База знаний студента. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

Операционная система Windows — Программное обеспечение

Посмотреть видео по теме Реферата

                    Содержание

 TOC o Введение............................................................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582661   PAGEREF _Toc387582661 2

История создания и этапы развития........................................................................................ GOTOBUTTON _Toc387582662   PAGEREF _Toc387582662 2

Начало................................................................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582663   PAGEREF _Toc387582663 2

И, наконец, Windows 1.0............................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582664   PAGEREF _Toc387582664 2

Улучшения: Windows 2.0............................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582665   PAGEREF _Toc387582665 3

Использование процессора 80386........................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582666   PAGEREF _Toc387582666 3

Windows 3.0. Похоже на то, что обещали............................................................................................ GOTOBUTTON _Toc387582667   PAGEREF _Toc387582667 4

Windows 3.1. Еще лучше чем было.......................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582668   PAGEREF _Toc387582668 4

Windows for Workgroups 3.11: интеграция сетевых               средств...................................... GOTOBUTTON _Toc387582669   PAGEREF _Toc387582669 4

Windows NT 3.51- новая технология Microsoft............................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582670   PAGEREF _Toc387582670 5

Долгожданная Windows 95........................................................................................................................ GOTOBUTTON _Toc387582671   PAGEREF _Toc387582671 5

Windows NT с новым лицом - Windows NT 4.0................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582672   PAGEREF _Toc387582672 6

Windows будущего......................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582673   PAGEREF _Toc387582673 6

КРУПНЫМ ПЛАНОМ........................................................................................................................................ GOTOBUTTON _Toc387582674   PAGEREF _Toc387582674 7

Windows 3.х....................................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582675   PAGEREF _Toc387582675 7

WINDOWS 95...................................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582676   PAGEREF _Toc387582676 8

Windows NT..................................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582677   PAGEREF _Toc387582677 10

Windows NT 4.0............................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582678   PAGEREF _Toc387582678 11

Обзор архитектуры................................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582679   PAGEREF _Toc387582679 12

Windows 3.х..................................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582680   PAGEREF _Toc387582680 12

WINDOWS 95.................................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582681   PAGEREF _Toc387582681 14

Windows NT Workstation......................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582682   PAGEREF _Toc387582682 15

Windows NT 4.0............................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582683   PAGEREF _Toc387582683 17

Заключение.................................................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582684   PAGEREF _Toc387582684 19

Приложение А.............................................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582685   PAGEREF _Toc387582685 20

Приложение В.............................................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582686   PAGEREF _Toc387582686 21

Литература..................................................................................................................................................... GOTOBUTTON _Toc387582687   PAGEREF _Toc387582687 21

Иллюстрации

 TOC c "Ðèñóíîê" Рисунок 1. Интерфейс Windows 3.x............................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582688   PAGEREF _Toc387582688 7

Рисунок 2. Интерфейс Windows 95.............................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582689   PAGEREF _Toc387582689 9

Рисунок 3. Модель памяти Windows 3.x................................................................................................ GOTOBUTTON _Toc387582690   PAGEREF _Toc387582690 13

Рисунок 4. Модель памяти Windows 95.................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582691   PAGEREF _Toc387582691 14

Рисунок 5. Модель памяти Windows NT................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582692   PAGEREF _Toc387582692 16

Рисунок 6. Архитектура Windows NT 3.5x............................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582693   PAGEREF _Toc387582693 17

Рисунок 7. Архитектура Windows NT 4.0................................................................................................ GOTOBUTTON _Toc387582694   PAGEREF _Toc387582694 18

Рисунок 8. Подсистема Win32 Windows NT 3.5x................................................................................ GOTOBUTTON _Toc387582695   PAGEREF _Toc387582695 18

Рисунок 9. Исполнительная система клиент-сервер ( CSR - ранее подсистема Win32)... GOTOBUTTON _Toc387582696   PAGEREF _Toc387582696 18

Введение

Н

а сегодняшний момент операционная система Windows фирмы Microsoft во всех ее проявлениях бесспорно считается самой распространенной опера­ционной системой на ПК: в мире более 150 млн. IBM PC-совместимых компьютеров, и система Windows установлена на 100 млн. из них. Очевидно что озна­комление с ПК необходимо начинать с ознакомления с Windows, ведь без нее работа на ПК немыслима для большинства пользователей. Знание системы Windows - необходимый кирпичик в стене познания ПК.

История создания и этапы разви­тия

Начало

В

 те времена, когда работа над Windows только начи­налась, считалось, что будущее принадлежит интег­рированным средам. Фирма VisiCorp - создатель пер­вой электронной таблицы VisiCalc, занималась созда­нием пакета Vision, работавшего в текстовом режиме с возможностью управления манипулятором "мышь". Пакет предназначался для объединения нескольких приложений одной многооконной оболочкой. Фирма Quarterdesk в то время разрабатывала пакет DESQ, который впоследствии стал основой для ее многоза­дачной среды DESQView.

Позиция фирмы Microsoft была иной. После посеще­ния исследовательского центра Xerox PARC прези­дент фирмы Билл Гейтс решил заняться созданием графической среды, которая послужила бы стандарт­ной платформой для разработчиков прикладных про­грамм. Тогда же этот центр посетил и Стив Джобб, создатель компьютеров Macintosh и, позднее, NeXT. Какое впечатление на обоих молодых людей оказало увиденное, хорошо известно. Итак, Microsoft поста­вила себе задачу по созданию платформы для разра­ботчиков. Предполагалось обеспечить разработчиков встроенными функциями для реализации пользова­тельского интерфейса и его компонентов - окон, меню, панелей диалога, которые могли бы управ­ляться с помощью клавиатуры или мыши.

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. Налучшим 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 cведения 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 - TopView фирмы IBM и VisiОn 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 IВМ РС и Compaq.

И, наконец, Windows 1.0

К

огда 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 свопировать 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.

Улучшения: Windows 2.0

П

о сравнению с версией 1.0, версия Windows 2.0 имела ряд  усовершенствований. 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 об мена 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.

Использование процессора 80386

Г

одом 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.

Windows 3.0. Похоже на то, что обе­щали

К

рупным 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. Еще лучше чем было.

Н

есмотря 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: инте­грация сетевых               средств

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

W

indows 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.

Долгожданная Windows 95

2

4 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 одно- и мно­гозадачном режимах работы.

Windows NT с новым лицом - Windows NT 4.0

О

сенью 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 будущего

К

 концу 1996 года фирма Microsoft планировала вы­пустить новую операционную систему Windows 96 под кодовым названием «Nashvill». Однако этого не удалось и сроки были переназначены на середину 1997 года, кроме того было изменено кодовое назва­ние на «Memphis». Все же, как заявляет фирма Micro­soft, выпустить систему к этим срокам не удастся и срок перенесен на 1998 год. Новая версия будет иметь "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 9.х 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 исчез­нут, замененные, как обещают представители Microsoft, наглядной трехпанельной схемой гипер­связей с окнами просмотра, производящей впечатле­ние хорошо спроектированной Web-страницы. А средство Active Desktop позволит 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 должно обеспечить воз­можность сколь угодно частого внесения поверхно­стных нововведений без замены версии ОС.

Глубинных изменений тоже планируется немало. В Windows 9.х будет 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 будет также поддерживать 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 будет так перегружена знач­ками, как нынешняя, и в ней появятся мастера, помо­гающие пользователю в настройке системы. Расши­рения, ориентированные на сеть, позволят компьюте­рам запрашивать центральный сервер или Web-стра­ницу относительно появления там новых программ, чтобы загружать обновленные компоненты (это ста­нет шагом в сторону сетевой модели ПК), а также обеспечат лучшую синхронизацию версий файлов для портативных компьютеров. Усовершенствован­ная система управления электропитанием для блок­нотных ПК сможет отключать интенсивно расхо­дующие энергию PC-карты; планируется также под­держка ожидаемого вскоре стандарта на 32-разрядные PC-карты - CardBus.

КРУПНЫМ ПЛАНОМ

Windows 3.х

З

а шесть лет, прошедшие со дня появления в свет Windows 3.1, она стала фактическим стан­дартом для операционных систем, ориентированных на PC. Windows 3.1 и Windows for Workgroups 3.11 предус­танавливаются в 80% новых персональных компью­теров, а на приклад­ные программы Windows прихо­дится 60% продаж программного обеспечения. И все же, если учесть, что фирма Intel выпустила свой 32-разрядный микропроцессор i386 десять лет тому на­зад, 16-разрядная Windows переживает не первую молодость.

Система Windows 3.1 построена на тех же принципах, что и Windows 3.0, впервые появившаяся в 1990 г. Она загружается поверх DOS, которая обеспечивает многие базовые функции ОС. Windows добавляет к  инфраструктуре DOS графическую операционную среду  и новые функ­циональные возможности, такие как простой механизм  кооперативной многозадачно­сти , ис­пользуемый для одновременного выполнения нескольких прикладных программ DOS и Win­dows .

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 1. Интерфейс Windows 3.x

В соответствии с архитектурой  Windows все при­кладные программы и системный код  разме­щаются в едином адресном пространстве. Это означает, что недоработанная прикладная про­грамма, содержащая ошибки, может испортить области памяти, которые используются опера­ционной средой или другой при­кладной программой. Результатом будет весьма не­приятная ошибка общего нарушения защиты ( General Protection Fault). Иногда Windows с честью выхо­дит из положения, восстанавливая свою работоспособ­ность, но чаще всего это ей не удается.

В своей основе Windows 3.x - 16-разрядная операци­онная система, поэтому для программ па­мять пред­ставляется состоящей из 64-Кбайт сегментов, а все данные в свой основе 16-разряд­ные. Такая система не только доводит программистов, но и может оказаться менее эффектив­ной  по сравнению с 32-разрядной адресацией при работе с большими массивами дан­ных. Еще одно следствие 16-разрядной базы этой ОС - ограниченность системных ресурсов. В Windows 3.x для хранения таких структур, как дескрипторы файлов прикладных программ выделяется лишь небольшой блок памяти в других адресах. После того как эти об­ласти памяти заполнятся, Windows не может загрузить новые прикладные программы, даже если в ее распо­ряжении ос­тается вполне достаточно памяти в других адресах.

Пользовательский интерфейс Windows, основанный на модулях Program Manager и File Man­ager, знаком большинству пользователей PC. Сюда входят панель управления  Control Panel, служащая для изменения параметров среды, и ряд небольших прикладных про­грамм, среди которых Notepad, Write, Paint, Terminal и неувядающие игры Minesweeper и Solitaire.

В Windows for Workgroups дополнительно введен ряд сетевых функций. Наиболее заметные из них - сред­ства организации одноранговых сетей, которые по­зволяют вам пользоваться диском или каталогом со­вместно с другими пользователями либо с помощью встроенных сетевых функций Windows, либо через более крупную сеть на основе сервера, такую, как NetWare фирмы Novell или Windows NT.

Кроме того, в Windows for Workgroups добавлен кли­ент электронной почты Microsoft Mail и планировщик Schedule +. Для пользователей, не подключенных к сети, большое преимущество Windows for Workgroups состояло в применении 32-разрядного виртуального драйвера уст­ройств (VxD) для файловой системы. Он может значительно повысить произво­дительность многих накопителей с интерфейсом IDE.

Хотя Windows подвергалась справедливой критике за недостаточность предусмотренных в ней средств за­щиты памяти и примитивную модель многозадачно­сти, она представляла собой большой шаг вперед по сравнению с DOS и более старыми версиями этой же оболочки. Для пользователей, располагающих мед­ленными машинами с ОЗУ ограниченной емкости, она по-прежнему остается лучшей альтернативой.

WINDOWS 95

К

ак и любой продукт с широкими функциональными возможностями, рассчитанный на удов­летворение запросов огромного рынка, Windows 95 не лишена компромиссных решений. Мно­гие ее впечатляющие достижения будут по заслугам оценены пользовате­лями PC, но в некото­рых областях Windows 95 пока еще только догоняет своих конкурентов.

С точки зрения базовой архитектуры Windows 95 - истинно 32-разрядная, многопотоковая операционная система с вытесняющей многозадачностью, что ста­вит ее в один ряд с такими соперниками, как OS/2, UNIX и Windows NT В ее среде могут выполняться собственные 32-разрядные прикладные программы, написанные в соответствии со спецификацией Win32 API (почти идентичный вариант этого интерфейса реализован в Windows NT). Собственные при­кладные программы Windows 95 используют неструктуриро­ванное 32-разрядное адресное пространство, что де­лает их потенциально более быстродействующими при обработке боль­ших массивов данных.

Наиболее важные компромиссы в архитектуре Win­dows 95 были порождены решением корпо­рации  Mi­crosoft сделать ее совместимой с существующими 16-разрядными прикладными программами  Windows и драйверами устройств реального режима. Это по­зволяет Windows 95 работать с гораздо более широ­ким спектром существующих аппаратных и про­граммных средств, чем работают OS/2, Windows NT, UNIX. Недостаток этого решения заключается в том, что области памяти, содержащие 16-разрядные при­кладные программы и драйвера реального режима, должны оставаться незащищенными. Недоработанная программа по-прежнему отно­сительно легко может вызвать крах всей операционной среды.

В Windows 95 каждая 32-разрядная прикладная про­грамма выполняется в собственном адрес­ном про­странстве, но все они совместно использую один и тот же 32-разрядный системный код. Неправильно написанная 32-разрядная программа все еще может привести к аварийному сбою всей системы. Все 16-разрядные программы Windows  разделяют общее адресное про­странство, поэтому они столь уязвимы друг для друга, как и в среде Windows 3.1. . В практи­че­ской работе Windows 95 производит впечатление более устойчивой среды, чем  предшествующие  версии Windows. Очевидны крупные изменения в пользовательском интерфейсе Windows 95. Вы используете кнопку Start для запуска прикладных программ самих по себе или через документы, с которыми программы связаны. После запуска программ их пиктограммы появляются на линейке заданий, обычно размещаемой в нижней части экрана. Щелчок на любой кнопке линейки зада­ний вызы­вает переключение на соответствующую программу. Это самый интуитивно понятный способ переключения  задач из всех когда-либо существо­вавших.

Модули Program Manager и File Manager уступили место метафоре «рабочего стола», на кото­ром ваши файлы показаны в виде пиктограмм, помещенных в так называемые папки. Более сложные функции по управлению файлами Windows 95 поручены утилите Explorer, по суще­ству заменившей File Manager, ко­торая показывает древовидную диаграмму файловой струк­туры вашего компьютера и его сетевого окру­жения. Благодаря расширению файловой системы FAT имена файлов не ограничены, как раньше, восе­мью символами плюс состоящим из трех букв расши­рением; вы можете использовать имена длиной до 255 символа.

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 2. Интерфейс Windows 95.

Среди прочих благоприятных  изменений в пользова­тельском интерфейсе - анимационные пиктограммы и диалоговые окна с закладками. В целом  новый ин­терфейс представляет со­бой существенное улучше­ние по сравнению с Windows 3.1, хотя прежним поль­зователям по­требуется некоторое время, чтобы  при­выкнуть к нему. Конечно, метафора «рабочего стола», основанная на  применении папок, и длинные имена файлов изобретены не создателями Windows 95; в течение длительного времени они были составной частью различных пользова­тельских интерфейсов, начиная с Macintosh и кончая Workplace Shell опера­ционной системы OS/2.

Увеличилось число и повысилось качество постав­ляемых вместе с Windows 95 стандартных вспомога­тельных программ - от традиционного калькулятора и игр до мощных инструменталь­ных средств контроля состояния системы. Также очевидны значительные усовершенствования средств связи. Теперь в состав операционной системы входит клиент Exchange, ко­торый разра­батывался как универсальный почтовый ящик для входящей корреспонденции. Он работает в качестве клиентского ящика-получателя с системой Microsoft Mail, служ­бой Microsoft Exchange Server и другими почтовыми системами, совместимыми со стандартом MAPI, а также с Microsoft Network. Он также позволяет полу­чать и отправлять факсы с помощью встроенной службы Microsoft Fax.

Расширились сетевые функциональные возможности. В состав Windows 95 включен встроен­ный  клиент для сетей NetWare 3.x, 4.x и для серверов Windows NT. Предусмотрены также средства для работы с про­токолами IPX/SPX, NetBEUI, TCP/IP. Последний из перечисленных протоколов позволяет выполнять подключение к Internet, хотя лучшая программа  для соеди­нения с Internet, содержащая утилиту просмотра Web, входит в состав пакета Microsoft Plus!. Win­dows95 позволяет непосредственно подсоединяться к другому компьютеру через кабель и располагает базовыми средствами для установления коммутируе­мых соединений через теле­фонные линии с сервером удаленного доступа Remote Access Server системы Windows NT, NetWare Connect или с коммутируе­мыми серверами компании Shiva. В состав Windows95  также входит интерфейс прикладного программиро­вания для телефонии (TAPI) фирмы Micro­soft, обес­печивающий совместную работу вашей машины с телефоном, регистрируя телефон­ные вызовы и вы­полняя функции автоответчика ( прикладные про­граммы для телефонии будут поставляться независи­мыми фирмами).

Windows95 показывает вполне приемлемые результаты при выполнении как новых прикладных программ, так и программ Windows 3.x, хотя Windows for Workgroups опе­режает ее по быст­родействию во многих дисковых операциях. Но на машинах с ОЗУ 8 Мбайт и более ее производитель­ность сравнима или выше, чем у предыдущих версий Windows. Производительность системы при выполнении Windows-программ намного превышает аналогичный показатель системы Windows NT.

При создании Windows 95 фирма Microsoft пошла на многие компромиссы. Но большинство пользовате­лей, располагающих как минимум 8 Мбайт памяти, сделают правильный выбор, если перейдут на Windows 95. В результате они получат усовершенствованный гра­фический интерфейс, более высокую производитель­ность, усовершенствованный механизм многозадач­ности, надежную обратную совместимость и способ­ность выполнять большое число новых прикладных про­грамм.

Windows NT

M

icrosoft Windows NT Workstation была разработана как персональная операционная система высокого класса, обладающая более совершенными функциональными возможностями и вы­сокими системными требованиями, нежели ее конкуренты. Для ее работы нужно , как мини­мум 12-Мбайт ОЗУ, а для инсталляции может потребоваться до 75 Мбайт пространства на же­стком диске. Так же как и Windows 95, это 32-разрядная многозадачная, многопо­токовая операционная система, но, кроме того, она обладает важными средствами обеспече­ния безопасности, надежной новой файловой системой с регистрационным журналом и может быть перенесена на отличные от Intel аппаратные платформы. Ее базовая архитектура обеспе­чивает лучшую защиту, чем любая соперничающая с ней система.

 В среде Windows NT служебные  программы операционной системы выполняются в отдель­ных адресных пространствах, как и любая отдельная прикладная программа, написанная в соот­ветствии с Win32 API. Существующие 16-разрядные программы для среды Windows могут выполняться в защищенных адресных пространствах для взаимной защиты или в совместно используемом пространстве, если требуется взаимообмен. Кроме того, Windows NT допускает применение 16-разрядных прикладных программ OS/2, работающих в текстовом режиме, и прикладных программ с интерфейсом Posix. Каждая прикладная программа DOS может выполняться на своей виртуальной машине; Windows NT обеспечивает реализацию таких особенностей среды DOS, как резидентные программы и отображаемая (expanded) па­мять. В ней не могут устанавливаться драйверы устройств DOS, в том числе драйверы факсов, звуковых плат, сканеров и эмуляторов терминалов.

Архитектура системы Windows NT более надежна, чем любой другой системы фирмы Microsoft. Она благополучно восстанавливается после любых попыток привести ее к краху. Обеспечение такого уровня защиты неизбежно влечет за собой рост не­производительных издержек и дополнительной памяти, что в большинстве случаев приводит к снижению производительности.

В настоящее время Windows NT 3.51 реализована в версиях для рабочих станций Intel, Alpha, MIPS и PowerPC, хотя и возникает необходимость перекомпилировать прикладные про­граммы, для того чтобы они выполнялись на каждой из этих платформ.

Пользовательский интерфейс Windows NT практически идентичен интерфейсу Windows 3.1, со знакомой оболочкой на базе программ File Manager и Programm Manager, стандартными диало­говыми окнами, той же самой базовой организацией и встроенными прикладными програм­мами. Как и в Windows for Workgroups, в него входят служебные программы для одноранговых сетей, а также клиенты для Microsoft Mail и Schedule+. Кроме того,  этот интерфейс имеет много административных инструментов, в том  числе утилиты для создания резервных копий, просмотра журнала  событий Event Viewer, администратор диска Disk Administrator и про­грамма контроля производительности Performance Monitor; он также обеспечивает функции сервера удаленного доступа (WAS), позволяющие производить регистрацию на удаленной ма­шине.

Многие сетевые средства входят в комплект поставки. Возможности сервера встроены в Windows NT Workstation, и вы можете совместно пользоваться файлами, каталогами и накопи­телями, если зарегистрированы как член группы Administrators (администраторы) или Power Users (полноправные пользователи). Windows NT располагает необходимыми средствами для работы со многими протоколами, в том числе IPX/SPX, ТCP/IР и NetBEUI, а также для клиен­тов сетей Windows NT и NetWare. Инициатор запросов NetWare, утилита NetWare Link, явля­ется клиентом серверов NetWare 3.х и 4.х, хотя она еще не может работать с такими средст­вами NetWare 4.0, как служба управления каталогами (NDS).

Инсталляция проходит в большинстве случаев успешно, хотя иногда приходится задавать па­раметры звуковых и сетевых плат. Добавление новых драйверов упростилось: система выводит четкие указания относительно нужных драйверов. В целом совместимость с существующим программным обеспечением хорошая, хотя и не идеальна.

Windows NT устроит пользователей, желающих получить максимально возможную степень устойчивости и защиты. Хотя в прошлом для этой ОС создавалось недостаточное число про­грамм, переход разработчиков на систему Windows 95, имеющей почти идентичный интер­фейс API, означает, что эта проблема вскоре исчезнет. Для работы Windows NT требуется мощный аппаратный комплект, но тем не менее она представляет хороший выбор для пользо­ва­телей, готовых затратить несколько больше средств на приобретение оборудования и не ну­ж­дающихся в драйверах DOS.

Windows NT 4.0

Г

енеалогия Windows NT 4.0 весьма занимательна. Со времени появления версии Windows 3.51 в компьютерном мире изменилось многое: выпущены новые программы, созданы новые уст­ройства, а сеть Internet из небольшой закрытой системы, доступной узкому кругу специалистов превратилась в явление мирового масштаба.

Внешне Windows NT 4.0 аналогична Windows 95. Единственный признак,

позволяющий с первого взгляда различить эти две системы, - стартовое меню,

где указано, в какой среде вы работаете. Достоинства и недостатки Windows

95 уже хорошо известны, однако необходимо отметить, что новый облик, как ни странно, не слишком облегчил работу. Например, если раньше многие функции управления файлами и дисками были объединены в программе File Manager, то теперь их приходится разыскивать по многочисленным меню объектов.

В пакет входит ряд прикладных программ: Internet Information Server 2.0,

Index Server, FrontPage, Internet Explorer, Domain Name System (DNS)

Server, Proxy Server и Internet Resource Center, все пакеты Service Pack,

Plus! и ряд дополнительных утилит, среди которых имеются как новые,

например Administrative Wizards или Imager, так и усовершенствованные

версии старых программ, например Task Manager.

Administrative Wizard позволяет автоматизировать типичные задачи,

возникающие при управлении сетью, а обновленные версии программ Windows NT Diagnostic, Perfomance Monitor служат для оперативного контроля за состоянием системы. Диалоговое окно Task Manager трансформировалось в мощную программу, которая предоставляет массу полезной информации - от степени загруженности процессора до имен всех активных систем­ных процессоров. При этом пользователь не остается пассивным наблюдателем: при желании с помощью Task Manager можно, например, завершение любой задачи.

Один из ключевых компонентов Windows NT 4.0 - Internet Information Server

2.0. Это гибкое и многофункциональное решение как для подключения к сети

Internet, так и для создания собственной частной сети intranet. От

пользователя требуется только настроить параметры протокола TCP/IP (при

установленном сервисе DHCP IP-адрес присваивается автоматически), запустить IIS и создать одну или несколько собственных Web-страниц. После этого Web-документы доступны для всех пользователей вашей сети, у которых установлено ПО, обеспечивающее функционирова­ние протокола TCP/IP и стандартный браузер World-Wide Web.

Появились некоторые изменения в подсистеме дистанционного доступа, Remote Access Service (RAS). Теперь имеется возможность использовать защищенные каналы связи, новый протокол Point-To-Point Tunneling Protocol (PPTP), возможность использовать несколько мо­демов для организации каналов связи с удаленными сетями.

Особенности сетевой архитектуры прежних версий Windows NT (многоуровневая модель за­щиты от несанкционированного доступа, специфика модульного построения системы и проч.) ограничивали ее пропускную способность при работе в сетях Fast Internet. В версии 4.0 были улучшены алгоритмы кэширования сетевых запросов, оптимизированы модули подсистемы разделения ресурсов, изменен механизм генерации прерываний (при переходе к высокоскоро­стным сетям эта функция неожиданно стала источником проблем для сетевых ОС). Второе изменение, на которое указывает Microsoft - увеличенная производительность ОС при выпол­нении графических операций. Разработчики, которые "переодевали" Windows NT, перенесли часть кода модулей USER и GDI в ядро системы, что позволило ускорить выполнение графи­ческих операций на 15-20 %. Однако реальную выгоду от этого улучшения оценить трудно - операции вывода на экран представляют собой лишь малую часть работы, которую выполняют типичные программы для Windows NT. Выводы от более быстрой графики получат преимуще­ственно САПР и ПО для мультимедиа, но даже в этом случае преимущества далеко не оче­видны - быстро выполнив запросы на

вывод изображения, операционная система, как правило, отдает освободившееся время про­цессам с более высокими приоритетами.

Сочетание мощной сетевой ОС и графического интерфейса, созданного для

неквалифицированных пользователей, выглядит довольно непривычно. Windows NT 4.0 - это не просто очередная версия популярной операционной системы. Она представляет собой ос­нову для нового поколения программных продуктов, ориентированных на работу в сети Internet. Возможность создания

инфраструктуры intranet, простота в обращении и хорошая репутация прошлых

версий Windows NT в сочетании с усиливающейся тенденцией к созданию

однородных сетей делают ее привлекательной для пользователей из сферы

бизнеса.

Обзор архитектуры

Windows 3.х

С

егодня легко отыскивать недостатки в архитектуре Microsoft Windows 3.x, которая создава­лась в те времена, когда наиболее распространенными были процессоры 286 и ОЗУ малой ем­кости. Но стоит также вспомнить, что значила Windows 3.х для персонального компьютера: усовершенствованный графический интерфейс пользователя, «невидимое» управление памя­тью, масштабируемые шрифты и унифицированная модель воспроизведения изображений, многозадачность и 32-разрядные драйверы виртуальных устройств (VxD) - лишь наиболее важные нововведения.

В основе организации Windows 3.х лежит 16-разрядная архитектура. Ее ядро, большинство важнейших компонентов и собственные прикладные программы представляют собой 16-раз­рядные коды. (Ее редко используемый интерфейс Win32 API дает возможность выполнять 32-разрядные прикладные программы, но не позволяет работать с несколькими потоками.)

Все собственные прикладные программы Windows 3.х и все ее системные библиотеки DLL отображаются в общее сегментированное виртуальное адресное пространство размером 4 Гбайт. Все эти компоненты видимы (и часто доступны на уровне записи) друг для друга. В нижней части этого адресного пространства, обычно ниже метки 1 Мбайт, размещаются драй­веры устройств реального режима, обеспечивающие взаимодействие с периферийными под­системами, такими, как видеоплаты или принтеры. В Windows 3.11 драйверы VxD файловой системы используются для отыскания маршрута доступа к диску в защищенном режиме.

Упрощенная организация системы по­зволяет получить очень малое рабочее множество (working set - прикладной и системный код, который необходимо загрузить в память для любой данной задачи), поэтому Windows 3.1х может успешно выполняться на компьютерах с ОЗУ ограниченного размера. Такая архи­тектура также способствует повышению эффективности исполнения кода, так как программы  могут вызывать функции API из собственного пространства па­мяти. Недостаток архитектуры состоит в слабой защите от сбоев при неправиль­ной работе программ. Программы и сис­темные компо­ненты видимы друг для друга, модуль, содержащий ошибки, может легко испортить содержи­мое па­мяти, принадлежащей другому процессу. Хотя Windows 3.1х способна восстанав­ливать свою работоспособность после некоторых нарушений защиты общего характера (General Pro­tection Fault), за­частую результатом становится крах всей системы.

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 3. Модель памяти Windows 3.x

Windows 3.1х одновременно выполняет несколько прикладных программ с по­мощью простого механизма планирова­ния, называемого кооперативной много­задачностью. В этой системе ка­ждая прикладная программа должна добро­вольно уступить управление, когда, про­верив свою очередь сообщений, она обнаруживает, что та пуста. Но если прикладная программа не прове­рит свою очередь сообще­ний либо по причине занятости, либо вследствие зависания, то дру­гие прикладные программы лишатся доступа к совместно используемым ресурсам.

Другой недостаток, долгое время вызывавший недовольство пользователей Windows 3.1х, - ограниченность ресурсов модулей GDI и USER. Эти ограничения возникают в связи с тем, что системные библиотеки GDI и USER используют несколько 64-Кбайт динамических областей (хипов) для хранения разнообразных скрытых структур данных, создаваемых выполняющимися в данный момент прикладными программами. Когда эти небольшие хипы переполняются, вы получаете сообщение о нехватке памяти даже если в системе остается много свободной па­мяти.

 

WINDOWS 95

W

indows 95 представляет собой продукт эволюционного развития системы Windows 3.1х  и не означает полного разрыва с прошлым. Хотя она несет в себе много важных изменений по сравнению с 16-разрядной архитектурой Windows, в ней  сохранены некоторые важнейшие свойства ее предшественницы. Результатом стало появление гибридной  ОС, способной  рабо­тать с 16-разрядными прикладными программами Windows, программами, унаследованными от DOS, и старыми драйверами устройств реального режима и в то же время совместимой с ис­тинными 32-разрядными прикладными программами и 32-разрядными драйверами виртуаль­ных устройств.

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 4. Модель памяти Windows 95.

Среди наиболее важных усовершенство­ваний явившихся в Windows 95, - изна­чально заложен­ная  в ней способность работать с 32-разрядными многопотоко­выми прикладными програм­мами, защи­щенные адресные пространства, вытес­няющая многозадачность, намного более широкое и эффективное использование драйверов виртуальных устройств и воз­росшее приме­нение 32-разрядных хипов для  хранения структур данных систем­ных ресурсов. Ее наиболее су­ществен­ный недостаток состоит в относительно слабой защищенности от плохо рабо­тающих программ, содержащих ошибки.

Каждая собственная прикладная про­грамма Windows 95 видит неструктури­рованное 4-Гбайт адресное пространство, в котором размещается она сама плюс системный код и драйверы Windows 95. Каждая 32-разрядная прикладная про­грамма выполняется так, как будто она мо­нопольно использует весь ПК. Код прикладной программы загружается в это адресное про­странство между отметками 2 и 4 Гбайт. Хотя 32-разрядные приклад­ные программы «не видят» друг друга, они могут обмениваться данными через буфер обмена (Clipboard), механизмы DDE и OLE. Все 32-разрядные приклад­ные программы выполняются в соответ­ствии с моделью вытесняющей многоза­дачности, основанной на управлении от­дельными потоками. Планиров­щик пото­ков, представляющий собой составную часть системы управления виртуальной памя­тью ( VMM), распределяет время среди группы одновременно выполняе­мых потоков на ос­нове оценки текущего приоритета каждого потока и его готовности к выполнению. Вытес­няющее планирование по­зволяет реализовать намного более плавный и надежный механизм многозадачности, чем коо­перативный метод, используемый в Windows 3.1х.

Системный код Windows 95 размещается выше границы 2 Гбайт. В пространстве между отмет­ками 2 и 3 Гбайт находятся системные библиотеки DLL кольца 3 и любые DLL используемые несколькими программами. (В 32- разрядных процессорах фирмы Intel предоставляются че­тыре уровня аппаратной защиты, поименованные, начиная с кольца 0 до кольца 3. Кольцо 0 наиболее привилегированно.) Компоненты кольца 0 в системе Windows 95 отображаются в пространство между 3 и 4 Гбайт. Эти важные участки кода с максимальным уровнем привиле­гий содержат подсистему управления виртуальными машинами (VMM), файловую систему и драйверы VxD.

Область памяти между 2 и 4 Гбайт отображается в адресное пространство каждой 32-разряд­ной прикладной программы, т. е. оно совместно используется всеми 32-разрядными приклад­ными программами в вашем ПК. Такая организация позволяет обслуживать вызовы API непо­средственно в адресном пространстве прикладной программы и ограничивает размер рабочего множества. Однако за это приходится расплачиваться снижением надежности. Ничто не может помешать программе, содержащей ошибку произвести запись в адреса, принадлежащие сис­темным DLL, и вызвать крах всей системы.

В области между 2 и 3 Гбайт также находятся все запускаемые вами 16-разрядные прикладные программы Windows. С целью обеспечения совместимости эти программы выполняются в совместно используемом адресном пространстве, где они могут испортить друг друга так же, как и в Windows 3.1х.

Адреса памяти ниже 4 Мбайт также отображаются в адресное пространство каждой прикладной программы и совместно используются всеми процессами. Благодаря этому становится воз­можной совместимость с существующими драйверами реального режима, которым необходим доступ к этим адресам. Это делает еще одну область памяти незащищенной от случайной за­писи. К самым нижним 64 Кбайт этого адресного пространства 32-разрядные прикладные про­граммы обращаться не могут, что дает возможность перехватывать неверные указатели, но 16-разрядные программы, которые, возможно, содержат ошибки, могут записывать туда данные.

Некоторые системные DLL Windows 95, в частности USER и GDI, все еще содержат 16-раз­рядный код. Одно из прискорбных следствий этого состоит в том, что 64- Кбайт локальные хипы модулей USER и GDI и сопутствующие им ограничения системных ресурсов по-преж­нему остаются. К счастью, в Windows 95 некоторые структуры данных переместились в 32-разрядные хипы, благодаря чему теперь стало намного сложнее истощить системные ресурсы, чем в среде Windows 3.1х. Другая проблема, связанная c l6-разрядным системным кодом, - эф­фект Win16Mutex. Так как 16-разрядный системный код нереентерабелен, только один поток может обращаться к 16-разрядным DLL в каждый момент времени, потенциально затормажи­вая другие процессы, которым нужен доступ к этим библиотекам.

Windows NT Workstation

W

indows NT Workstation 3.51 по существу представ лает собой операционную систему сер­вера, приспособленную для использования на рабочей станции.  Этим обусловлена архитек­тура, в которой абсолютная защита прикладных программ и данных берет верх над соображе­ниями скорости и совместимости. Чрезвычайная надежность Windows NT обеспечивается це­ной высоких системных затрат, поэтому для получения приемлемой производительности не­обходимы быстродействующий ЦП и по меньшей мере 16-Мбайт ОЗУ. В системе Windows NT безопасность нижней памяти достигается за счет отказа от совместимо­сти с драйверами устройств реального режима. В среде Windows NT работают собственные 32-разрядные NT-прикладные программы, а также большинство прикладных программ Windows 95. Так же как и  Windows 95, система Windows NT позволяет выполнять в своей среде 16-разрядные Windows- и DOS-программы.

Схема распределения памяти Windows NT разительно отличается от распределения памяти системы Windows 95. Собственным прикладным программам выделяется 2 Гбайт осо­бого адресного пространства, от границы 64 Кбайт до 2 Гбайт (первые 64 Кбайт полностью недос­тупны). Прикладные программы изолированы друг от друга, хотя могут общаться через буфер обмена Clipboard, механизмы DDE и OLE.

В верхней части каждого 2-Гбайт блока прикладной программы размещен код, воспринимае­мый прикладной программой как системные библиотеки DLL кольца 3. На самом деле это про­сто заглушки, Выполняющие перенаправление вызовов, называемые DLL клиентской стороны (client-side DLLs). При вызове большинства функций API из прикладной программы библио­теки DLL клиентской стороны обращаются к локальным процедурам (Local Process Communi­cation - LPC), которые передают вызов и связанные с ним параметры в совершенно изолиро­ванное адресное пространство, где содержится собственно системный  код. Этот сервер-про­цесс (server process) проверяет значение параметров, исполняет запрошенную функцию и пе­ресылает результаты назад в адресное пространство прикладной программы. Хотя сервер-про­цесс сам по себе остается прикладного уровня, он полностью защищен от вызывающей его программы и изолирован от нее.

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 5. Модель памяти Windows NT.

Между отметками 2 и 4 Гбайт располо­жены низкоуровневые системные ком­поненты Windows NT кольца 0, в том числе ядро, планировщик потоков и дис­петчер виртуальной памяти. Сис­темные страницы в этой области наделены при­вилегиями супервизора, которые зада­ются фи­зическими схемами кольцевой защиты процессора. Это делает низко­уровневый системный код невидимым и недоступным по записи для программ прикладного уровня, но приводит к паде­нию производительности во время пере­ходов между кольцами.

Для 16-разрядных прикладных Windows-программ Windows NT реализует сеансы Windows on Windows (WOW). Windows NT дает возможность вы­полнять 16-разрядные программы Windows индивидуально в собственных пространствах памяти или совместно в разделяемом адресном пространстве. Почти во всех случаях 16- и 32-разряд­ные прикладные программы Windows могут свободно взаимодействовать, ис­пользуя OLE ( при необходимости через особые процедуры thunk) независимо от того, выполняются они в отдельной или общей памяти. Собственные прикладные программы и сеансы WOW выполняются в режиме вытес­няющей многозадачно­сти, основанной на управлении отдель­ными потоками. Множественные 16-раз­рядные прикладные программы Windows в одном сеансе WOW выполняются в соответ­ствии с кооперативной моделью многозадачности. Windows NT  может также выполнять в многозадачном ре­жиме несколько сеансов DOS. Поскольку Windows NT имеет полностью 32-раз­рядную архитектуру, не существует теоретических ограничений на ресурсы GDI и USER.

Windows NT 4.0

С

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 6. Архитектура Windows NT 3.5x

 целью увеличить производительность и снизить требования к памяти  разработчики Windows NT 4.0 решили переместить многие службы API  операционной системы из подсистемы Win32 в ядро ОС. На рис. 6, 7 показано, как это отразилось на архитектуре операционной системы. В новом модуле Win32K Executive располагаются три важных элемента операционной системы: диспетчер окон, интерфейс гра­фических устройств (GDI) и драйверы графических устройств, передающие результаты работы GDI на экран и на принтер. В Windows NT 3.x эти компоненты были частью подсистемы Win32 ( см. рис. 8, 9). В ОС Windows NT 4.0 они вошли в состав модуля Windows NT Executive, где доступ к ним, как и к другим службам ядра, можно получить в контексте вызывающих процессов.

Новая архитектура обещает резко повысить производительность, особенно при работе с гра­фикой. Все операции вывода на экран выполняются через обращения к функциям GDI. Теперь, когда GDI стала частью ядра, прикладные программы могут непосредственно обращаться к функциям GDI, избегая сопряженных с большими накладными расходами переключений кон­текста, видеодрайверы могут быстрее получать доступ к аппаратным средствам, а службы Win32 API - обращаться к службам в модуле Windows NT Executive, не переходя через границы колец.

Обращение к служебным функциям GDI и диспетчера окон из прикладной

программы кольца 3 по-прежнему приводит к переходу через границы колец, но фирма Microsoft вновь нашла несколько остроумных способов оптимизации, позволяющих добиться максимальной производительности. Один пример: если несколько функций GDI вызываются последовательно одна за другой, то они организуются в очередь в пользовательском режиме и затем направляются в ядро единым пакетом, что сводит к минимуму число переходов через границу кольца. По утверждению Microsoft, новая архитектура GDI позволит программам, ин­тенсивно использующим графические средства, таким, как PowerPoint, выводить изображения на экран на 15-20% быстрее.

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 7. Архитектура Windows NT 4.0

Производительность в остальных областях также улучшилась. Перемещение

диспетчера окон в ядро исключает основное узкое место, ограничивавшее

скорость передачи информации между диспетчером окон и прикладными

программами, которые обращаются к службам диспетчера окон.

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 8. Подсистема Win32 Windows NT 3.5x

Теперь, когда основная часть программ и данных, реализующих службы Win32 API операцион­ной системы, отображается в адресное пространство каждого процесса, необходимость в сер­верных потоках и совместных буферах памяти исчезает. Следовательно, требования системы к памяти снижаются. Однако полученная экономия почти полностью "съедается" увеличив­шимся размером оболочки пользовательского интерфейса. Поэтому хотя  утверждение, что Windows NT 4.0 использует память более эффективно, чем версия 3.x, правильно, однако верно и то, что для достижения приемлемой

производительности по-прежнему понадобится по меньшей мере 16-Мбайт ОЗУ.

Фрагменты операционной системы, перенесенные из подсистемы

Рисунок  SEQ Рисунок * ARABIC 9. Исполнительная система клиент-сервер ( CSR - ранее подсистема Win32)

Win32 в модуль Windows NT Executive, сейчас защищены не хуже, чем раньше, хотя теперь это сделано по-иному. Критики указывают на то, что плохо отлаженный видеодрайвер или драйвер принтера теперь может привести к краху ядра, тогда как раньше он мог ли лишь вызвать сбой под­системы Win32. Фирма Microsoft возражает - и обоснованно, - что как Windows NT 3.x, так и версия 4.0 стабильны в той мере, насколько это обеспечивается драйверами устройств, используемыми вместе с ОС. Вот почему фирма Microsoft проводит тестирование драйверов для Windows NT, в том числе разработанных независимыми поставщиками, и сертифицирует лишь безупречные продукты. Если качество графических драйверов Windows NT 4.0 окажется таким же или превзойдет качество графических драйверов версии 3.x, то нет причин, по которым Windows NT может оказаться менее надежной, чем 3.x. С другой стороны, инсталляция несертифицированного графического драйвера в системе Windows NT 4.0 теоретически более рискованна, чем инсталляция того же драйвера в системе 3.x, по­скольку графические драйверы Windows NT 4.0 работают в привилегированном режиме ядра ЦП.

Что касается безопасности, то Windows NT 4.0 спроектирована с учетом

требований стандартов безопасности точно так же, как и ее предшественники.

Архитектурные изменения не затронули подсистему защиты информации, которая, как и дру­гие подсистемы, выполняется в виде отдельного процесса в

пользовательском режиме.

Тонкие изменения, внесенные в архитектуру Windows NT в версии 4.0, отражают новое отно­шение к системе со стороны ее разработчиков. Первоначально Windows NT замышлялась как операционная система "равных возможностей", способная выполнять прикладные программы других ОС так же легко, как и свои собственные. Но теперь, когда центральное место отво­дится службам Win32 API, система Windows NT оптимизирована на выполнение программ Win32 с большей скоростью, чем раньше. Windows NT 4.0 работает гораздо быстрее, чем ее предшественники, и при этом, очевидно, не поступается теми качествами, которые сделали ее знаменитой. Взвесив все обстоятельства, можно сказать, что пользователи вряд ли могут по­желать чего-то лучшего.

 

Заключение

К

онечно же Windows наиболее распространенная операционная система, и для большинства пользователей она наиболее подходящая ввиду своей простоты, неплохого интерфейса, приемлемой производительности и огромного количества прикладных программ для нее. Однако Windows, естественно, не единственная операционная система и далеко не самая лучшая. Я имел возможность работать не только с операционными системами Microsoft ( от DOS и Windows 3.0 до beta-версии Windows 97 ), но и с ОС IBM OS/2 Warp версии 3.0 и 4.0, несколькими реализациями UNIX. По моему мнению наиболее удачной является OS/2 Warp, которая предоставляет наиболее совершенную защиту, чем Windows 95, более быстродействующая нежели Windows NT, более продуманный интерфейс и много разных других мелочей, делающих эту ОС более привлекательной ( хотя бы интеграция с Internet и встроенная поддержка распознавания речи ). Насчет UNIX можно сказать то, что она является прообразом для многих современных ОС и до сих, на мой взгляд, до сих пор держит первенство, особенно там, где требуется высокая надежность систем. Большим недостатком OS/2 и UNIX является довольно скудный выбор программных средств. Я, в принципе, являюсь противником Microsoft и Windows, Windows - не та операционная система, которую мне бы хотелось использовать, я бы предпочел OS/2 Warp фирмы IBM, но из-за огромного количества программ для Windows и в ввиду того, что все новейшие программы работают только под Windows 95, у меня установлена Windows 95.

Приложение А.

Сравнительные характеристики.

Windows 3.11

Windows 95

Windows NT 3.51

Windows NT 4.0

Рекомендуемый объем ОЗУ, Мбайт

2

8

16

16

Требуемый процессор

386SX

486DX

486DX

Pentium-60

Минимально необходимое

 пространство на диске, Мбайт

7

30

90

120

Файловые системы

FAT

FAT, FAT32

FAT, NTFS, HPFS

FAT, NTFS, HPFS

Поддержка Plug&Play

нет

да

Поддержка APM

нет

да

нет

нет

Пароль при запуске ПК

нет

да

да

да

Программы DOS

да

да

да

да

Программы Windows 3.1

да

да

да

да

вместе в одной виртуальной DOS-машине

да

да

нет

нет

каждая в своей виртуальной

 DOS-машине

нет

нет

да

да

32-разрядные программы Windows 95

нет

да

да

да

Стандартные клиенты сети и протоколы

Microsoft Windows Network, Microsoft Mail, Shedule+

Microsoft Exchange, Microsoft Network, Novell Netware 3.x, 4.x, IPX/SPX, Microsoft DLC, NetBEUI, TCP/IP

Client Service for NetWare, FTP Server, FTP telnet, SLIP, PPP, TCP/IP, Remote Access, AppleTalk, DLC, NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP

Client Service for NetWare, FTP Server, FTP telnet, SLIP, PPP, TCP/IP, Remote Access, AppleTalk, DLC, NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP

Приложение В.

Цены ( согласно прайс-листу фирмы «Контакт»)

Windows NT 4.0 Workstation

Windows NT 4.0 Server

Windows 95

Microsoft Plus!

Windows 3.11

Цена, $

383

982

165

57

92

Upgrade, $

191

492

98

N/A

N/A

Литература

1.    BHV

2.   

3.    ’93.

4.    Microsoft», Microsoft

5.    «PC Magazine/Russian Edition» 8’95, 1’96, 10’96, 1’97

6.    «Мир ПК» 7-8’96, 9’96, 11-12’96

                    Содержание  TOC o Введение............................................................................................................................................................. GOTOBUTTON _Toc387582661   PAGEREF _Toc38

 

 

 

Внимание! Представленный Реферат находится в открытом доступе в сети Интернет, и уже неоднократно сдавался, возможно, даже в твоем учебном заведении.
Советуем не рисковать. Узнай, сколько стоит абсолютно уникальный Реферат по твоей теме:

Новости образования и науки

Заказать уникальную работу

Похожие работы:

Крупнейшие фирмы-разработчики операционных систем и программных средств
Программы для расчета на прочность совместимые с AutoCad
Инструментарий CorelDRAW. Возможности обработки текстов
Бизнес-план разработки учебного курса по OS/2 Warp connect 4
Трехмерное параметрическое моделирование на персональном компьютере
Основы ПЭВМ
Компьютерные вирусы
Организация внешних файлов и работа с ними
Исследование программы PhotoShop и других программ Adobe
Принципиальные отличия WIN95 от предыдущих версий. Достоинства и недостатки WIN95

Свои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru