Обзор операционных систем Windows

Операционные системы корпорации Microsoft условно можно разделить на три семейства: однозадачные версии (MS-DOS), многозадачные (Windows 95/98/МЕ) и серверные (Windows NT).

История развития Microsoft начиналась в 1981 г., когда корпорация IBM создала персональный компьютер IBM PC, оснащённый 16-разрядной однопользовательской операционной системой реального режима с командной строкой MS-DOS 1.0. Эта операционная система поставлялась фирмой Microsoft, известной в те годы как разработчик интерпретатора BASIC. Многие команды одинаковы и для MS-DOS, и для режима командной строки Windows.

Microsoft решила добавить к операционной системе MS-DOS графический интерфейс пользователя (оболочку), которую она назвала Windows. Операционные системы Windows 1.0 и Windows 2.0, выпущенные соответственно в 1985 и 1987 гг., были неудачными. А версии 3.1 и 3.11 добились большого коммерческого успеха. Ни одна из этих версий не являлась настоящей операционной системой. Это был скорее графический интерфейс поверх MS-DOS, которая продолжала управлять машиной и файловой системой. Все программы работали в одном и том же адресном пространстве, ошибка одной из них могла привести к зависанию всей системы.

Версии Windows 95/98/МЕ, как и новая версия MS-DOS 7.0, содержали большинство особенностей монолитной операционной системы, включая виртуальную память и управление процессами. Однако фактически 32-разрядная Windows запускалась поверх 16-разрядной MS-DOS.

Полностью 32-разрядная Windows NT (New Technology) известна как серверная ОС версий 3.1, 4.0 и 5.0 (Windows 2000). Продолжение – 32 и 64-разрядные Windows ХР (NT 5.1), Windows Server 2003 (NT 5.2), Windows Vista (NT 6.0), Windows Server 2008, в конце 2009 г. выпущена в продажу Windows 7 (NT 6.1). Широко известны версии Windows Mobile для мобильных устройств (коммуникаторы, смартфоны). В настоящее время (сентябрь 2012 г.) ведётся тестирование очередной версии – Windows 8.

Windows совмещает простоту пользовательского интерфейса с широкими возможностями управления. Основные технологические принципы: WYSIWYG (What You See Is What You Get – что видишь, то и получаешь); Plug and Play (включай и работай); OLE (Object Link and Embedding – связывание и внедрение объектов); Drag and Drop (перетащить и отпустить).

Принцип WYSIWYG воплощён в графическом интерфейсе Windows. Это не только интуитивно понятные графические образы пользовательского интерфейса (значки, пиктограммы), но и практически полное соответствие распечатанного документа его изображению на экране при просмотре и редактировании.

Технология Plug and Play предназначена для автоматического распознавания и настройки подключаемых к компьютеру устройств. Это существенно упрощает настройку и управление оборудованием, обеспечивает работу без задержек и сбоев.

Технология OLE обеспечивает взаимосвязь приложений и создание комплексных (составных) документов, позволяет централизовать работу в пределах одного приложения и в одном документе, связывая и внедряя объекты из других приложений. Объект – данные, перемещаемые из одного приложения в другое с сохранением исходного формата. Составной документ – документ, содержащий один или несколько объектов. Для обмена данными используется технология «клиент-сервер». Клиент – приложение, в котором создан составной документ (документ-клиент), содержащий объекты. Сервер – приложение, которое клиент вызывает для работы с объектом. Объекты бывают двух типов: связанные – когда они существуют в отдельных файлах (возможно редактировать связанные объекты отдельно от документа); внедрённые – находятся внутри основного файла документа (удобно переносить – все объекты в одном файле).

Технология Drag and Drop позволяет копировать и перемещать различные объекты (файлы, фрагменты документов). Кроме того, эта технология позволяет изменять размеры и местоположение объектов (окна, элементы управления), настраивать пользовательские панели инструментов и выполнять другие операции (открывать документы с помощью указанного приложения, помещать в очередь печати).

Наиболее распространёнными можно считать версии WindowsХР и Windows Vista, установленные на многих находящихся в эксплуатации компьютерах, а также Windows 7, распространяемые чаще всего с новыми персональными компьютерами. Постоянное усовершенствование ОС проявляется в устранении обнаруженных ошибок и добавлении новых возможностей (пакеты обновлений и исправлений, SP – Service Pack). Новые возможности направлены на повышение потребительских качеств: удобство и простота, надёжность и безопасность, функциональность и стоимость.

Отметим некоторые новые возможности Windows Vista и Windows 7:

1. Пользовательский интерфейс АЭРО (Authentic, Energetic, Reflective, Open – Аутентичный, Энергичный, Разумный, Открытый). Стиль Windows Aero обеспечивает визуальные эффекты высочайшего качества. В его основе лежит дизайн меню «Пуск» и окон с эффектом рамки из полупрозрачного стекла, плавной анимацией и новыми цветами. К новым функциям относится эргономичное пролистывание открытых окон в трёхмерном пространстве и эскизы кнопок панели задач.

2. Модель драйверов видеоустройств Windows (WDDM – Windows Display Driver Model), обеспечивающая более высокий уровень надёжности и эффективное использование ресурсов современного графического оборудования.

3. Боковая панель Windows с мини-приложениями – это длинная вертикальная панель сбоку рабочего стола. Она содержит мини-программы – мини-приложения, предоставляющие короткую справку и быстрый доступ к часто используемым средствам. Мини-приложения позволяют, например, показывать часы, слайды, просматривать постоянно обновляемые заголовки новостей и искать контакты. Некоторые мини-приложения созданы специально для устройств, работающих с платформой Windows SideShow – это дополнительный экран, имеющий доступ к информации на компьютере. С помощью таких устройств можно найти следующую запланированную встречу, читать сообщения электронной почты или просматривать новости даже без включения компьютера.

4. Функция мгновенного поиска (в текущем расположении и индексированных местах), интегрированная в проводник Windows. Панель поиска располагается в верхней части каждой папки (а также в нижней части меню «Пуск»). Текущее представление фильтруется на основе вводимого текста. Поиск основывается на тексте в имени файла и самом файле, метках и других свойствах файла.

5. Повышенная производительность. (Регулярная автоматическая дефрагментация жёсткого диска. Windows ReadyBoost – повышение быстродействия компьютера за счёт использования съёмных носителей «быстрой» флэш-памяти. Windows SuperFetch – эффективное управление памятью позволяет быстрее получать доступ к данным. Оптимизация осуществляется за счёт выявления закономерностей в работе пользователя с приложениями.)

6. Функция контроля учётных записей (UAC – User Account Control). Благодаря этой функции пользователи с обычными учётными записями, не имеющими административных полномочий, не могут изменять важные параметры системы и устанавливать неразрешённые приложения, которые могут содержать вирусы и программы-шпионы.

7. Функция защиты ресурсов Windows (WRP – Windows Resource Protection) обеспечивает дополнительную защиту от внесения потенциально опасных изменений в конфигурацию системы. Первое – защита параметров системного реестра от случайного изменения пользователями или несанкционированным ПО. Второе – защита системных файлов и параметров от изменений, инициированных любым процессом, кроме доверенного установщика Windows.

8. Шифрованная файловая система (EFS – Encrypting File System) служит для шифрования файлов и папок на уровне пользователя. Например, если на одном компьютере работают два пользователя, то каждый из них может шифровать свои EFS-файлы так, чтобы они были недоступны другому без соответствующих ключей (Cipher.exe в окне командной строки позволяет посмотреть состояние шифрования текущей папки и содержащихся в ней файлов). Ключ привязывается к сертификату шифрования, может храниться на смарт-карте.

9. Усовершенствованы средства диагностики и устранения ошибок, управление электропитанием, введена поддержка гибридных жёстких дисков, протокола IPv6, реализован доступ к удалённому рабочему столу с использованием протокола http.

10. Снижение стоимости обслуживания за счёт сокращения количества неполадок, оказания помощи пользователям в самостоятельном устранении неполадок, сокращения времени обслуживания, уменьшения стоимости поддержки удалённых пользователей.

В конце 2012 года начались продажи Windows 8, к основным отличиям которой от предшественниц относится новый «плиточный» интерфейс, ориентированный на работу с сенсорным экраном.

Вопросы и тестовые задания для самоконтроля

1. Что такое программа, программное обеспечение?

2. Какие уровни включает в себя структура ПО?.

3. Для чего предназначено системное программное обеспечение?

4. В чем состоит назначение прикладного программного обеспечения?

5. Для чего предназначены инструментальные системы (системы программирования)?

6. Какова структура системного программного обеспечения?

7. Каково назначение базового программного обеспечения?

8. Программа, запускаемая при включении персонального компьютера, осуществляющая диалог с пользователем, организующая управление ресурсами компьютера и реализующая выполнение других программ, называется:

1) операционной системой;

2) драйвером;

3) файловым менеджером;

4) утилитой.

9. Перечислите основные функции операционной системы.

10. Расскажите о видах интерфейса пользователя, применяемых в разных операционных системах.

11. Что означает «интерфейс командной строки»?

12. Какие виды интерфейса обеспечивает операционная система?

13. Приведите классификацию операционных систем.

14. Программа, осуществляющая управление устройством ввода-вывода (обычно поставляется производителем устройства), называется:

1) операционной системой;

2) драйвером;