Развитие и концепции операционных систем WINDOWS
Содержание:
Введение
Глава 1. Основные понятия об операционных системах
- Понятие операционной системы
- Требования, предъявляемые к Операционным системам
- Виды современных операционных систем
Глава 2. Развитие операционных систем семейства Windows.
2.1 История развития операционных систем семейства Windows.
2.2 . Возможности операционных систем семейства Windows.
Глава 3.Операционная система нового поколения от Microsoft
3.1 Разработка Windows 7
3.2 Новые функциональные возможности операционной системы Windows 7.
Заключение
Список использованной
литературы.
Введение
"Всех нас ждет очень интересное будущее.
И именно поэтому я всегда говорю,
что у меня самая интересная работа в мире"
Билл Гейтс.
Компьютерный мир за последние десятилетия достиг ошеломляющих результатов. Не одна отрасль не достигла таких результатов в техническом прогрессе, как компьютерная. Изменения, которые за 15 лет привели к появлению такого компьютерного продукта, как Windows, поистине впечатляют.
Некоторые (в том числе судебная система США) считают, что ведущее положение корпорации Microsoft на рынке операционных систем ПК было завоевано с помощью неэтичных средств, за счет монополизации. Так это или нет, но нам кажется, что система Windows завоевала свои сегодняшние позиции не только потому, что рынок «брали за горло». Ведь если Windows NT 3.1 опирается на 5 миллионов строк программного кода, a Windows 2000 — более чем на 29 миллионов. Бесспорно, это огромный объем работы. Кто мог предвидеть в 1985 году, что через полтора десятка лет любая приличная операционная система должна будет поддерживать технологии, которые вообще не существовали в то время: CD-ROM, DVD, CD-R, CD-RW, Internet и intranet, USB, АРМ, ACPI, USB, RAID, Web-телевидение, электронная почта и группы новостей, UPS, средства обеспечения отказоустойчивой работы, шифрование и сжатие диска?.. И этот перечень продолжает пополняться. Могли ли мы себе представить, что сертификат специалиста MCSE (Microsoft Certified System Engineer) будет иметь такой же вес, как диплом врача или юриста?!
В результате совместной деятельности компаний Microsoft, IBM и Intel ситуация изменилась. Сегодня каждый желающий может купить себе компьютер, принтер, сканер, устройство резервного копирования, клавиатуру, модем, монитор и видеоадаптер, затем подключиться к Internet и инсталлировать Windows — и все устройства, скорее всего, заработают. Нравится вам это или нет, но разработка и принятие (под некоторым нажимом) стандартов оборудования и программного обеспечения, которые превратили персональный компьютер в предмет бытовой техники, осуществлялись часто благодаря усилиям Microsoft. Объединяющим звеном этой революции в мире ПК стала система Windows.
И как бы кое-кому из нас ни хотелось возненавидеть Windows, сегодня позиции этой системы непоколебимы. Да, Linux находится на подъеме, но для большинства предприятий именно Windows и приложения под Windows хотя бы на некоторое время подходят лучше всего. A Windows 7 действительно кардинальным образом меняет пейзаж. Поэтому мы с интересом взялись за эту курсовую работу .
В
данной работе мы дадим определение
операционным системем, рассмотрим виды
и историю операционных систем семейства
Windows, изучим характеристики и возможности
операционных систем семейства Windows, а
так же проанализируем новые возможности
операционной системы Windows 7.
Глава 1. Основные понятия об операционных системах
- Понятие операционной системы
Операцио́нная систе́ма, ОС (англ. operating system) — базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.
ОС позволяет абстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляя разработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций. С точки зрения обывателей, обычных пользователей компьютерной техники, ОС включает в себя и программы пользовательского интерфейса.
Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.
Операционные системы, в свою очередь, нужны, если:
вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы с вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
различные
программы нуждаются в
между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от чужого взора, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, «нарезает» процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам);
наконец, оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых — оболочка и набор стандартных утилит — является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы). Таким образом, современные универсальные ОС можно охарактеризовать прежде всего как
использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
многопользовательские (с разделением полномочий),
многозадачные (с разделением времени).
Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой ОС. В составе ОС различают три группы компонентов: ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевую подсистему, файловую систему; системные библиотеки и оболочку с утилитами.
Большинство программ, как системных (входящих в ОС), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ядерным ресурсам, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что ОС (точнее, её ядро) управляет оборудованием.
В
определении состава ОС значение
имеет критерий операциональной
целостности (замкнутости): система
должна позволять полноценно использовать
(включая модификацию) свои компоненты.
Поэтому в полный состав ОС включают и
набор инструментальных средств (от текстовых
редакторов до компиляторов, отладчиков
и компоновщиков).
- Требования, предъявляемые к Операционным системам.
Операционная система является сердцевиной программного обеспечения, она создает среду для выполнения приложений и во многом определяет, какими полезными для пользователя свойствами эти приложения будут обладать. В связи с этим рассмотрим требования, которым должна удовлетворять современная ОС.
Очевидно, что главным требованием, предъявляемым к операционной системе, является способность выполнения основных функций: эффективного управления ресурсами и обеспечения удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. Современная ОС, как правило, должна реализовывать мультипрограммную обработку, виртуальную память, свопинг, поддерживать многооконный интерфейс, а также выполнять многие другие, совершенно необходимые функции. Кроме этих функциональных требований к операционным системам предъявляются не менее важные рыночные требования. К этим требованиям относятся:
· Расширяемость. Код должен быть написан таким образом, чтобы можно было легко внести дополнения и изменения, если это потребуется, и не нарушить целостность системы.
· Переносимость. Код должен легко переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы (которая включает наряду с типом процессора и способ организации всей аппаратуры компьютера) одного типа на аппаратную платформу другого типа.
· Надежность и отказоустойчивость. Система должна быть защищена как от внутренних, так и от внешних ошибок, сбоев и отказов. Ее действия должны быть всегда предсказуемыми, а приложения не должны быть в состоянии наносить вред ОС.
· Совместимость. ОС должна иметь средства для выполнения прикладных программ, написанных для других операционных систем. Кроме того, пользовательский интерфейс должен быть совместим с существующими системами и стандартами.
· Безопасность. ОС должна обладать средствами защиты ресурсов одних пользователей от других.
·
Производительность. Система должна
обладать настолько хорошим
- Виды современных операционных систем
В настоящее время существует большое разнообразие ОС. Они классифицируются по следующим признакам:
- по
количеству пользователей,
- по
числу процессов, которые
- по типу доступа пользователя к компьютеру;
- по
типу средств вычислительной
техники, для управления
В соответствии с первым признаком различают однопользовательские и многопользовательские ОС. Многопользовательские системы поддерживают одновременную работу на компьютере нескольких пользователей (конечно, за различными терминалами).
Второй признак делит ОС на однозадачные и многозадачные. Заметим, что если система многопользовательская, то обычно она и многозадачная, но не наоборот.
В соответствии с третьим признаком ОС делятся на:
- системы
с пакетной обработкой, когда
из программ, подлежащих выполнению,
формируется пакет, который
- системы
разделения времени,
- системы
реального времени, которые
По четвертому признаку ОС делятся на однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые и распределенные.
ОС не могут, как правило, предоставить пользователям возможности, которыми не обладает компьютер. Они в состоянии только эффективно использовать аппаратные средства компьютера. Поэтому мы сначала перечислим возможные режимы работы ПЭВМ., чтобы понять, какими типами ОС они могут комплектоваться.
В настоящее время ПЭВМ поддерживают спектр режимов работы, среди которых:
- однопрограммный режим;
- однопользовательский многопрограммный, или просто многопрограммный режим;
- многопользовательский многопрограммный, или просто многопрограммный режим;
- система
виртуальных машин (дальнейшее
развитие
С точки зрения работы микропроцессора режимы 2 и 3 близки друг другу, но для обеспечения последнего необходимо наличие нескольких терминалов (дисплеев и клавиатур). Многопрограммные режимы могут реализовываться как на одно-, так и на многопроцессорных ПЭВМ.
Для поддержки перечисленных режимов работы ПЭВМ существуют следующие типы ОС:
- однопользовательские однозадачные, или просто однозадачные;
- однопользовательские
многозадачные, или просто
- многопользовательские
многозадачные, или просто
Для обеспечения работы ПЭВМ в режиме системы виртуальных машин необходим монитор виртуальных машин.
При рассмотрении режимов работы ПЭВМ и ОС не случайно использовались различные термины - соответственно “программа” и “задача”. Без дополнительных пояснений здесь не обойтись, что мы сейчас и сделаем.
На аппаратном
уровне случаи одновременного выполнения
последовательностей команд нескольких
программ или одной программы неразличимы.
Понятие же “задача” вообще не вводится,
а посему можно использовать лишь термин
“программа”, понимая под многопрограммностью
способность одновременного (при наличии
одного процессора - только попеременного)
выполнения нескольких последовательностей
команд.
На уровне же ОС дело обстоит несколько иначе: считается, что система организует выполнение задачи, формируемой из самой программы или из логически законченного фрагмента программы. Поэтому в данном случае правомерно говорить об одно- или многозадачности. Однако следует иметь в виду, что многозадачность бывает разная. Простейшим случаем многозадачности является поддержка одновременного нескольких программ без возможности разбиения программы на несколько задач. “Чистая” же многозадачность предполагает обеспечение такой возможности. Это дополнительно требует наличия в составе ОС средств для взаимодействия и синхронизации процессов. В связи с различными видами многозадачности применительно к ОС иногда употребляют термины многопрограммность для обозначения простейшего случая многозадачности и собственно “многопрограммность” для обозначения полностью реализованного многозадачного режима. Мы же будем употреблять только термин “многозадачность”, понимая его в широком смысле. В целях конкретизации при этом будет использоваться понятие “ гранула параллелизма”, которой может являться программа целиком, процесс (задача) как часть программы или даже цепочка команд в рамках процесса.
Дополнительно
заметим, что многопользовательская
ОС должна быть многозадачной (иначе
нельзя будет обслуживать нескольких
пользователей одновременно), хотя
последняя возможность в
Для многопользовательских и многозадачных ОС важным показателем является дисциплина обслуживания. В соответствие с этим различают вытесняющий и согласующий режимы многозадачной работы.
При вытесняющей организации выделением задачам процессорного времени занимается исключительно ОС. Примерами такого режима являются квантование, когда каждой задаче процессор выделяется по очереди, причем на фиксированный промежуток времени, и приоритетное обслуживание. Вытеснение поддерживают ОС OS/2 и UNIX, а также интерфейсная система DESQview.
В случае
согласующейся организации
В общем случае согласование эффективнее и надежнее вытеснения, так как позволяет самой программе выбирать удобный и безопасный метод своего прерывания. Однако при этом ни одна из программ не должна узурпировать процессор, добровольно отказываясь от монопольного его использования.
Очевидно, однозадачная ОС может быть поставлена на поддерживающую любой режим работы ПЭВМ, что и делается многими пользователями. Однако, на что уже обращалось внимание читателя, современные мощные ПЭВМ имеют такие ресурсы, которые не могут быть эффективно использованы одним пользователем даже в многопрограммном режиме. На таких машинах целесообразнее применять многопользовательские ОС.
Для IBM - совместимых ПЭВМ разработаны и используются следующие классы ОС:
- ОС семейства DOS;
- ОС семейства MS WINDOWS (WINDOWS 95 и WINDOWS 98);
- ОС семейства NT;
- ОС семейства OS/2;
- ОС семейства UNIX.
Наибольшее распространение в настоящее время имеют представители семейства интерфейсных многооконных операционных систем MS WINDOWS (WINDOWS 95 и WINDOWS 98). Применяются операционные системы семейства DOS. Многие пользователи применяют операционные системы семейства UNIX и сетевые операционные системы Windows NT. Операционная система OS/2 не получила широкого распространения. Данное соотношение в ближайшие годы сохранится. Сделаем относительно нее следующие замечания:
некоторые UNIX - подобные системы являются менее требовательными к ресурсам ПЭВМ и способны функционировать на ПЭВМ менее мощных классов;
можно
использовать и меньший, чем указано,
объем ОЗУ, однако при этом некоторые
программы могут оказаться
Глава 2. Развитие операционных систем семейства Windows.
2.1 История операционных систем семейства Windows
В начале 1985 года корпорация Microsoft, уже изрядно отставшая в сфере разработки операционных систем с оконным графическим интерфейсом от своих многочисленных конкурентов, заявила о выходе новой пользовательской среды для платформы IBM PC, опирающейся на ранее выпущенную в свет и уже нашедшую к тому времени весьма широкое распространение другую операционную систему этой компании — MS-DOS. Новая система получила известное теперь каждому пользователю персональных компьютеров название Microsoft Windows.
Впервые концепция графической оконной среды для операционной системы MS-DOS была продемонстрирована Microsoft 10 ноября 1983 года на международной компьютерной выставке COMDEX, однако официальный выпуск этой системы состоялся значительно позже. Повсеместное же применение она получила лишь после 1984 года, когда IBM начала серийное производство персональных компьютеров класса IBM PC AT 286, оснащенных достаточно большим по тем временам жестким диском объемом в 40 Мбайт, цветным графическим монитором стандарта CGA и оперативной памятью в 640 Кбайт. Windows занимала чуть больше двух мегабайтов дискового пространства, поддерживала CGA- и EGA-совместимые графические адаптеры, а также видеокарты стандарта Hercules Graphic Card, позволяла управлять оконной средой с помощью мыши и поддерживала довольно ограниченное число матричных принтеров.
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.
В начале работы над Windows программистам из Microsoft был доступен лишь компьютер класса XT с процессором 8088 и максимальным объёмом памяти в 640 KB. Реальным же был объём в 256 КВ, 2 дисковода на 360 КВ (жёсткий диск в те времена был слишком дорогой роскошью) и видеоадаптер CGA.
Выпущенная на рынок в 1987 году Windows 2.0/286. ОС несла на борту в большинстве своем все те же самые приложения, что и Windows 1.0, однако элементы ее управления были значительно улучшены. Microsoft воспользовалась преимуществами в виде улучшенных скоростных характеристик процессора Intel 286, возможностями дополнительной памяти (expanded memory) и возможностями взаимодействия приложений (inter-application communication), используя DDE (Dynamic Data Exchange - технология обмена данными между приложениями в среде ОС Windows и OS/2 через специальный буфер - область памяти, к которой имеет доступ каждое приложение)
MS Windows – система Microsoft Windows 2.03 — представляла собой дальнейшее развитие Windows 1.01. Следует отметить, что сама структура и архитектура оконной среды не претерпела серьезных изменений.
Windows 2.0 — графическая оболочка.
Релиз состоялся 1 ноября 1987 года.
Еще одной операционной системой производства Microsoft, практически не знакомой российскому потребителю, является Microsoft Windows 3.0. Эта платформа, уже изначально оптимизированная для IBM PC 386 и рассчитанная на эксплуатацию на компьютерах, поддерживающих видеорежим VGA, была первой полнофункциональной шестнадцатибитной операционной системой от Microsoft.
Появившаяся на рынке в 1992 году операционная система Microsoft Windows 3.1 была первой платформой семейства Windows, имевшей русскую локализованную версию и получившей широчайшее распространение в нашей стране. По большому счету, Windows 3.1 представляла собой лишь улучшенную модификацию Windows 3.0, она обладала расширенными функциями настройки параметров рабочей среды и усовершенствованным графическим интерфейсом.
В 1993 году Microsoft анонсировала выпуск новой версии данной операционной системы, получившей название Microsoft Windows 3.11 for Workgroups. Эта была платформа с уклоном в корпоративную направленность – она поддерживала организацию локальной сети по протоколам TCP/IP, IPX/SPX и NetBEUI, включала утилиты для организации связи с Интернетом и программы удаленного администрирования компьютера, позволяла использовать сетевые принтеры и накопители, программу для приема и отправки факсов и инструменты для обмена текстовыми сообщениями по локальной сети.
Завершившаяся полной и безоговорочной победой экспансия операционных систем Microsoft Windows 3.1 и Windows 3.11 на международный рынок программного обеспечения сдерживалась лишь тем, что эти платформы, всецело удовлетворявшие нужды владельцев домашних и настольных персональных компьютеров, не вполне соответствовали требованиям корпоративных пользователей. Бурное развитие и повсеместное распространение локальных сетей и Интернета, охватившее в начале девяностых годов практически все крупные предприятия индустриально развитых стран, определяло новые приоритеты и ставило перед разработчиками системного программного обеспечения принципиально новые задачи. В первую очередь на корпоративного потребителя была рассчитана новая операционная система, представленная корпорацией Microsoft на международной компьютерной выставке в Атланте 26 мая 1993 года. Именно она стала родоначальницей следующего поколения операционных систем, известных нам под маркой Windows NT.
Осенью 1993 года были выпущены системы Windows NT 3.1 для пользователей персональных компьютеров (рабочих станций) и Windows NT Advanced Server 3.1 для администраторов локальных сетей. В 1994 году появились усовершенствованные версии Windows NT - Windows NT Workstation 3.5 и Windows NT Server 3.5; а в 1995 году - Windows NT Workstation 3.51 и Windows NT Server 3.51, более производительные и менее требовательные к аппаратным ресурсам. Собственно, эти две версии Windows являлись одной и той же операционной системой, различия заключались лишь в том, что Windows NT Server включала в комплект поставки набор специального программного обеспечения, позволявшего использовать работающий под управлением данной платформы компьютер, как в качестве сервера локальной сети, так и http-сервера сети Интернет, в то время как в Windows NT Workstation приоритетными являлись пользовательские прикладные программы, количество одновременных сетевых подключений к такому компьютеру ограничивалось десятью удаленными сетевыми узлами.
24
августа 1995 года корпорация Microsoft
представила пользователям
Следующая реализация Windows NT, также выпускавшаяся в двух модификациях: Windows NT 4 Server и Windows NT 4 Workstation, включала практически все функциональные особенности предыдущей версии Windows NT, реализованные с использованием интерфейса, отличающегося от дизайнерского оформления Windows 95 лишь в деталях. [12]
