LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 71
(всего 138)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

панелей диалога), которые могли бы управляться с помощью
Очевидно, что для того, чтобы Windows заняла лидиру-
клавиатуры или мыши.
ющее положение, требовались коренные изменения. В 1987 г.
Когда работа над средой Windows только начиналась,
произошло два значительных события: была объявлена пер-
в распоряжении Microsoft был компьютер с процессором
вая версия системы управлен ия электронными таблицами Excel
8088 и максимальным объемом памяти 640 Кбайт. Предпола-
for Windows (почему-то версии 2.0) и новая версия среды
галось, что пользователи этой среды имеют порядка 256 Кбайт
Windows.
памяти, а жесткий диск им не доступен из-за высокой цены.
Наилучшим графическим адаптером в те времена был CGA
с разрешением 320 на 200 при работе с четырьмя цветами. 1.2. Windows 2.0
Адаптер Hercules, обеспечивавший разрешение 720 на 348 в
По сравнению с версией 1.0, версия Windows 2.0 имела
монохромном режиме, был тогда новинкой. Работа графи-
ряд усовершенствований. Тогда как программа MS-DOS
ческой среды в таких условиях была очень медленной. В
Executive по-прежнему работала в текстовом режиме и не
1983 г. стали просачиваться первые сведения о разработке
было графической программы управления файлами и рабо-
Windows.
чей области, появились перекрывающиеся окна с кнопками
К концу 1984 г. казалось, что разработка Windows не
максимизации и минимизации. Поддержка перекрывающих-
завершится никогда. В ноябре 11)84 г. фирма Microsoft объя-
ся окоп стала одной из причин длительных судебных про-
иила, что поставка Windows отложена до июня следующего
цессов между фирмой Apple и фирмами Digital Research (гра-
года. К тому времени на рынке присутствовали два аналогич-
фическая оболочка GEM) и Microsoft. Окна могли переме-
ных продукта: TopView фирмы IBM и VisiOn фирмы VisiCorp,
шаться по экрану; была реализована поддержка клавиатур-
оба работавшие в текстовом режиме.
ных эквивалентов для большинства стандартных команд и
В то время Билл Гейтс возлагал большие надежды на
функций меню.
графическую пользовательскую среду (концепции «компью-
Не менее важным было введение протокола динамическо-
тер в каждом доме и на каждом столе* и «мгновенно доступ-
го обмена данными (DDE), и пакет Excel явился первым приме
пая информация» пришли несколько позже). Несмотря на
ром использования этой концепции. Протокол давал возмож
высокую цену и низкую производительность, на рынке ощуща-
ность установить динамическую связь между приложениями
лось некоторое влияние компьютеров Macintosh, хотя в 1984 г.
Аналогичный протокол был реализован фирмой Apple только
появились компьютеры IBM PC и Compaq.
в рамках операционной системы System 7 в 1990 г.

1.1. Windows 1.0
1.3. Использование процессора 80386
Когда фирма Microsoft созвала пресс-конференцию на
Годом позже среда Windows была подслепа на два про
выставке Comdex, проходившей в ноябре 1985 г. в Лас-Ве-
дукта, символизируя тем самым разделение рынка на системы
гасе, многие посчитали это событие последним шансом, осо-
сопроцессором 386 и без него. Версия Windows/286 была улуч-
бенно после того как среда Windows не была выпущена, как
шенной версией Windows 2,0 с поддержкой протокола управ-
было обещпно, в шопе того же года. Пресс-конференция плав-
ления расширенной памятью EMS 4.0. Версия Windows/386
но перетекли в презентацию нового продукта — Microsoft
предоставляла несколько большр возможностей, Используя
Windows 1.0
322 Информатика

штабируемых шрифтов технологии TrueType и исправле-
аппаратные преимущества процессора 80386, эта среда могла
ние ряда принципиальных ошибок превратила Windows 3.J
эмулировать расширенную память в дополнительной памяти и
в самостоятельный проект, к которому в результате доба-
выполнять одновременно несколько программ, работая Б вир-
вились значительные новшества. Так. был реализован про-
туальном 8086 режиме процессора 80386.
токол создания составных документов OLE документиро-
Но даже при наличии Windows/386, высокопроизводи-
ван протокол Drag-and-Drop; улучшен интерфейс с прото-
тельных процессоров, значительного количества памяти и под-
колом DDE (библиотека DDEML), введены панели диало-
держки VGA-графики среде Windows не доставало большого
71
га общего назначения (COMMDLG), в отве " на многочис-
количества прикладных программ. Большинство фирм-произ-
ленные запросы были открыты ранее недокументирован-
водителей программного обеспечения делали ставку на OS/2, К
ные функции и рабочие области ядра (TOOL-HELP). Од-
их числу относились Borland и Lotus. В их планы разработка
ним словом, среда Windows превратилась в хороший инст-
приложений для среды Windows в ближайшее время не вхо-
румент для разработчиков и удобный графический интер-
дила.
фейс для пользователей.
1.4. Windows 3.0
16. Windows for Workgroups 3.11
Крупным шагом вперед стал выпуск в мае 1990 года вер-
В ноябре 1992 г. фирма Microsoft выпустила несколько
сии Windows 3.0. Фирма Microsoft ввела поддержку защи-
обновленную версию Windows — Windows tor Workgroups
щенного режима процессоров 80286 и 80386, что давало при-
3.11. Это была первая операционная система Windows, вклю-
кладным программам больше памяти. Поддержка 386 расши-
чающая в свой состав сетевые средства. Данная система ло-
ренного режима была перенесена из Windows/386. Приклад-
гически продолжает линию Windows и позволяет соединить
ным программам теперь отводилось до 16 Мбайт памяти, при-
в единую сеть отдельные компьютеры по бессерверной схеме
чем не странично организованной, как в LIM EMS, а доступ-
(одноранговая сеть), а также позволяет работать как сетевой
ной для одновременного использования. Была реализована
клиент для сервера Windows NT. Теперь для организации
псевдомногозадачность и возможность выполнения DOS-про-
сети необходимо иметь только Windows и соответствующее
грамм в окне.
оборудование — сетевые карты, кабели и т. д, В Windows for
Заметно улучшился пользовательский интерфейс. Про-
Workgroups впервые стали использоваться ;>2-разрядные
граммы управления файлами File Manager и Program Manager
драйверы виртуальных устройств (VxD) и 32-разрядный
были выполнены в стиле самой среды, появилась программа
доступ к жесткому диску, что значительно повысило произ-
конфигурации Control Panel, были добавлены пропорциональ-
водительность. Еще одним новшеством стало то, что Windows
ные шрифты, а также объемные интерфейсные элементы; по-
for Workgroups работала только в 386-м расширенном режи-
лосы прокрутки и кнопки.
ме, тем самым подписывая смертный приговор устаревшим
Изменения в работе дисплейных драйверов и возмож-
286-м процессорам.
ность адресации большего объема памяти позволили Windows
работать существенно быстрее. Наконец-то и пользователи, и
разработчики программных продуктов получили именно ту 1.7. Windows NT 3.51
среду, которую они так долго ждали.
Windows NT, выпущенная в июле 1993 г. разработана
Среди фирм-производителей программного обеспече-
как операционная система высокого класса для компьютеров
ния началась Windows-истерия: все, что можно и нельзя
класса high-end. Она изначально создавалась как сетевая опе-
было перенести в эту среду, получало название for Windows.
рационная система для работы как в качестве с ровера, так и в
Компиляторы, электронные таблицы, графические пакеты,
качестне рабочей станции. Windows NT — это не последова-
коммуникационные программы, игры — все шло на алтарь
тельница Windows 3.x, а новая операционная система, откры-
Windows. В такой гонке одни фирмы задыхались, отстава-
вающая новую линию Windows. Внешне Windcws NT очень
ли, другие вырывались вперед. Друзей не было и нет, не-
сильно похожа на Windows 3.x, но ее внутренняя структура в
большие и крупные фирмы, вовремя не развернувшиеся в
корне отличается от Windows 3.x. Архитектура Windows NT
сторону Windows, сметались с пути, их скупали, с ними объ-
разрабатывалась таким образом, чтобы система обладала мак-
единялись, обменивались акциями., одним словом, непово-
симальной устойчивостью и надежностью, И надо сказать, что
ротливые клиенты просто уничтожались. Многие фирмы
это разработчикам удалось. Windows NT обеспечивает ста-
росли как на дрожжах: еще вчера они предлагали один-два
бильность вполне сравнимую с серверами UNIX, Windows NT
продукта, работающих в среде DOS, а сегодня — широкий
функционирует не только на платформе Intel, но и на RISC-
спектр Windows-продуктов. Пусть не очень высокого каче-
процессорах: PowerPC, MIPS R4000, DEC Alpha. Windows NT
ства, но зато сегодня.
может исполнять приложения DOS, Winl6, Win32, POSIX и
приложения OS/2, не использующее графический интерфейс.
1.5. Windows 3.1 Одним из важнейших новшеств стало использование ноной
файловой системы NTFS, обеспечивающей высокую надеж-
Несмотря на все улучшения, в среде Windows 3.0 были ность файловой системы и возможность восстановления ин-
и существенные упущения: недостаток системных ресур- формации после сбоев. Также нововведением стала поддерж-
сов, что делало невозможным использование имеющейся ка симметричной мультипроцессорной обработки и техноло-
памяти, и знаменитые системные ошибки (UAH), происхо- гии OpenGL, позволяющей работать с 3-мерным i объектами.
дившие намного чаще, чем этого можно было ожидать. Ре- К сожалению, лгу операционную систему не могл i себе позво-
шение этих проблем привело к появлению версии Windows лить большинство пользователей, так как она чрезвычайно
3.1, которая изначально планировалась как небольшое улуч- требовательна к аппаратуре. Для ее установки пыли необхи-
шение версии 3.0. На самом деле введение поддержки мас-
Операционные системы. Windows 323

димы: процессор 386/25, 12 Мбайт ОЗУ, 90 Мбайт свободно- 1.10. Windows 98
го места на диске.
25 июня 1998 г. была выпущена Windows 98, которая
являлась развитием Windows 95. Она имеет «браузерный»
1.8. Windows 95
(Web) интерфейс, стирающий грань между перемещениями в
пределах Рабочего стола и по компьютерным сетям и содер-
24 августа 1995 г. в продажу поступила новая операци-
жащий как новые технологии, так и усовершенствованные.
онная система Windows 95, Еще до выхода было продано око-
Если в Проводнике Windows 98 выбрать в меню View (про-
ло 400 тыс. экземпляров beta-версий этой системы. Выход
смотр) новую опцию Web View (Web-просмотр), перемеще-
Windows 95 стал главнейшим событием 1995 г. Все журналы
ние по жесткому диску вашего компьютера будет обеспечи-
писали о Windows 95, стали выходить книги, проводилась
вать Interne!. Explorer 4.0. Средство Active Desktop позволяет
широкая рекламная компания, все производители программ-
с помощью компонентов ActiveX добавлять непосредственно
ного обеспечения стали переделывать свои продукты для этой
к Рабочему сто#у просмотр Web, вывод новостей в режиме
новой операционной системы, производители компьютеров и
реального времени и даже телепередачи. Это называется «отъе-
комплектующих старались получить логотип Designed for
динением* пользовательского интерфейса от операционной
Windows 95. Причина, по которой Windows 93 оказалась в
системы. Такое «отъединение» должно обеспечить возмож-
центре всеобщего внимания, проста: это было самое важное
ность частого внесения поверхностных нововведений без за-
обновление системы Windows со времени появления Б 1990 г.
мены версии ОС.
Windows 3.0.
В Windows 98 введена переработанная файловая систе-
Пользователи теперь получили преимущества объектно-
ма FAT32, более экономно использующая дисковое простран-
ориентированного интерфейса, включая настоящий «рабочий
ство и поддерживающая жесткие диски объемом до 2 Тбайт.
стол» и пиктограммы, копирование и удаление техникой пере-
Новая версия поддерживала мультимедийные дополнения
таскивания (drag-and-drop), вложенные папки и легко доступ-
ММХ к набору инструкций процессора Pentium. Изменился и
ный диалог для задания свойств. Файловая система распозна-
способ связи между файлами приложений. Это сделано для
ет длинные имена файлов и соответствует метафоре «рабоче-
преодоления проблем, возникающих при случайном удалении
го стола».
DLL, и усовершенствования не очень ясного процесса деин-
Windows D5 внесла значительные улучшения в архи-
сталляции в Windows 95. Переработанная Панель управления
тектуру Windows, в том числе истинно 32-разрядный ин-
не так перегружена значками, как в Windows 95, и в ней по-
терфейс прикладного программирования (API), защищен-
явились Мастера, помогающие пользователю в настройке си-
ные адресные пространства для ее собственных 32-разряд-
стемы. Расширения, ориентированные на сеть, позволяют ком-
ных прикладных программ, вытесняющую многозадачность,
пьютерам запрашивать центральный сервер или Web-страни-
разделение прикладных программ на потоки и более широ-
цу относительно появления там новых программ, чтобы за-
кое использование виртуальных драйверов устройств. Мо-
гружать обловленные компоненты. Усовершенствованная си
дель защиты памяти реализована с серьезными компромис-
стема управления электропитанием для блокнотных ПК мо-
сами, целью которых было достижение совместимости с су-
жет отключать интенсивно расходующие энергию PC карты.
ществующими ^-разрядными прикладными программами
Позже, в 1999 и 2000 гг., появились новые Персии
и драйверами устройств. Но на практике устойчивость сис-
Windows 98: Windows 98 SE (Second Edition) и Windows
темы оказывается лучше, чем у Windows ЗЛх. Производи-
Millennium Edition (ME).
тельность же Windows 95 на удивление высока. На медлен-
ных системах, оснащенных ОЗУ не более А Мбайт, ее пока-
затели почти такие же, а иногда и лучше результатов 1.11. Windows 2000
Windows ЗЛх, в зависимости от выполняемой операции. На
Windows 2000, вышедшая 17 февраля 2000 г. операци
более быстродействующих системах с большей памятью она
онная система Microsoft. Она основана на технологии Win
остается весьма конкурентоспособной в одно- и многоза-
dows NT, что отражено в первоначальном названии проекта
дачном режимах работы.
Windows NT 5.0. NT
Wmdpws 2000 - полностью 32-разрядная ОС с приорн
1.9. Windows NT 4.0 тетной многозадачностью и улучшенной реализацией работы
с памятью. В основе проекта Windows 2000 лежат те же прин
Осенью 1996 г. на прилавках магазинов появилась
ципы, которые когда-то обеспечили успех NT:
Windows NT 4.0. Ее новый интерфейс полностью совпадает с
1. Совместимость (Compatibility). Система имеет привыч
применяемым в Windows 95.
ный интерфейс ОС семейства Windows, поддержку файловых
Не все, что есть ь Windows 95, имеется в NT 4.O. Наи-
систем "NTFS5, NTFS4, FAT16 и FAT32 Большинство прило-
более заметно отсутствие поддержки для конфигурирова-
жений, написанных под MSDOS, W9x, NT4, а также некото-
ния устройств по принципу Plug&Play. Добавить перифе-
рые программы под OS/2 и POSIX запускаются и функциони
рийное устройство к системе на бале NT намного сложнее,
руют без проблем. При проектировании NT учитывалась воз
чем к Windows 95. Некоторые изменения коснулись и архи-
можность работы системы в различных сетевых средах, по
тектуры: достигнуто достаточно высокое быстродействие
этому в поставку входят средства для работы в Unix и Novell
и снижены потребности и памяти, однако новый объектно-
сетях
ориеитированный интерфейс сводит эти достижения на нет
2 Переносимость {Portability), Система работает на раз
и в общем остается такой же.требовательный к объему па-
личных процессорах семейства х86 производства Intel и AMD.
мяти.
Реализация поддержки процессоров других архитектур воз-
Одновременно с выходом клиентской версии Windows
можна, но потребует определенных усилий.
NT Workstation пышла и серверная ОС Windows NT Server.
324 Информатика

3. Масштабируемости}, (Scalability). В W2k реализована Professional как смена для Windows 2000 Professional. Из су-
поддержка технологий SMP и COW (Cluster Of Workstations). щественных отличий между ними можно отметить только от-
Количество процессоров при использовании SMP может дос- сутствие поддержки SMP в XP Home. Но, несмотря на это,
тигать 32 (64, при использовании ядра и HAL-a, написанного даже XP Home построена па ядре NT, поэтому можно гово-
производителем компьютера). рить о давно обещанной официальной смерти линейки Windows
9х и идеологии MS-DOS вместе с ней. Windows 2003 Server
4. Система безопасности (Security) полиостью удовлет-
отличается от ХР наличием системных служи и приложений,
воряет спецификации С2 по терминологии АНБ США. Прав-
свойственных серверу, и поддержкой более мэщного железа.
да для полной поддержки потребуется оборудование, которое
Так, если ХР Pro поддерживает SMP только на два процессо-
также удовлетворяет этой спецификации.
ра, то 2003 Ser-ver — уже на 4, 2003 Advanced Server — на 8, а
5. Распределенная обработка (Distributed processing).
2003 Datacenter Server - на 32.
W2k имеет встроенные в систему сетевые возможности, что
обеспечивает возможность связи с различными типами ком-
пьютеров-хостов благодаря наличию разнообразных транс-
портных протоколов и технологии «клиент-сервер». 2. АРХИТЕКТУРА WINDOWS NT/2OO0/XP
6. Надежность и отказоустойчивость (Reliability and
robustness). Архитектура ОС защищает приложения от по- Линейка операционных систем Windows f)x более не раз-
вреждения друг другом и самой операционной системой. вивается, поэтому мы будем рассматривать архитектуру
При этом используется отказоустойчивая структурирован- Windows NT, (на ней построены современные ОС Windows
ная обработка особых ситуаций на всех архитектурных уров- 2000/ХР).
нях, которая включает восстанавливаемую файловую сис- NT представляет из себя модульную (более совершен-
тему NTFS и обеспечивает защиту с помощью встроенной ную, чем монолитная) операционную систем/ состоящую из
системы безопасности и усовершенствованных методов уп- отдельных взаимосвязанных относительно простых модулей.
равления памятью. Основными модулями NT являются: уровень аппаратных аб-
7. Локализация (Localization). Система предоставляет стракций HAL (Hardware Abstraction Layer), ядро (Kernel),
возможности для работы во многих странах мира на нацио- исполняющая система (Executive), защищенные подсистемы
нальных языках, что достигается применением стандарта ISO (protected subsystems) и подсистемы среды (environment
Unicode. subsystems). Модули перечислены в порядке следования от
8 Расширяемость (Extensibility). Благодаря модульному нижнего уровня архитектуры к верхнему.
построению системы становится возможно добавление новых Уровень аппаратных абстракций виртуализирует аппа-
модулей на различные архитектурные уровни ОС. ратные интерфейсы, обеспечивая тем самым независимость
Windows 2000 вышла в нескольких редакциях: Windows остальной части операционной системы от Kri-кретвых аппа-
2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced ратных особенностей. Подобный подход позволяет обеспе-
Server и Windows 2000 DataCcnter Server. Отличаются они чить легкую переносимость NT с одной аппаратной платфор-
друг от друга, во-первых, количеством служб и программ, мы на другую.
входящих в поставку, во-вторых, степенью поддержки аппа- Ядро является основой модульного строения системы
ратного обеспечения. Например, Professional не поддержит и координирует выполнение большинства базовых опера-
больше 2 процессоров, Server поддержит уже 4 процессора, ций NT. Этот компонент специальным образом оптимизи-
Advanced Server — 8 процессоров, a DataCentcr — 64. Кроме рован по занимаемому объему и эффективнее™ функцио-
этого, они сильно различаются но цене. нирования. Ядро отвечает за планирование выполнения
потоков, синхронизацию работы нескольких процессоров,
обработку аппаратных прерываний и исклю1 ительных си-
; 1.12. Windows XP
туаций.
Новая ОС от Microsoft была представлена 25 октября Исполняющая система включает в свой состав набор
2001 г. В ней сделана попытка объединить две ранее суще- программных конструкций привилегированного режима
ствовавшие независимо линейки Windows 9x и NT. Первона- (kernel-mode), представляющих базовый сервис операцион-
чально этот проект назывался Whisler, но сейчас он разделил- ной системы подсистемам среды. Исполняющая система со-
ся на две линии: Windows XP, позиционирующуюся на замену стоит из нескольких компонент; каждая из них предназначена
Windows Эх и Windows 2000 Professional, и Windows 2003 для поддержки определенного системного сервиса. Так, мо-
Server, позиционирующуюся на. замену NT Server всех сортов. нитор безопасности (Security Reference Monitor) функциони-
Независимо ит названия все они являются прямыми наслед- рует совместно с защищенными подсистемами и обеспечивает
никами Windows 2000 и продолжателями линейки Windows NT. реализацию модели безопасности системы.
Этот факт и определяет основные особенности Windows XP. Подсистемы среды представляют собой защищенные сер-
Это полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадач- веры пользовательского режима (user-mode), -соторые обес-
ностью. В ее осповс лежат те же принципы, на которых бази- печивают выполнение и поддержку приложений, разработан-
ровались все NT. ных для различного операционного окружении (операцион-
Первоначально было выпущено две версии — Windows ных систем). Примером подсистем среды могу г служить под-
XP Home и Windows XP Professional. Кроме этого, существо- системы Win32, OS/2 и POSIX.
вала 64-битная версия Windows XP Professional, сделанная для
64-битного Intel Itanium. Позже появились Windows 2003
2.1. Уровень аппаратных абстракций
Server, Windows 2003 Advanced Server и Windows 2003
Datacenter Server (x8G и 64-разрядная для каждого)- ХР Home Уровень аппаратных абстракций (HAL) представляет
позиционируется как ОС на смену линейки Windows 9x, XP согюй соэданармый производителями аппаратных е>ргл<:т!;
Операционные системы. Windows 325

слой программного обеспечения, который скрывает (или Объекты диспетчеризации (dispatcher objects) характе-
абстрагирует) особенности и различия аппаратуры от верх- ризуются сигнальным состоянием (signaled или rransignalcd) и
них уровней операционной системы. Таким образом, благо- управляют диспетчеризацией и синхронизацией системных
даря обеспечиваемому уровнем аппаратных абстракций филь- операций. Эти объекты включают события, мутанты, мутэксы,
тру, различные аппаратные средства выглядят аналогично семафоры, нити управления и таймеры (events, mutants, mutexes,
с точки зрения операционной системы; снимается необхо- semaphores, threads, timers).
димость специальной тюднастройки операционной системы Управляющие объекты (control objects) используются для
иод используемое оборудование. операций управления ядра, но не воздействуют на дисиетч
При создании уровня аппаратных абстракций ставилась ризацию или синхронизацию. Управляющие объекты включа-
задача подготовки процедур, которые позволяли бы единствен- ют в себя асинхронные вызовы процедур, прерывания, уве-
ному драйверу конкретного устройства поддерживать функ- домления и состояния источника питания, процессы и профи-
ционирование этого устройства для всех платформ. HAL ори- ли (asynhcronous procedure calls, interupts, power notifies, power
ентирован на большое число разновидностей аппаратных плат- statuses, processes, profiles).
форм с однопроцессорной архитектурой; таким образом для
каждого из аппаратных вариантов не требуется отдельной вер- 2.3. Исполняющая система NT
сии операционной системы.
Процедуры HAL называются как средствами операцион- Исполняющая система (Executive), в состав которой вхо-
ной системы (включая ядро), так и драйверами устройств. дит ядро и уровень аппаратных абстракций, обеспечивает об-
При работе с драйверами устройств уровень аппаратных абст- щий сервис системы, который могут использовать все подси-
ракций обеспечивает поддержку различных технологий вво- стемы среды. Каждая группа сервиса находится под управле-
да/вывода (вместо традиционной ориентации на одну аппа- нием одной из отдельных составляющих исполняющей систе-
ратную реализацию или адаптации под каждую новую аппа- мы:
ратную платформу, требующую значительных затрат). - диспетчера объектов (Object Manager);
— диспетчера виртуальной памяти (Virtual Memory
Уровень аппаратных абстракций позволяет также «скры-
Manager);
вать* от остальных уровнен операционной системы особенно-
— диспетчера процессов (Process Manager);
сти аппаратной реализации симметричных мультипроцессор-
- средства вызова локальных процедур (Local Procedure
ных систем.
Call Facility);
— диспетчера ввода/вывода (I/O Manager);

<< Пред. стр.

страница 71
(всего 138)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign