Астахова Е.В. Теоретические основы информатики
Подождите немного. Документ загружается.
81
вместе со слоем низкоуровневых программ таким образом, чтобы высокоуровневый код не
нуждался в изменении при переносе с одной платформы на другую.
1.1.3 Совместимость
Одним из аспектов совместимости является способность ОС выполнять
программы, написанные для других ОС или для более ранних версий данной
операционной системы, а также для другой аппаратной платформы.
Необходимо разделять вопросы двоичной совместимости и совместимости на
уровне исходных текстов приложений.
Двоичная совместимость достигается в том случае, когда можно взять
исполняемую программу и запустить ее на выполнение на другой ОС. Для этого
необходимы: совместимость на уровне команд процессора и совместимость на уровне
системных вызовов.
Совместимость на уровне исходных текстов требует наличия соответствующего
компилятора в составе программного обеспечения, а также совместимости на уровне
библиотек и системных вызовов. При этом необходима перекомпиляция имеющихся
исходных текстов в новый выполняемый модуль (важно для разработчиков приложений).
Совместимость на уровне исходных текстов важна в основном для разработчиков
приложений, в распоряжении которых эти исходные тексты всегда имеются. Но для конечных
пользователей практическое значение имеет только двоичная совместимость, так как только в этом
случае они могут использовать один и тот же коммерческий продукт, поставляемый в виде
двоичного исполняемого кода, в
различных операционных средах и на различных машинах.
1.1.4 Безопасность
Обеспечение защиты информации от несанкционированного доступа является
обязательной функцией сетевых операционных систем. В большинстве популярных систем
гарантируется степень безопасности данных, соответствующая уровню С2 в системе
стандартов США.
Основы стандартов в области безопасности были заложены "Критериями оценки
надежных компьютерных систем". Этот документ, изданный в США в 1983 году национальным
центром компьютерной безопасности (NCSC — National Computer Security Center), часто называют
Оранжевой Книгой.
В соответствии с требованиями Оранжевой книги безопасной считается такая
система, которая "посредством специальных механизмов защиты контролирует доступ к
информации таким образом, что только имеющие соответствующие полномочия лица или
процессы, выполняющиеся от их имени, могут получить доступ на чтение, запись,
создание или удаление информации".
Иерархия уровней безопасности, приведенная в Оранжевой Книге, помечает
низший уровень безопасности как D, а высший — как А.
Уровень D охватывает системы, оценка которых выявила их несоответствие
требованиям всех других классов.
Уровень С характеризуется наличием подсистемы учета событий, связанных с
безопасностью, и избирательного контроля доступа. Уровень С делится на 2 подуровня:
уровень С1, обеспечивающий защиту данных от ошибок пользователей, но не от действий
злоумышленников, и более строгий уровень С2. На уровне С2 должны присутствовать
средства секретного входа, обеспечивающие идентификацию пользователей путем ввода
уникального имени и пароля перед тем, как им будет разрешен доступ к системе.
Избирательный контроль доступа, требуемый на этом уровне позволяет владельцу
ресурса определить, кто имеет доступ к ресурсу и что он может с ним делать. Средства учета и
наблюдения (auditing) обеспечивают возможность обнаружить и зафиксировать любые попытки
создать, получить доступ или удалить системные ресурсы.
Системы уровня В основаны на помеченных данных и распределении
пользователей по категориям, то есть реализуют мандатный контроль доступа. Каждому
82
пользователю присваивается рейтинг защиты, и он может получать доступ к данным
только в соответствии с этим рейтингом. Этот уровень в отличие от уровня С защищает
систему от ошибочного поведения пользователя.
Уровень А является самым высоким уровнем безопасности, он требует в
дополнение ко всем требованиям уровня В выполнения формального, математически
обоснованного доказательства соответствия системы требованиям безопасности.
1.2 ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА ДИСКА
Файловая система является частью ОС и предназначена для обеспечения
пользователю удобного интерфейса при работе с хранящимися на диске данными. В
широком смысле понятие «файловая система» включает:
• совокупность всех файлов на диске;
• наборы структур данных для управления файлами;
• комплекс системных программных средств для управления файлами
;
Файл — именованная область на диске, где хранится логически связанная
совокупность данных.
S Размер файла в ОС определяется в байтах.
S ОС распознает формат файла по его расширению.
Тип файла Расширение
Исполняемые файлы Exe, com, bat
Текстовые файлы Txt, doc, rtf
Электронные таблицы Xls
Презентации Ppt
Графические файлы Gif, bmp, jpg, jpeg, tif
Звуковые файлы Wav, midi, mp3, wms
Видеофайлы Avi, mpeg
Веб-страницы Htm, html
Базы данных Dbf, mdb
Архивы данных Arj, rar, zip
S Файлы с расширением DLL являются динамически компонуемыми библиотеками.
;
Кластер — минимальная единица пространства диска, отводимого файлу.
На диске файл занимает свободные кластеры в различных частях диска, сведения
о номерах которых хранятся в таблице размещения файлов — FAT.
S Если размер кластера 512 байт, а размер файла 816 байт, то файл займет на диске 2
кластера.
;
Каталог — это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем
исходя из некоторых соображений, а с другой стороны — это файл специального вида,
содержащий системную информацию о составляющих его файлах.
В каталоге содержится список файлов и устанавливается соответствие между
файлами и их атрибутами. В разных файловых системах в качестве атрибутов
используются разные характеристики, например:
• информация о разрешенном доступе;
• владелец/создатель файла;
• признак «только для чтения» («скрытый файл», «системный файл»,
«архивный файл», «временный»);
• время создания, последнего доступа,
последнего изменения;
83
• размер файла.
Каталоги могут непосредственно содержать значения атрибутов файлов, или
ссылаться на таблицы, содержащие эти характеристики. Каталоги образуют дерево, если
файлу разрешено входить только в один каталог, и сеть, если файл может входить сразу в
несколько каталогов.
;
Права доступа к файлу — набор операций для каждого пользователя, которые он
может применить к данному файлу.
S В разных файловых системах может быть определен свой список операций доступа,
например, «создание файла», «уничтожение файла», «открытие файла», «чтение файла», «запись
в файл», «установление новых значений атрибутов», «переименование», «выполнение файла».
Функционирование любой файловой системы можно представить многоуровневой
моделью, в которой каждый уровень предоставляет некоторый набор функций
вышележащему уровню, а сам обращается с набором запросов на нижележащий уровень.
Запрос к файлу (операция, имя файла, логическая запись).
1. Символьный уровень. Определение по символьному имени файла его уникального
имени.
2. Базовый уровень. Определение по уникальному имени атрибутов файла.
3. Уровень проверки прав доступа. Проверка допустимости заданной операции к
заданному файлу.
4. Логический уровень. Определение координат логической записи в файле..
5. Физический уровень. Определение номера физического блока, содержащего логическую
запись.
К подсистеме ввода/вывода
1.2.1 Файловая система FAT32
Использование 32-разрядных записей увеличивает количество кластеров в разделе
до 268`435`456 (для сравнения в FAT16 — 65`536). Размер тома составляет 2 ТБ,
максимальный размер файла — 4 ГБ. Корневой каталог не имеет фиксированного места и
может иметь любой размер.
После выхода Windows XP файловая система FAT32 постепенно сдает свои позиции.
Структура диска FAT32
Главная загрузочная область. Хранит информацию о разделах диска, а также указание
для BIOS, где хранятся основные файлы ОС.
Таблица разделов. Хранит информацию о дорожках, секторах, головках, о типе
файловой системы.
Загрузочный сектор. Хранит информацию о размере кластера, типе и размере FAT.
Таблица размещения файлов-1. Хранит информацию о размещении файлов на диске.
Корневой каталог. Хранит информацию о типе файлов, их названиях, размерах, дате
создания, номер начального кластера.
Область данных.
………………….
Таблица размещения файлов-2. Копия FAT.
Область данных.
………………….
84
1.2.2 Файловая система NTFS
Файловая система NTFS (New Technology File System) используется в операционных
системах Windows NT/2000/XP. Размер кластера варьируется от 512 байт до 64 КБ.
При установке файловой системы NTFS 12% общего объема диска отводится под
MFT (Master File Table) — общую таблицу файлов. Каждая запись в MFT соответствует
какому-нибудь файлу и занимает около 1 КБ. По сути, это каталог всех находящихся на
диске файлов. Первые 16 файлов (метафайлы) в MFT-зоне содержат служебную
информацию. Имена метафайлов начинаются с символа $, например: $MFT — сам MFT-
файл; $Boot — загрузочный сектор; $Bitmap — карта свободного места раздела.
;
Каталог — это метафайл, хранящий имена файлов, атрибуты и ссылку на MFT-
файл, где хранится вся остальная информация.
Каталог представлен бинарным деревом. Поиск файла осуществляется методом
деления каталога пополам. Файлов как таковых нет, а есть потоки. Один поток — это сами
данные, другие потоки — атрибуты файла.
Зависимость размера кластера от размера раздела для NTFS
Размер раздела Количество секторов в кластере Размер кластера
До 512 Мбайт включительно 1 512 байт
513-1024 Мбайт (1 Гбайт) 2 1 Кбайт
1025-2048 Мбайт (2 Гбайт) 4 2 Кбайт
2049-4096 Мбайт (4 Гбайт) 8 4 Кбайт
4097-8192 Мбайт (8 Гбайт) 16 8 Кбайт
8193 16 384 Мбайт(16 Гбайт) 32 16Кбайт
16385-32768 Мбайт (32 Гбайт) 64 32 Кбайт
От 32 678 Мбайт 128 64 Кбайт
1.2.3 Физическая организация файла
Физическая организация файла описывает правила его расположения на
устройстве внешней памяти. Файл состоит из физических записей — блоков.
;
Блок — наименьшая единица данных, которой внешнее устройство обменивается с
оперативной памятью.
Непрерывное размещение. Файлу предоставляется последовательность блоков
диска. Для задания адреса файла достаточно указать номер начального блока. Недостаток
— фрагментация.
Размещение в виде связанного списка блоков. В начале каждого блока содержится
указатель на следующий блок. Адрес файла задается номером первого блока.
Фрагментация отсутствует, так как каждый блок может быть присоединен в цепочку
какого-либо файла. Недостаток: последовательное чтение цепочки блоков для доступа к
заданному месту файла.
Размещение в виде связанного списка индексов. С каждым блоком связывается
индекс, который содержит номер следующего блока данного файла. Для доступа к
заданному месту файла читается блок индексов, отсчитывается нужное количество блоков
файла по цепочке и определяется номер нужного блока.
S Раздел файловой системы в ОС Windows, содержащий имена файлов и папок,
сведения об их размещении на носителе информации — это таблица FAT или NTFS.
1.3 СИСТЕМА ПРЕРЫВАНИЙ
Система прерываний — основной механизм функционирования ОС.
;
Прерывание означает прекращение выполнения текущей команды для обработки
некоторого события, после чего осуществляется возврат в выполнению прерванной
программы.
Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой (принтер, клавиатура).
Приоритеты запросов прерывания внешних устройств распределяются путем их
85
физической коммутации по отношению к процессору и могут быть изменены только
физической перекоммутацией, но не программно.
Логические прерывания возникают при нештатной ситуации (деление на 0,
переполнение регистров).
Программные прерывания возникают, когда одна программа хочет получить
сервис со стороны другой программы. При вызове прерывания процессор оставляет свою
работу, загружает адрес программы обработки прерывания и передает ей управление. По
окончании работы программы прерывания управление передается основной программе,
которая была прервана.
;
Время реакции — это время между появлением сигнала запроса на прерывание и
началом выполнения программы обработчика прерываний.
;
Глубина прерывания определяется максимальным числом программ, которые
могут прерывать друг друга.
Запросам на прерывание присваивается номер (тип прерывания), по которому
определяется адрес обработчика прерывания. Переход к одному из 256 обработчиков
прерывания осуществляется с помощью таблицы векторов прерываний.
2 КРАТКИЙ ОБЗОР ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
СЕМЕЙСТВА WINDOWS
2.1 ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИОННОЙ СРЕДЫ
Операционная система Windows ориентирована на организацию удобной среды
работы пользователя на персональном компьютере.
Windows прошла путь от графической оболочки операционной системы MS DOS в
первых версиях до полноценной операционной системы (Windows 95/98/2000/XP).
В 1981 г. компания Miсrosoft приступила к работе над графической средой для
персональных компьютеров (после выпуска операционной системы MS DOS 1.0)
Апрель 1983 г. Выпуск программы Interface Manager, которая, несмотря на серию
доработок, не была принята.
Июнь 1985 г. Windows 1.0. Этот вариант так же не нашел поддержки, но работа в
этом напралении была продолжена.
Октябрь 1987 г. Windows 2.0. Разработан табличный процессор Microsoft Excel и
ряд текстовых процессоров, в том числе Word 1.0. В версии Windows для компьютеров с
микропроцессором 80386 впервые реализована многозадачность.
Май 1990 г. Windows 3.0 — графическая оболочка операционной системы MS
DOS; полноценный графический интерфейс, поддержка режима многозадачности. В
системе Windows унифицированы работы с внешними устройствами, приложениям
предоставлен типовой интерфейс. Появление Диспетчера программ; переход на более
удобный способ управления компьютером с помощью мыши. Тем не менее, надежность
работы Windows 3.0 была невысокой.
Апрель 1992 г. Windows 3.1. Начиная с этой версии, реализована заложенная в
процессоре 80386 и выше возможность организации виртуальной памяти. Недостаточный
объем оперативной памяти компьютера проявлялся лишь в некотором замедлении работы
системы. Магистральным направлением развития Windows становятся сетевые средства.
Windows NT: NT 3.1 (1993 г.), NT 3.5 (1994 г.), NT 3.51 (1995 г.), NT 4.0 (1996 г.).
Сентябрь 1995 г. Операционная система Microsoft Windows 95 — первая
графическая операционная система для компьютерной платформы IBM PC. Достоинства
Windows 95 весьма значительны, но при эксплуатации был обнаружен невысокий уровень
надежности работы.
86
1998 г. Операционная система Windows 98; в комплект стандартных программ
включен ряд программных продуктов, до этого поставлявшихся отдельно. Благодаря
одинаковой концепции Windows 95 и Windows 98 очень близки между собой по
выполняемым функциям и предоставляют пользователю для работы весьма похожие, а
зачастую и одинаковые интерфейсы.
Windows 98 более производительна, так как файловая система FAT 32 (по сравнению
с FAT 16) позволяет рационально использовать диски. FAT 32 оперирует кластерами меньших
размеров, в результате чего повышается эффективность использования объема диска. В состав
Windows 98 включена служебная программа, которая позволяет преобразовать на диске файловую
систему FAT 16 в FAT 32.
Февраль 2000 г. Windows 2000 отличается от NT версии 4 гораздо сильнее, чем NT
4.0 от NT 3.51. Можно выделить три основных различия: увеличилась надежность и
масштабируемость, возросла легкость использования, расширена поддержка аппаратного
обеспечения. Windows 2000 поддерживает компьютеры с 8, 16 и даже 32 процессорами.
Среди новых служб Windows 2000 особое место занимает служба каталога Active Directory
(AD), которую разработчики Microsoft сделали частью операционной системы.
Служба единого каталога (AD) выполнена в виде иерархической базы данных с
информацией обо всех пользователях, компьютерах, а также совместно используемых
приложениях и данных. База данных службы AD вмещает примерно от 1,5 до 20 млн.
пользовательских учетных записей и легко расширяется.
Служба удаленной установки (Remote Installation Service — RIS) упрощает
инсталляцию Windows 2000 Professional (Windows 2000 Pro) и руководит созданием на
рабочей станции нужной конфигурации. Политики группы размещаются в AD и позволяют
размещать пользовательские каталоги My Documents на серверах сети, что облегчает
создание резервных копий. Приложения и сама ОС могут самовосстанавливаться после
удаления или иных нарушений в программных файлах. Если некорректная программа
Setup случайно перезапишет системный файл Windows 2000 своим собственным
вариантом, то ОС автоматически восстановит его.
Windows 2000 позволяет задать ограничения (квоту) на доступное пользователю
дисковое пространство. Устанавливается единый для всех размер ограничения либо
производится индивидуальная настройка квоты вручную.
В Windows 2000 включено программное обеспечение для поддержки
универсальной последовательной шины USB, технологии Plug-and-Play.
Октябрь 2001 г. Windows XP. В основе системы Windows XP Professional лежит
проверенный код Windows NT® и Windows 2000, характеризуемый 32-разрядной
вычислительной архитектурой и полностью защищенной моделью памяти.
Отличительные особенности Windows XP Professional
Средство проверки драйверов устройств, созданное на основе аналогичного
средства ОС Windows 2000, обеспечивает более тщательное испытание драйверов, что
гарантирует максимальную стабильность системы.
Поддерживается до 4 ГБ оперативной памяти и до двух симметричных
микропроцессоров (масштабируемая поддержка памяти и процессора).
Сохранив ядро Windows 2000, ОС Windows XP Professional приобрела обновленный
внешний вид. Типичные задачи объединены и упрощены, добавлены новые визуальные
подсказки, помогающие пользователю в работе с компьютером.
ОС адаптируется к особенностям работы конкретного пользователя. В обновленном
меню «Пуск» первыми появляются наиболее часто запускаемые приложения. При
открытии нескольких файлов в одном приложении открывающиеся окна объединяются
под одной кнопкой панели задач. Неиспользуемые объекты в области уведомления
скрываются.
Благодаря интеллектуальному контролю состояния центрального процессора
сокращен объем потребляемой им энергии. ОС предоставляет более точные данные об
87
оставшемся заряде, что позволяет предотвратить преждевременное отключение
компьютера.
Каждый модуль в структуре Windows XP выполняет определенную функцию и
имеет определенный интерфейс с другими модулями.
Уровень аппаратных абстракций должен предоставлять операционной системе
абстрактные устройства, лишенные всех пороков и недостатков реальных устройств. К
моделируемым устройствам относятся кэш-память, расположенная вне микросхемы,
тактовые генераторы, шины ввода/вывода, контроллеры прерываний, контроллеры
прямого доступа к памяти.
Ядро и все драйверы устройств, при необходимости, получают
непосредственный доступ к аппаратному обеспечению. Ядро поддерживает прерывания,
синхронизацию процессов, синхронизацию процессоров в многопроцессорных системах,
управление временем. Основная задача уровня ядра — сделать остальную часть
операционной системы полностью независимой от аппаратного обеспечения
(переносимой). Каждый драйвер устройств может управлять одним или несколькими
устройствами ввода/вывода.
Рис. 1 Структура Windows XP
Исполняющая система имеет независимую архитектуру, поэтому ее можно
переносить на другие машины. Самый нижний уровень содержит файловые системы и
диспетчер объектов. Файловые системы управляют файлами и каталогами. Диспетчер
объектов управляет процессами, программными потоками, каталогами, устройствами
ввода/вывода, тактовыми генераторами и т. п.
Следующий уровень составляют:
Диспетчер ввода/вывода обеспечивает управление устройствами ввода/вывода, а
также предоставляет базовые услуги по вводу/выводу.
Диспетчер кэш-памяти имеет дело с файловыми блоками и помогает диспетчеру
виртуальной памяти определить, какие из них надо сохранить в памяти для использования
в будущем. Windows XP можно конфигурировать для работы с несколькими файловыми
системами и диспетчер кэш-памяти управляет всеми файловыми системами.
Диспетчер виртуальной памяти реализует архитектуру виртуальной памяти с
подкачкой страниц по требованию.
88
Диспетчер процессов и потоков управляет процессами и программными
потоками, их созданием и удалением.
Монитор безопасности включает механизм безопасности Windows XP, который
соответствует требованиям Оранжевой книги министерства обороны США.
Интерфейс графических устройств управляет выводом изображений на
мониторе и принтерах; предоставляет драйверы устройств для вывода графики.
Модуль Win32 управляет системными вызовами.
Системные службы предоставляют интерфейс к исполняющей системе;
получают системные вызовы Windows XP и для их выполнения вызывают другие части
исполняющейся системы.
Вне ядра находятся пользовательские программы и подсистема окружения.
Изначально существовали три подсистемы окружения: Win32 (для программ Windows NT,
Windows 2000, Windows XP и Windows 95/98/ME), POSIX (для переносимых программ
UNIX) и OS/2 (для переносимых программ OS/2). Из них на данный момент
поддерживается только подсистема Win32.
В ОС Windows XP имеются все необходимые сведения о самой операционной
системе и компьютере, на котором она установлена. Центр справки и поддержки позволяет
быстро получить:
• понятные инструкции по выполнению конкретных действий;
• исчерпывающие статьи на интересующие темы;
• советы по устранению неполадок.
При установке на жесткий диск ОС Windows создаётся много различных папок.
Далее приводятся некоторые из них.
Системные папки ОС Windows
Папка Что хранит
All Users Рабочий стол и Главное меню, которые используются всеми
пользователями ПК.
Application Data Различные дополнительные программные надстройки, которые
создаются самими же программами. Чаще всего здесь хранятся лишь
части программ фирмы Microsoft.
Applog log-файлы приложений. Windows создаёт их автоматически при
каждом запуске приложений. Здесь находятся описания того, как
работали программы, что они запускали, какие ошибки делали.
Config Файлы конфигурации оборудования ПК. Настраиваются
конфигурации в панели управления в настройках Система.
Catroot Каталоги безопасности Windows, сжатые в архив.
Cookies Специальные файлы, которые отражают деятельность пользователя в
Internet.
Cursors Курсоры для мыши.
Fonts Шрифты.
Help Файлы справки Windows и её встроенных приложений.
History Журнал ранее просмотренных ссылок в Internet.
Inf inf-файлы, которые содержат параметры установки устройств в
Windows.
Media Звуковые файлы Windows.
Recent Ярлыки для пятнадцати документов, открывавшихся в последнее
время. Её содержимое — основа для меню Документы.
ShellNew Дополнение к меню Создать, с помощью которого можно создавать
документы, папки, ярлыки и др.
89
Sysbckup Резервные копии файлов, необходимых Windows.
System Драйверы, программное ядро Windows, различные части приложений
(dll библиотеки), части Панели управления (cpl. файлы) и др.
System32 Дополнение к папке System, содержит в основном драйверы.
Temp Место для хранения tmp-файлов (временные файлы, которые
создаются приложениями во время работы).
Twain_32 Некоторые элементы TWAIN.
Web Web-страницы.
2007 г. Windows Vista. Многие существенные изменения в ОС Windows Vista не
затрагивают собственно ядро системы, а касаются усовершенствований оболочки
(например интегрированный поиск на рабочем столе), работы в сети (например новый стек
протоколов и двусторонний брандмауэр) и графической модели нового поколения (Aero™
Glass, платформа Windows® Presentation Foundation, диспетчер окон рабочего стола и
новая модель графических драйверов).
ОС Windows Vista содержит множество усовершенствований в области процессов
и потоков, включая использование счетчика циклов центрального процессора для более
равномерного выделения ресурсов, а также новую службу Multimedia Class Scheduler
Service (MMCSS), способствующую безошибочному воспроизведению содержимого
мультимедийными приложениями. Все версии ОС Windows NT® до Windows Vista
включительно выполняют подпрограммы прерывания интервального таймера примерно
каждые 10 или 15 мс, в зависимости от аппаратной платформы. Подсчет времени на основе
интервалов может подходить средствам диагностики, сообщающим загрузку ЦП
процессами и потоками.
Windows Vista — это полноценная 64-битная система. Релизы 64-битной и 32-
битной Windows Vista поступят в продажу одновременно. Обе версии имеют одинаковую
функциональность.
В Windows Vista появилась новая технология, которая называется SuperFetch
(“СуперВыборка”). SuperFetch определяет, какие приложения и компоненты системы
наиболее часто используются пользователем и выполняет предзагрузку этих программ в
оперативную память. Алгоритм, заложенный в основу SuperFetch, позволяет определить не
только то, как часто пользователь открывает определенные файлы, но и в какое время он
чаще всего использует то или иное приложение. Технология SuperFetch достаточно
интеллектуальна и для того чтобы определить приоритет программ в реальном времени.
Так, например, она не даст программам, выполняющимся в фоновом режиме (например,
антивирусу) приоритет выше, чем тем, которые активно используются в данный момент
пользователем. Благодаря этому практически исключено притормаживание компьютера
при выполнении системой ресурсоемких фоновых задач.
Основа ядра в Windows Vista та же, что и в Windows 2000 и XP, но серьезным
изменениям подверглось обеспечение защищенности ядра. Некоторые операционные
системы могут быть запущены в защищенном режиме.
2009 г. Windows 7 — операционная система семейства Windows NT, следующая за
Windows Vista.
В линейке Windows NT система носит номер версии 6.1 (Windows 2000 — 5.0, Windows
XP — 5.1, Windows Server 2003 — 5.2, Windows Vista и Windows Server 2008 — 6.0).
В ОС Windows 7, по сравнению с Windows Vista, были внесены существенные
изменения, позволившие повысить скорость загрузки и производительность операционной
системы, ее защищенность и стабильность, а также снизить энергопотребление. Windows 7
содержит новые средства устранения неполадок, восстановления процессов, диагностики
зависаний сети без уведомления пользователя.
90
2.2. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОС СЕМЕЙСТВА WINDOWS
1. 62-разрядная архитектура
Windows полностью обеспечивает работу 32-разрядных программ; 16-разрядные
программы также успешно функционируют, но они не могут задействовать все ресурсы
системы. 32-разрядные программы занимают больше оперативной дисковой памяти, чем
16-разрядные, но это компенсируется увеличением скорости работы и удешевлением всех
видов памяти.
2. Многозадачность и многопоточность
Windows является многозадачной, т.е. способна “одновременно” выполнять
несколько программ. Один микропроцессор может выполнять инструкции только одной
программы, но операционная система настолько быстро реагирует на потребности той или
иной программы, что создается впечатление одновременности их работы.
Многозадачность может быть кооперативной и вытесняющей.
Кооперативная многозадачность. Операционная система не занимается
распределением процессорного времени. Активная программа самостоятельно решает,
отдавать ли процессор другой программе на момент обращения к системе за какой-либо
услугой (ввод/вывод на внешнее устройство и т.п.). Фоновым задачам выделяется
процессорное время при простое приоритетной задачи. Кооперативная многозадачность
реализована в среде Windows 3.1.
Вытесняющая многозадачность. Распределением процессорного времени между
программами занимается операционная сиcтема. Каждой задаче выделяется
фиксированный квант времени процессора, по истечении которого система вновь получает
управление. Если задача обращается к операционной системе до истечения ее кванта
времени, — это также служит причиной переключения задач. Такой режим
многозадачности Windows 95 реализует для 16-разрядных программ DOS и 32-разрядных
приложений.
Многопоточность операционной системы означает, что работающие программы
(процессы) могут разделяться на несколько частей, самостоятельно претендующих на
процессорное время.
3. Графический пользовательский интерфейс
;
Интерфейс — совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие
устройств, программ и человека.
Пользовательский интерфейс обеспечивает взаимодействие пользователя с
персональным компьютером.
Символьный интерфейс используется обычно при работе видеосистемы в
текстовом режиме, когда информация выводится на экран монитора посимвольно.
До появления Windows все операционные системы предоставляли пользователю
символьный интерфейс. Он достаточно экономичен по потреблению ресурсов и способен
обеспечить вполне комфортную работу пользователя.
Графический интерфейс предполагает, что видеосистема может работать в
графическом режиме, т. е. выводить на экран монитора информацию поточечно.
Графический интерфейс по сравнению с символьным воспринимается как более понятный
и интуитивно ясный.
При разработке Windows использовались графические средства: рисунки,
специальные значки, цветовое оформление, разнообразные начертания шрифтов, дизайн
экрана и др. «Дружественный» по отношению к человеку интерфейс не требует
специальных программистских знаний. Графический интерфейс Windows позволяет более
оперативно задавать команды операционной системе, запускать программы, выбирать
файлы и параметры, указывая на соответствующие значки, кнопки, пункты меню,
элементы списка, флажки и др. Принятая концепция графического пользовательского