Операційна система Windows 95
Прямим нащадком графічного програмного середовища Windows, яке вже коротко розглядалося вище, можна вважати операційну систему Windows 95, перша закінчена версія якої вийшла в кінці 1995 року. Це справді була перша закінчена версія операційної системи Windows для комп'ютерів, оснащених мікропроцесорами сімейства Intel.
Windows 95 розроблялася в той період, коли на ринку операційних систем вже існувала 32-розрядна операційна система захищеного режиму Windows NT. Однак дана операційна система не повністю відповідала вимогам, які ставилися до настільних систем, що було обумовлено невиправдано високими вимогами до апаратних засобів. Windows 95 спочатку розроблялася як система, покликана забезпечити відповідність вимогам до базової операційної системи для настільних обчислювальних систем.
Однією з головних зовнішніх відмінностей нової операційної системи був принципово новий інтерфейс користувача. Крім суто зовнішньої новизни, дана система відрізняється багатьма нововведеннями, які покликані забезпечити їй міцні позиції як основної операційної системи для персональних комп'ютерів.
Основними властивостями операційної системи Windows 95 є:
· досить висока швидкодія;
· витісняюча багатозадачність для програм, написаних згідно з інструкціями Win32, і для MS DOS-програм;
· кооперативна багатозадачність для програм, написаних згідно з інструкціями WinI6;
· наявність вбудованої в систему програми Internet Explorer 3.0, що надає швидкий і простий доступ в глобальну мережу Internet;
· наявність електронної пошти, сумісної з цілим рядом стандартів;
· сумісність з багатьма (але не з усіма) програмними додатками, які працюють прямо з апаратними засобами або використовують недокументовані можливості MS DOS і Windows;
· можливість роботи системи на більшості існуючих моделей персональних комп'ютерів, у тому числі і на застарілих моделях;
· підтримання списку конфігурацій обладнання для різних застосувань комп'ютера;
· наявність можливості самонастроювання операційної системи на використання різних додаткових пристроїв (plug-and-play);
· наявність у системі програмного управління електроживленням комп'ютера (Advanced Power Management);
· Вимоги, що висуває Windows 95 до обладнання:
· мікропроцесор не нижче за Intel 80386DX (рекомендується Pentium);
· 4 Мбайт оперативної пам'яті (рекомендується не менше 16);
· не менше 40 Мбайт вільного простору на жорсткому магнітному диску для установки і нормального функціонування операційної системи.
Що ж являє собою Windows 95 в реальності, і які перспективи її подальшого розвитку та вдосконалення?
Твердження, що Windows 95 багато в чому значно перевершує своїх попередників - Windows 3.1 і Windows 3.11 настільки тривіальне, що не може відображати реальних змін на ринку операційних систем для настільних обчислювальних комплексів. Ці відмінності мають всеосяжний і кардинальний характер. У цьому випадку слід говорити про появу принципово нової операційної системи, що увібрала в себе всі кращі якості існуючих на той момент 32-розрядних операційних систем подібного класу і зберегла, крім цього, досить невисокі вимоги до апаратного забезпечення.
Удосконалюючись від версії до версії, Windows поступово набула всіх основних рис, властивих повноцінній операційній системі. Розглянемо архітектуру даної операційної системи.
Системна віртуальна машина (Системна ВМ) - це операційне середовище, що входить до складу Windows 95, яке підтримує роботу всіх Windows-додатків і підсистем Windows.
32-розрядними додатками Windows називаються "нові" додатки Windows, які реалізовують 32-розрядну модель пам'яті процесорів від Intel 80386 до Pentium-процесорів і підмножину розробленого Microsoft програмного інтерфейсу прикладного програмування Win32. Даний програмний інтерфейс - це набір програмних функцій і процедур, що дозволяє стандартизувати і спростити створення програмних додатків для Windows 95 і Windows NT. У Windows 95 кожне з програмних додатків, написане згідно з інструкціями Win32, має свій власний адресний простір, який недоступний іншим додаткам.
Оболонка - це 32-розрядний додаток Windows, який відповідає за взаємодію користувача з системою.
16-розрядними додатками Windows називаються "старі" додатки Windows, які були написані для використання під управлінням програмної оболонки Windows 3.1. Ці додатки використовують модель сегментної адресації пам'яті, властивої мікропроцесорам типу Intel 80286. Дані додатки не можуть керуватись згідно з принципами витісняючої багатозадачності. Це так звані додатки Winl6.
Рівень інтерфейсу прикладного програмування забезпечує повну сумісність і можливість роботи під управлінням Windows 95 як додатків Win32, так і додатків Winl6.
Модуль Windows Kernel підтримує необхідні для роботи операційної системи низькорівневі функції, такі, як динамічне розміщення пам'яті і т.д. На рівні Windows Kernel забезпечується відповідний сервіс як для Winl6, так і для Win32.
Модуль Windows GDI забезпечує графічні можливості Windows і підтримує роботу з кольором, шрифтами, що масштабуються, і основними графічними примітивами.
Модуль User - це диспетчер віконного інтерфейсу. Даний модуль займається створенням і управлінням основних елементів інтерфейсу операційної системи - вікнами, діалоговими вікнами, кнопками та іншими елементами.
Віртуальні машини MS DOS забезпечують роботу програмних додатків, розроблених для операційної системи MS DOS, що дозволяє зберегти в більшості випадків сумісність Windows 95 з даними програмними додатками.
Основним елементом операційної системи Windows 95 є так звана "базова система". До її складу входять модулі, що реалізують деякі фундаментальні функції системи. До таких модулів належать:
· підсистема управління файлами - дозволяє реалізувати спільне використання різних файлових систем локальних дисків, компакт-дисків і різних мережних файлових систем;
· мережна підсистема - здійснює доступ до файлів, що знаходяться на віддалених робочих станціях локальної обчислювальної мережі і спеціалізованих файлових серверах, підтримуючи при цьому спільну роботу з декількома типами локальних обчислювальних мереж;
· сервіс операційної системи - містить підсистему конфігурування апаратних засобів Plug and Play і обширний набір різноманітних корисних функцій;
· диспетчер віртуальної машини - основний модуль всієї операційної системи Windows 95, який реалізує всі дії базової системи з управління програмними додатками, управління пам'яттю, запуском і завершенням програм та організації їх інформаційної взаємодії;
· драйвери пристроїв - це широкий спектр спеціалізованих системних програмних модулів, що забезпечують спільну роботу зовнішніх пристроїв, які працюють під управлінням Windows 95.
Одним з найбільш складних завдань для будь-якої сучасної операційної системи є організація реальної багатозадачності. Одночасне надання мікропроцесора для використання різними програмними додатками вимагає від розробника операційної системи розв'язання багатьох нетривіальних питань організації програмно-апаратної взаємодії. Операційна система Windows 95 дозволяє одночасно запускати декілька програм, що стає можливим завдяки наявності способу поділу мікропроцесора між цими програмами.
Термін "багатозадачність" означає здатність операційної системи забезпечувати спільну роботу з мікропроцесором відразу декількох програмних додатків. Програми, запущені під управлінням якої-небудь багатозадачної операційної системи, прийнято називати процесами.
У Windows 95 забезпеченням багатозадачності займається спеціальна програма - планувальник. У ході забезпечення багатозадачності кожному з працюючих процесів Windows 95 виділяється деякий квант часу, який визначає, як довго даний процес може використовувати мікропроцесор. Після закінчення кванта часу даного процесу планувальник самостійно визначає, чи потрібно передати мікропроцесор у розпорядження іншого процесу. Рішення, які приймає планувальник, визначаються переліком подій, на які він зобов'язаний реагувати. Так, наприклад, натиснення клавіші маніпулятора "миша" є подією, яка може привести до передачі мікропроцесора в розпорядження процесу, пов'язаного з вікном, у якому знаходився в даний момент покажчик "миші". Але в деяких випадках передача управління такому процесу може бути відкладена у зв'язку з необхідністю виконати який-небудь інший процес, що має для планувальника більш високий пріоритет (дискові операції, робота з локальною обчислювальною мережею і т.ін.).
У загальному випадку розрізняють два основних види реалізації багатозадачності в сучасних операційних системах. Існують системи зі спільною (кооперативною) багатозадачністю і системи з витісняючою багатозадачністю. Ці види організації багатозадачності визначають конкретні методики диспетчеризації процесів, які знайшли своє втілення на різних етапах розвитку Windows.
При витісняючому плануванні розділення мікропроцесора тільки сама операційна система може вирішувати, яким чином і в якому порядку буде надаватися мікропроцесор у розпорядження того чи іншого процесу. Планувальник може в будь-який момент надавати процесор будь-якому з процесів, що виконуються. Звичайно це відбувається внаслідок реакції на певну подію. Планувальник присвоює кожному з працюючих процесів свій пріоритет, причому пріоритети постійно переглядаються для більш рівномірного розподілу навантаження на мікропроцесор і забезпечення його розподілу між усіма без винятку працюючими процесами. При цьому планувальник, незалежно від пріоритетів виконуваних процесів, періодично з частотою приблизно 50 Гц отримує мікропроцесор у своє розпорядження, для того щоб мати можливість самостійно передати мікропроцесор у розпорядження іншого процесу.
Спільна або кооперативна багатозадачність побудована на принципово інших принципах розподілу мікропроцесора. При реалізації даних принципів планувальник може перемикати процеси тільки після того, як поточний процес звільнить займаний мікропроцесор. При цьому планувальник не може самостійно перервати хід виконання якого-небудь процесу. Тому передача управління планувальнику системи повинна здійснюватися тільки самим процесом, що виконується.
Обидві моделі реалізації багатозадачності мають як позитивні, так і негативні сторони. Але саме витісняюча багатозадачність більшою мірою відповідає вимогам, що висуваються до подібних операційних систем, забезпечує більш рівномірне і коректне завантаження мікропроцесора і більш злагоджену роботу всіх виконуваних одночасно процесів. Спільна багатозадачність була реалізована в первинних версіях програмної оболонки Windows. Операційна система Windows 95 заснована на витісняючій багатозадачності, що робить її більш стійкою і захищеною.
ОС Windows XP
Windows XP (кодова назва при розробці — Whistler; внутрішня версія — Windows NT 5.1) — операційна система сімейства Windows NT від компанії Microsoft. Вона була випущена 25 жовтня 2001 року і є розвитком Windows 2000 Professional. Назва XP походить від англ. experience (досвід, враження, від прикметника професійний). Назва увійшла до практики використання, як професійна версія.
На відміну від попередньої системи Windows 2000, яка поставлялася як в серверному, так і в клієнтському варіантах, Windows XP є виключно клієнтською системою. Її серверним варіантом є випущена пізніше система Windows Server 2003. Windows XP і Windows Server 2003 побудовані на основі одного і того ж ядра операційної системи, в результаті їхній розвиток і оновлення йде більш-менш паралельно.
Варіанти
Windows XP випускається в багатьох варіантах:
· Windows XP Professional Edition була розроблена для підприємств і підприємців і містить такі функції, як віддалений доступ до робочого столу комп'ютера, шифрування файлів (при допомозі Encrypting File System), центральне управління правами доступу і підтримка багатопроцесорних систем.
· Windows XP Home Edition — система для домашнього застосування. Випускається як недорога «урізана» версія Professional Editon, але базується на тому ж ядрі і за допомогою деяких прийомів дозволяє провести оновлення до майже повноцінної версії Professional Edition.
· Windows XP Tablet PC Edition базується на Professional Edition і містить спеціальні застосування, оптимізовані для введення даних стілусом на планшетних персональних комп'ютерах. Найважливішою властивістю є чудове розуміння текстів, написаних від руки і адаптація графічного інтерфейсу до поворотів дисплея. Ця версія продається тільки разом з відповідним комп'ютером.
· Windows XP Media Center Edition базується на Professional Edition і містить спеціальні мультимедійні застосунки. Комп'ютер, як правило, оснащений ТБ-картою і пультом дистанційного керування (ПДК). Найважливішою властивістю є можливість підключення до телевізора і управління комп'ютером через ПДК завдяки спрощеній системі управління Windows. Ця система містить також функції для прийому УКВ-радіо.
· Windows XP Embedded базується на Professional Edition і призначена для управління вбудованою системою різних пристроїв: банкоматів, медичних приладів, касових терміналів, ігрових автоматів, VOIP- компонентів тощо
· Windows XP Professional x64 Edition — спеціальна 64-розрядна версія, розроблена для процесорів з технологією AMD64 Opteron і Athlon 64 від фірми AMD і процесорів з технологією EM64T від фірми Intel. Ця система не підтримує процесори інших виробників, а також не працює з процесором Intel Itanium. Хоча перші 64-розрядні процесори з'явилися в 2003 році, Windows XP Professional x64 Edition вийшла в світ тільки в квітні 2005 року. Основною гідністю системи є швидка робота з великими числами (Long Integer і Double Float). Таким чином, ця система дуже ефективна, наприклад, при виконанні обчислень, що використовують числа з плаваючою комою, необхідних в таких областях, як створення спецефектів для кінофільмів і тривимірною анімації, а також розробка технічних і наукових застосувань. Дана система підтримує змішаний режим, тобто одночасну роботу 32- і 64-розрядних застосувань, проте для цього всі драйвери повинні бути в 64-розрядному виконанні. Це означає, що більшість 32-розрядних застосувань можуть працювати і в цій системі. Виняток становлять лише ті застосування, які сильно залежать від апаратного забезпечення комп'ютера, наприклад, антивіруси і дефрагментатори.
· Windows XP 64-bit Edition — це видання розроблялося спеціально для робочих станцій з архітектурою IA-64 і мікропроцесорами Itanium. Це видання Windows XP не розвивається з 2005 року, після того, як HP припинив розробку робочих станцій з мікропроцесорами Itanium. Підтримка цієї архітектури залишилася в серверних версіях операційної системи Windows.
· Windows XP Edition N — система без Windows Media Player і інших мультимедіа-застосунків. Ці версії створені під тиском Європейській Антимонопольній Комісії. За бажанням користувач може безкоштовно завантажити всі бракуючі застосування веб-сайту Microsoft. Існує як в Home, так і в Professional варіантах.
· Windows XP Starter Edition — сильно функціонально обмежена версія для країн, що розвиваються і фінансово слабких регіонів. У цій версії можлива одночасна робота тільки 3 застосувань, і кожне застосування може створити не більше 3 вікон. У системі повністю відсутні мережеві функції, не підтримується висока роздільна здатність, а також не допускається використання більше 256 мегабайт оперативній пам'яті або жорсткого диска об'ємом більше 80 гігабайт. Система може працювати на процесорах рівня Intel Celeron або AMD Duron.
· Windows Fundamentals for Legacy PCs — Урізана Версія Microsoft Windows XP Embedded Service Pack 2 призначена для застарілих комп'ютерів.