систему сетевые возможности . Windows NT также позволяет
обеспечить связь с различными типами хост - компьютеров благодаря поддержке
разнообразных транспортных протоколов и использованию средств “клиент-сервер”
высокого уровня ,включая именованные каналы ,вызовы удалённых процедур (RPC -
remote procedure call) и Windows - сокеты .
Надёжность и отказоустойчивость (reliability and robustness) обеспечивают
архитектурными особенностями ,которые защищают прикладные программы от
повреждения друг другом и операционной системой .Windows NT использует
отказоустойчивую структурированную обработку особых ситуаций на всех
архитектурных уровнях ,которая включает восстанавливаемую файловую систему NTFS
и обеспечивает защиту с помощью встроенной системы безопасности и
усовершенствованных методов управления памятью .
Возможности локализации ( allocation) представляют средства для работы во многих
странах мира на национальных языках ,что достигается применением стандарта ISO
Unicod ( разработан международной организацией по стандартизации ).
Благодаря модульному построению системы обеспечивается расширяемость
(insibility) Windows NT ,что ,как будет показано в следующем разделе ,позволяет
гибко осуществлять добавление новых модулей на различные уровни операционной
системы .
Список использованной литературы
1. “IBM PC для пользователей” В.Э.Фигурнов
“Windows 95 для занятых” Рон Мэнсфилд
“Операционная система Windows 95” А.В.Потапкин
“Курс молодого бойца” К.Ахметов
“Эффективная работа в Windows 95” К.Стинсон
“Windows 3.1” Стефан Фойц
