Реферат: Обзор операционных систем

Когда работа над средой  Windows только начиналась, в распоряжении  Microsoft был компьютер с процес­сором 8088 и максимальным объемом памяти 640 Кбайт. Предполагалось, что пользователи этой среды имеют порядка 256 Кб памяти, а жесткий диск им не доступен из-за высокой цены. Наилучшим графиче­ским адаптером в те времена был CGA с разрешением 320 на 200 при работе с четырьмя цветами. Адаптер Hercules обеспечивавший разрешение 720 на  348 в монохромном режиме был тогда новинкой. Работа графической среды в таких условиях была безумно медленной. В 1983 г стали просачиваться первые сведения о разработке Windows.

К концу 1984 года казалось, разработка Windows не завершится никогда. В ноябре 1984 года фирма Microsoft объявила, что поставка Windows отложена до июня следующего года. К тому времени на рынке присутствовали два аналогичных продукта - Top View фирмы IBM и Vision фирмы VisiCorp, оба работавшие в текстовом режиме.

В то время Билл Гейтс возлагал большие надежды на графическую пользовательскую среду (концепции  "компьютер в каждом доме и на каждом столе" и "мгновенно доступная информация" пришли не­сколько позже). Несмотря на высокую цену и низкую производительность, на рынке ощущалось некоторое влияние компьютеров Macintosh, хотя в 1984 году появились компьютеры IBM РС и Compaq.

Windows 1.0

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.

По сравнению с интерфейсом Macintosh, среда Windows 1.0 выглядела, мягко говоря, "бледно". Окна на экране не перекрывались (а располагались, запол­няя экран, что называется tile), но имели кнопки для изменения размера и могли перемещаться мышью. В первой версии Windows не была реализована мета­фора "рабочей поверхности" (desktop), к тому времени уже имевшаяся в среде Мас и в графической обо­лочке GEM фирмы Digital Research. Программа управления файлами MS- DOS Executive работала в текстовом режиме.

Среда Microsoft Windows 1.0 не была требовательна к ресурсам: для ее работы было достаточно 256 Кбайт памяти и компьютера с двумя дисководами. Но как показал опрос первых пользователей, наличие жест­кого диска и 640 Кбайт памяти существенно повы­шали производительность среды. Ряд проблем был решен, когда фирма Microsoft ввела поддержку рас­ширенной памяти (LIM), стандарт которой был изна­чально разработан фирмой Lotus для работы элек­тронной таблицы 1-2-3.

Используя расширенную память, среда Windows 1.03 могла скопировать код и данные в расширенную па­мять вместо жесткого диска, но программы могли выполняться только в оперативной памяти. Для Windows 1.0 поставлялось немного прикладных про­грамм Aldus Page Maker 1.0 (перенесенный с Macintosh) и графический пакет In-A-Vision фирмы Micrografx. Обе программы работали чрезвычайно медленно, даже на компьютерах класса PC AT.

Очевидно, что для того, чтобы Windows заняла лиди­рующее положение, требовались коренные измене­ния. В 1987 году произошло два значительных собы­тия: была объявлена первая версия системы управле­ния электронными таблицами Excel for Windows (почему-то версии 2.0) и новая версия среды Windows.

Windows 2.0

Годом позже среда Windows была поделена на два продукта, символизируя тем самым разделение рынка на системы с процессором 386 и без него. Версия Windows/286 была улучшенной версией Windows 2.0 с поддержкой протокола управления расширенной памятью EMS 4.0. Версия Windows/386 предостав­ляла несколько больше возможностей. Используя аппаратные преимущества процессора 80386, эта среда могла эмулировать расширенную память в до­полнительной памяти и выполнять одновременно несколько программ, работая в виртуальном 8086 режиме процессора 80386.

Но даже при наличии Windows/386, высокопроизво­дительных процессоров, значительного количества памяти и поддержке VGA-графики среде Windows не доставало большого количества прикладных про­грамм. Большинство фирм - производителей про­граммного обеспечения делали ставку на OS/2. К их числу относились Borland и Lotus. В их планы разра­ботка приложений для среды Windows в ближайшее время не входила

По сравнению с версией 1.0, версия Windows 2.0 имела ряд совершенствований. Тогда как программа MS-DOS Executive по-прежнему работала в текстовом режиме и не было графической программы управле­ния файлами и рабочей области, появились перекры­вающиеся окна с кнопками максимизации и миними­зации. Поддержка перекрывающихся окон стала одной из причин длительных судебных процессов между фирмой Apple и фирмами Digital Research  (графическая оболочка GEM) и Microsoft. Окна могли перемещаться по экрану; была реализо­вана поддержка клавиатурных эквививалентов для большинства стандартных команд и функций меню.

Не менее важным было введение протокола динами­ческого обмена данными (DDE), и пакет Excel явился первым примером использования этой кон­цепции. Протокол давал возможность установить ди­намическую связь между приложениями. Аналогич­ный протокол был реализован, фирмой Apple только в рамках операционной системы System 7 в 1990 году.

Windows 3.0

Крупным шагом вперед стал выпуск в мае 1990 года версии Windows 3.0. Фирма Microsoft  ввела под­держку защищенного  режима процессоров 80286 и  80386, что давало прикладным программам больше памяти. Поддержка 386 расши­ренного  режима была перенесена из Windows/386. Прикладным программам теперь отводилось до 16 Мбайт памяти, причем не странично организованной, как в LIM EMS, а доступной для одновременного ис­пользования. Была реализована псевдомногозадач­ность и возможность выполнения DOS- программ в окне.

Заметно улучшился пользовательский интерфейс. Программы управления файлами File Manager и Program Manager были выполнены в стиле самой среды, появилась программа конфигурации Control Panel, были добавлены пропорциональные шрифты, а также объемные интерфейсные элементы: полосы прокрутки и кнопки.

Изменения в работе дисплейных драйверов и воз­можность адресации большего объема памяти позво­лили Windows работать существенно быстрее. Нако­нец-то, и пользователи, и разработчики программных продуктов получили именно ту среду, которую они так долго ждали.

Среди фирм - производителей программного обеспе­чения началась поистине Windows-истерия: все, что можно и нельзя было перенести в эту среду, получало название for Windows: компиляторы, электронные таблицы, графические пакеты, коммуникационные программы, игры  -  все шло на алтарь Windows. В такой гонке многие фирмы задыхались, отставали, другие вырывались вперед. Друзей не было и нет, небольшие и крупные фирмы, вовремя не развернув­шиеся в сторону Windows, сметались с пути, их ску­пали, с ними объединялись, обменивались акциями, одним словом, неповоротливые клиенты просто уничтожались. Многие фирмы росли как на дрожжах: еще вчера они предлагали один - два продукта, рабо­тающих в среде DOS, а сегодня - широкий спектр Windows-продуктов. Пусть не очень высокого каче­ства, но зато сегодня.

Windows 3.1

Несмотря на все улучшения, в среде Windows 3.0 были и существенные упущения: недостаток систем­ных ресурсов, что делало невозможным использова­ние имеющейся памяти, и знаменитые системные ошибки (UAE), происходившие намного чаще, чем этого можно было ожидать. Решение этих проблем привело к появлению версии Windows 3.1, которая изначально планировалась как небольшое улучшение версии 3.0. На самом деле введение поддержки мас­штабируемых шрифтов технологии TrueType и ис­правление ряда принципиальных ошибок превратило Windows 3.1 в самостоятельный проект, к которому в результате добавились значительные новшества. Так, был реализован протокол создания составных доку­ментов OLE, документирован протокол Drag-and-Drop, улучшен интерфейс с протоколом DDE (библиотека DDEML), введены панели диалога об­щего назначения (COMMDLG), в ответ на многочис­ленные запросы были открыты ранее недокументиро­ванные функции и рабочие области ядра (TOOLHELP). Одним словом, среда Windows превра­тилась в хороший инструмент для разработчиков и удобный графический интерфейс для пользователей.

Windows for Workgroups 3.11

В ноябре 1992 года фирма Microsoft выпустила не­сколько обновленную версию Windows - Windows for Workgroups 3.11, первую операционную систему Windows, включающую в свой состав сетевые сред­ства. Данная система логически продолжает линию Windows и позволяет соединить в единую сеть от­дельные компьютеры по бессерверной схеме (одноранговая сеть), а также позволяет работать как сетевой клиент для сервера Windows NT. Теперь для организации сети необходимо иметь только Windows и соответствующее оборудование - сетевые карты, кабели и т.д. В Windows for Workgroups впервые стали использоваться 32-разрядные драйверы вирту­альных устройств (VxD) и 32-разрядный доступ к же­сткому диску, что значительно повысило производи­тельность. Еще одним новшеством стало то, что Windows for Workgroups работала только в 386-м расширенном режиме, тем самым, подписывая смерт­ный приговор устаревшим 286-м процессорам.

Windows NT 3.51- новая технология Microsoft

Windows NT, выпущенная в июле 1993 года, разрабо­тана как операционная система высокого класса для компьютеров класса high-end. Она изначально разра­батывалась как сетевая операционная система для работы, как в качестве сервера, так и в качестве рабо­чей станции. Windows NT это не последовательница Windows 3.х, а в корне новая операционная система, открывающая новую линию Windows. Внешне Windows NT очень сильно похожа на Windows 3.х, но ее внутренняя структура в корне отличается от Windows 3.х. Архитектура Windows NT разрабатыва­лась таким образом, чтобы система обладала макси­мальной устойчивостью и надежностью. И надо ска­зать это разработчикам удалось, Windows NT обеспе­чивает стабильность вполне сравнимую с серверами UNIX. Windows NT функционирует не только на платформе Intel, но и на RISC-процессорах: PowerPC, MIPS R4000, DEC Alpha. Windows NT может испол­нять приложения DOS, Win16, Win32, POSIX и при­ложения OS/2, не использующее графический интер­фейс. Одним из важнейших новшеств стало ис­пользование новой файловой системой NTFS, обес­печивающей высокую надежность файловой системы и практически любого восстановления сбоев, кроме того, могут использоваться старая система FAT и HPFS (OS/2 Warp), которые позволяют использовать Windows NT на одном разделе жесткого диска с DOS и OS/2. Также нововведением стала поддержка сим­метричной мультипроцессорной обработки и техно­логии OpenGL, позволяющей работать с 3-хмерными объектами. К сожалению, эту операционную систему даже сейчас не могут себе позволить большинство пользователей, так как она чрезвычайно требова­тельна к аппаратуре, официальные требования состав­ляют: процессор  386/25, 12 Мбайт ОЗУ, 90 Мбайт свободного места на диске.

Windows 95

24 августа 1995 года в продажу поступила новая опе­рационная система Windows 95. Еще до выхода  было продано около 400 тыс. экземпляров beta-версий этой системы. Вся компьютерная общественность буквально помешалась на этой системе - выход Windows 95 стал главнейшим событием 1995 года. Начался шквал: все журналы писали о Windows 95, стали выходить книги, проводилась широкая реклам­ная компания, все производители программного обеспечения стали переделывать свои продукты для этой новой операционной системы, производители компьютеров и комплектующих старались получить логотип Designed for Windows 95. Причина же, по которой Windows 95 оказалась в центре всеобщего внимания, проста: это самое важное обновление сис­темы Windows со времени появления  в 1990г. Windows 3.0.

Пользователи теперь получили теперь преимущества объектно-ориентированного интерфейса, включая настоящий «рабочий стол» и пиктограммы, копирова­ние и удаление техникой перетаскивания (drag-and-drop), вложенные папки и легко доступный диалог для задания свойств. Файловая система распознает длинные имена файлов и хорошо соответствует ме­тафоре «рабочего стола».

Windows 95 внесла значительные улучшения в архи­тектуру Windows, в том числе истинно 32-разрядный интерфейс прикладного программирования (API), защищенные адресные пространства для ее собствен­ных 32-разрядных прикладных программ, вытесняю­щую многозадачность, разделение прикладных про­грамм на потоки и более широкое использование виртуальных драйверов устройств. Модель защиты памяти реализована с серьезными компромиссами, целью которых было достигнуть совместимости с существующими 16-разрядными прикладными про­граммами и драйверами устройств. Но на практике устойчивость системы оказывается лучше, чем у Windows 3.1х. Производительность же Windows 95 на удивление высока. На медленных системах, оснащен­ных ОЗУ не более 4 Мбайт, ее показатели почти такие же, а иногда и лучше результатов Windows 3.1х, в за­висимости от выполняемой операции. На более быст­родействующих системах с большей памятью она остается весьма конкурентоспособной в однозадачном и многозадачном режимах работы.

Windows NT 4.0

Осенью 1996 года на прилавках магазинов появилась Windows NT 4.0. Ее новый интерфейс полностью совпадает с применяемым в Windows 95.

Не все, что есть в Windows 95, имеется в NT 4.0. Наи­более заметно отсутствие поддержки для конфигурирования уст­ройств по принципу Plug & Play. На сегодня добавить периферийное устройство к системе на базе NT намного сложнее, чем в случае Windows 95. Встроен­ного управления электропитанием тоже нет, и пользователи блокнот­ных компьютеров, возможно, будут жаловаться на то, что аккумуляторы у них садятся быстрее, чем при работе с Windows 95. Ни то, ни другое не планируется добавлять до появления следующей полноценной версии NT, которая должна выйти в 1998 г. Некото­рые изменения коснулись и архитектуры: достигнута более высокое быстродействие и снижены потребно­сти в памяти, однако новый объектно-ориентирован­ный интерфейс сводит эти достижения на нет и в об­щем остается такой же прожорливой на память.

Windows 98

К концу 1996 года фирма Microsoft планировала вы­пустить новую операционную систему Windows 96 под кодовым названием «Nashville». Однако этого не удалось, и сроки были переназначены на середину 1997 года, кроме того, было изменено кодовое назва­ние на «Memphis». Все же, как заявляла фирма Micro­soft, выпустить систему к этим срокам не удастся и срок перенесется на 1998 год. Новая версия имеет "браузерный" (Web-ified) интерфейс, стираю­щий грань между перемещениями в пределах Рабо­чего стола и по компьютерным сетям и содержащий как новые технологии, так и, в преобразованном виде, привычные возможности. Если в Проводнике Windows 98 выбрать в меню View (просмотр) новую опцию Web View (Web-просмотр), перемещение по жесткому диску вашего компьютера будет обеспечи­вать Internet Explorer 4.0. Значки файлов и древесно-списочное представление структуры каталогов исчез­ли, замененные наглядной трехпанельной схемой гипер­связей с окнами просмотра, производящей впечатле­ние хорошо спроектированной Web-страницы. А средство Active Desktop позволяет с помощью компо­нентов ActiveX добавлять непосредственно к Рабо­чему столу просмотр Web, вывод новостей в режиме реального времени и даже телепередачи. Это называ­ется "отъединением" пользовательского интерфейса от операционной системы и обеспечивает воз­можность сколь угодно частого внесения поверхно­стных нововведений без замены версии ОС.

Глубинных изменений тоже немало. В Windows 98 введена переработанная файловая система -  FAT32, более экономно использующая дисковое пространство и поддерживающая жесткие диски объемом до 2 Тбайт (правда, производительность некоторых программ с переходом на новую файловую систему может слегка снизиться). Новая версия также поддерживает мультиме­дийные дополнения MMX к набору инструкций про­цессора Pentium. Изменился и способ связи между файлами приложений. Это сделано для преодоления проблем, возникающих при случайном удалении DLL, и усовершенствования не очень ясного сейчас про­цесса деинсталляции в Windows 95. Переработанная Панель управления не так перегружена знач­ками, как у Windows 95, и в ней появились мастера, помо­гающие пользователю в настройке системы. Расши­рения, ориентированные на сеть, позволяют компьюте­рам запрашивать центральный сервер или Web-стра­ницу относительно появления там новых программ, чтобы загружать обновленные компоненты (это ста­ло шагом в сторону сетевой модели ПК), а также обеспечило лучшую синхронизацию версий файлов для портативных компьютеров. Усовершенствован­ная система управления электропитанием для блок­нотных ПК может отключать интенсивно расхо­дующие энергию PC-карты, также под­держка на 32-разрядные PC-карты - Card Bus.

Windows 2000

Windows 2000 ака W2k - новая операционная система (ОС) Microsoft, основанная на технологии Windows NT, что было отражено в первоначальном названии проекта W2k - Windows NT 5.0. NT ака New Technology была создана группой разработчиков под руководством Дэйва Катлера, ранее работавшего в DEC над проектом VMS (кстати, довольно часто используемая аббревиатура WNT получается из VMS сдвигом букв V, M, S по алфавиту на одну: V->W, M->N, S->T). Дэйв Катлер пришёл в Microsoft в 1988 году специально для работы над проектом NT. NT, в отличии от остальных OC Microsoft, в некотором смысле проект одного человека, она наиболее законченная ОС из всего, что они выпустили.

Windows 2000 - полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью и улучшенной реализацией работы с памятью. В основе проекта W2k лежат те же принципы, которые когда-то обеспечили успех NT:

1. Совместимость (Compatibility). Система имеет привычный интерфейс ОС семейства Windows, поддержку файловых систем NTFS5, NTFS4, FAT16 и FAT32. Большинство приложений, написанных под MSDOS, W9x, NT4, а также некоторые программы под OS/2 и POSIX запускаются и функционируют без проблем. При проектировании NT учитывалась возможность работы системы в различных сетевых средах, поэтому в поставку входят средства для работы в Unix- и Novell-сетях.

2. Переносимость (Portability). Система работает на различных процессорах семейства x86 производства Intel и AMD. Реализация поддержки процессоров других архитектур возможна, но потребует некоторых усилий.

3. Масштабируемость (Scalability). В W2k реализована поддержка технологий SMP и COW (Cluster Of Workstations). Количество процессоров при использовании SMP может достигать 32 (64, при использовании ядра и HAL-а, написанного производителем компьютера).

4. Система безопасности (Security) полностью удовлетворяет спецификации C2 по терминологии АНБ США. Правда, для полной поддержки потребуется оборудование, которое также удовлетворяет этой спецификации.

5. Распределённая обработка (Distributed processing). W2k имеет встроенные в систему сетевые возможности, что обеспечивает возможность связи с различными типами компьютеров-хостов благодаря наличию разнообразных транспортных протоколов и технологии "клиент-сервер".

6. Надёжность и отказоустойчивость (Reliability and robustness). Архитектура ОС защищает приложения от повреждения друг другом и самой операционной системой. При этом используется отказоустойчивая структурированная обработка 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.

Страницы: 1, 2, 3