Особенности ОС Windows.

Стандартизация интерфейса пользователя (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением)Графический интерфейс пользователя в Windows основан на идее оконного интерфейса, принятого так же и в ряде других современных ОС (например, UNIX). Каждая программа имеет собственное окно, в котором и происходит обмен сообщений с пользователем. Для наглядности в Windows широко применяются иконки (пиктограммы), изображающие отдельные программы;

оптимальное управление оперативной памятью большого объема;

возможность без проблем подключать новые внешние устройства (plug and play) Операционная система может программным путем определить назначение такого устройства, выяснить, какие варианты его настройки возможны, и выбран, наиболее подходящий из них;

интеграция функций программ (возможность использовать в конкретной программе объекты, созданные средствами другой программы). Возможен обмен данными между приложениями, что позволяет, например, информацию созданную в электронной таблице, перенести в текстовый документ через буфер обмена. Технология OLE;

многозадачность (возможность одновременно выполнять несколько приложений и легко переключаться с одной программы на другую). Многозадачный режим работы позволяет запускать одновременно несколько приложений, например, текстовый процессор, базу данных, игру и переключаться между ними;

Микроядерная архитектура.

Современная тенденция в разработке операционных систем это перенесение значительной части системного кода на уровень пользователя и одновременной минимизации ядра. Речь идет о подходе к построению ядра, называемом микроядерной архитектурой (microkernel architecture) операционной системы, когда большинство ее составляющих являются самостоятельными программами. В этом случае взаимодействие между ними обеспечивает специальный модуль ядра, называемый микроядром. Микроядро работает в привилегированном режиме и обеспечивает взаимодействие между программами, планирование использования процессора, первичную обработку прерываний, операции ввода-вывода и базовое управление памятью.

Рис. 1.4 Микроядерная архитектура операционной системы

Остальные компоненты системы взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений через микроядро.

Основное достоинство микроядерной архитектуры высокая степень модульности ядра операционной системы. Это существенно упрощает добавление в него новых компонент. В микроядерной операционной системе можно, не прерывая ее работы, загружать и выгружать новые драйверы, файловые системы и т. д. Существенно упрощается процесс отладки компонент ядра, так как новая версия драйвера может загружаться без перезапуска всей операционной системы. Компоненты ядра операционной системы ничем принципиально не отличаются от пользовательских программ, поэтому для их отладки можно применять обычные средства. В то же время, микроядерная архитектура операционной системы вносит дополнительные накладные расходы, связанные с передачей сообщений, что существенно влияет на производительность. Для того чтобы микроядерная операционная система по скорости не уступала операционным системам на базе монолитного ядра, требуется очень аккуратно проектировать разбиение системы на компоненты, стараясь минимизировать взаимодействие между ними. Таким образом, основная сложность при создании микроядерных операционных систем необходимость очень аккуратного проектирования.

Объектно-ориентированный подход

Хотя технология микроядер и заложила основы модульных систем, способных развиваться регулярным образом, она не смогла в полной мере обеспечить возможности расширения систем. В настоящее время этой цели в наибольшей степени соответствует объектно-ориентированный подход, при котором каждый программный компонент является функционально изолированным от других.

Основным понятием этого подхода является "объект". Объект - это единица программ и данных, взаимодействующая с другими объектам посредством приема и передачи сообщений. Объект может быть представлением как некоторых конкретных вещей - прикладной программы или документа, так и некоторых абстракций - процесса, события.

Программы (функции) объекта определяют перечень действий, которые могут быть выполнены над данными этого объекта. Объект-клиент может обратиться к другому объекту, послав сообщение с запросом на выполнение какой-либо функции объекта-сервера.

Объекты могут описывать сущности, которые они представляют, с разной степенью детализации. Для обеспечения преемственности при переходе к более детальному описанию разработчикам предлагается механизм наследования свойств уже существующих объектов, то есть механизм, позволяющий порождать более конкретные объекты из более общих. Например, при наличии объекта "текстовый документ" разработчик может легко создать объект "текстовый документ в формате Word 6.0", добавив соответствующее свойство к базовому объекту. Механизм наследования позволяет создать иерархию объектов, в которой каждый объект более низкого уровня приобретает все свойства своего предка.

Внутренняя структура данных объекта скрыта от наблюдения. Нельзя произвольно изменять данные объекта. Для того, чтобы получить данные из объекта или поместить данные в объект, необходимо вызывать соответствующие объектные функции. Это изолирует объект от того кода, который использует его. Разработчик может обращаться к функциям других объектов, или строить новые объекты путем наследования свойств других объектов, ничего не зная о том, как они сконструированы. Это свойство называется инкапсуляцией.

Таким образом, объект предстает для внешнего мира в виде "черного ящика" с хорошо определенным интерфейсом. С точки зрения разработчика, использующего объект, пока внешняя реакция объекта остается без изменений, не имеют значения никакие изменения во внутренней реализации. Это дает возможность легко заменять одну реализацию объекта другой, например, в случае смены аппаратных средств; при этом сложное программное окружение, в котором находятся заменяемые объекты, не потребует никаких изменений.

С другой стороны, способность объектов представать в виде "черного ящика" позволяет упаковывать в них и представлять в виде объектов уже существующие приложения, ничего в них не изменяя.

Использование объектно-ориентированного подхода особенно эффективно при создании активно развивающегося программного обеспечения, например, при разработке приложений, предназначенных для выполнения на разных аппаратных платформах.

Полностью объектно-ориентированные операционные системы очень привлекательны для системных программистов, так как, используя объекты системного уровня, программисты смогут залезать вглубь операционных систем для приспособления их к своим нуждам, не нарушая целостность системы.

Но особенно большие перспективы имеет этот подход в реализации распределенных вычислительных сред. В то время, как сейчас разные пакеты, работающие в данный момент в сети, представляют собой статически связанные наборы программ, в будущем, с использованием объектно-ориентированного подхода, они могут превратиться в единую совокупность динамически связываемых объектов, где каждый объект оперативно устанавливает и разрывает связи с другими объектами для выполнения актуальных в данный момент задач. Приложения, созданные для такой сетевой среды, основанной на объектах, могут выполняться, динамически обращаясь к множеству объектов, независимо от их местонахождения в сети и независимо от их операционной среды.

Поскольку любое объектно-ориентированное приложение представляет собой набор объектов, разработчику желательно иметь стандартные средства для управления объектами и организации их взаимодействия. При использовании и разработке объектно-ориентированных приложений в неоднородных распределенных средах, нужны также средства, упрощающие доступ к объектам сети. При возникновении запроса к какому-либо объекту распределенной среды, независимо от того, находится требуемый объект на том же компьютере или на одном из удаленных, прозрачным образом должен быть выполнен поиск объекта, передача ему сообщения, и возврат ответа. Для обеспечения прозрачного обнаружения объектов, все они должны быть снабжены ссылками, хранящимися в каталогах. Отсюда вытекает очень сложная проблема организации службы каталогов, позволяющей программистам именовать и искать объекты в сети, которая, вообще говоря, может быть разбросана по всему миру.

Однако, несмотря на упомянутые сложности и проблемы, объектно-ориентированный подход является одной из самых перспективных тенденций в конструировании программного обеспечения.

Средства OLE

Для пользователей Windows объектно-ориентированный подход проявляется при работе с программами, использующими технологию OLE фирмы Microsoft. В первой версии OLE, которая дебютировала в Windows 3.1, пользователи могли вставлять объекты в документы-клиенты. Такие объекты устанавливали ссылку на данные (в случае связывания) или содержали данные (в случае внедрения) в формате, распознаваемом программой-сервером. Для запуска программы-сервера пользователи делали двойной щелчок на объекте, посредством чего передавали данные серверу для редактирования. OLE 2.0, доступная в настоящее время в качестве расширения Windows 3.1, переопределяет документ-клиент как контейнер. Когда пользователь щелкает дважды над объектом OLE 2.0, вставленным в документ-контейнер, он активизируется в том же самом месте. Представим, например, что контейнером является документ Microsoft Word 6.0, а вставленный объект представляет собой набор ячеек в формате Excel 5.0. Когда вы щелкнете дважды над объектом электронной таблицы, меню и управляющие элементы Word как по волшебству поменяются на меню Excel. В результате, пока объект электронной таблицы находится в фокусе, текстовый процессор становится электронной таблицей.

Инфраструктура, требуемая для обеспечения столь сложных взаимодействий объектов, настолько обширна, что Microsoft называет OLE 2.0 "1/3 операционной системы". Хранение объектов, например, использует docfile, который в действительности является миниатюрной файловой системой, содержащейся внутри обычного файла MS-DOS. Docfile имеет свои собственные внутренние механизмы для семантики подкаталогов, блокировок и транзакций (т.е. фиксации-отката).

Наиболее заметный недостаток OLE - отсутствие сетевой поддержки, и это будет иметь наивысший приоритет при разработке будущих версий OLE. Следующая основная итерация OLE появится в распределенной, объектной версии Windows, называемой Cairo (Каир), ожидаемой в 1995 году.

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА (ОС) WINDOWS

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕМЕЙСТВА ОС WINDOWS

ОС семейства Windows. Основные версии ОС Windows

ОС семейства Windows являются программными продуктами корпорации Microsoft и представляют собой комплекс программ, предназначенный для эффективного использования всех средств компьютера в процессе решения задач пользователя и организации взаимодействия пользователя и компьютера. ОС обеспечивают совместное функционирование всех устройств компьютера и представляют пользователю доступ к его ресурсам. ОС корпорации Microsoft, как и ОС других производителей, можно классифицировать по ряду признаков:

• основному назначению;
• числу одновременно работающих пользователей;
• числу задач, одновременно выполняемых под управлением ОС;
• способу использования аппаратных и программных средств;
• типу пользовательского интерфейса;
• системным требованиям к аппаратному обеспечению;
• используемой файловой системой;
• языковой версией;
• ? разрядности МП и т.д.

Проведем классификацию ОС корпорации Microsoft по наиболее важным признакам.

По основному назначению ОС семейства Windows условно можно разделить на три группы или, как их еще называют, линии: 9х - линия, NT - линия и СЕ - линия. Некоторые авторы выделяют еще одну группу (16 - Bit - линия), к которой относят Windows 1.0 (1985 г.), Windows 2.0 (1987 г.), Windows 2.1 (1987 г.), Windows 3.0 (1990 г.), Windows 3.1 (1992 г.), Windows 3.11 (1992 г.). Однако эти версии не были полноценными ОС, а были операционными оболочками для работы с ОС MS DOS (Microsoft Disk Operating System, ОС которой была разработана корпорацией Microsoft в 1981 г.). Основное назначение этих версий состояло в реализации графического интерфейса ОС MS DOS.

В первую группу (9х - линия) входят ОС версий: Windows 95 (1995 г.), Windows 98 (1998 г.), Windows ME (Millennium Edition, 2000 г.). Данная группа ОС предназначалась для установки на персональные компьютеры, имеющие 32-разрядные микропроцессоры и работающие в локальном (автономном) режиме. В настоящее время данная группа ОС практически не используется и не поддерживается разработчиком.

Вторая группа (NT - линия, New Technology - новая технология) является самой многочисленной, к ней относятся следующие версии: Windows NT 3.1 (1993 г.), Windows NT 3.5 (1994 г.), Windows NT 3.51 (1995 г.), Windows NT 4.0 (1996 г.), Windows NT 5.0 (Windows 2000, 2000 r.), Windows NT 5.1 (WindowsXP, 2001 n). Windows NT 5.2 (Windows Server 2003, 2003 r.), Windows NT 6.0 (Windows Vista 2006, 2006 r.), Windows Home Server (2007 r.), Windows Server 2008, Windows NT 6.1 (Windows 7, 2009 г.). ОС этой группы являются полностью 32-разряд-ными и не нуждаются в поддержке со стороны ОС MS DOS. Основное назначение данной группы состоит в поддержке сетевого режима работы компьютера. В настоящее время данная группа ОС находит наибольшее практическое применение и поддерживается разработчиком, кроме некоторых ранних версий.

Третья группа (СЕ - линия, СЕ - Compact Edition - компактное издание) предназначена для портативных компьютеров. К данной группе относятся следующие версии: Windows СЕ 1.0 (1997 г.), Windows СЕ 2.0 (1998 г.), Windows СЕ 3.0 (2000 г.), Windows СЕ 4.0 (2002 г.), Windows Mobile 2003 (2003 г.), Windows Mobile 5.0 (2005 г.), Windows Mobile 6.0 (2007 г.).

По числу одновременно работающих пользователей различают одно- и многопользовательские ОС. Основное отличие их друг от друга состоит в наличии средств защиты от несанкционированного доступа. В многопользовательских ОС имеются средства защиты каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Каждый пользователь может входить (загружать) многопользовательскую ОС под своим паролем, ему выделяется свой сегмент основной памяти компьютера. Примером многопользовательских ОС являются версии первой и второй групп семейства Windows.

По числу одновременно выполняемых задач ОС делятся наодно-и многозадачные. ОС семейства Windows относятся к многозадачным с вытесняющей многозадачностью. Пользователь, работающий с ОС семейства Windows, может одновременно выполнять несколько задач в разных окнах, при этом окна на экране закрепляются за разными задачами. ОС семейства Windows работает в защищенном режиме (protected mode), т.е. при использовании микропроцессора в многозадачном режиме работающие программы не мешают друг другу.

По способу использования аппаратных и программных средств ОС можно разделить на сетевые и локальные ОС. К сетевым ОС можно отнести основные версии второй и третьей групп семейства Windows, к локальным - первую группу.

По типу пользовательского интерфейса ОС можно разделить на ОС, представляющие пользователю текстовый и графический интерфейсы. ОС семейства Windows представляют пользователю графический интерфейс.

Из перечисленных выше версий ОС Windows наиболее востребованными в настоящее время для установки на персональные компьютеры являются версии ОС Windows ХР, ОС Windows Vista и ОС Windows 7.

Дадим краткую характеристику этим версиям ОС Windows и опишем возможности, которые они предоставляют пользователям.

ОС Windows ХР была выпущена корпорацией Microsoft в октябре 2001 г. и является развитием ОС Windows 2000 Professional. Название ХР происходит от английского eXPerience, что означает опыт. Корпорация Microsoft представила три основных выпуска (редакции) ОС Windows ХР: ОС Windows ХР Home Edition, ОС Windows ХР Professional Edition и ОС Windows ХР 64-bit Edition. Кроме основных выпусков ОС Windows ХР, были и дополнительные, к которым можно отнести: ОС Windows ХР Media Center Edition (базируется на ОС Windows ХР Professional Edition и содержит специальные мультимедийные приложения), ОС Windows ХР Embedded (встраиваемая компонентная ОС на базе Windows ХР Professional Edition, она предназначена для применения в различных встраиваемых системах: банкоматах, медицинских приборах, кассовых терминалах, игровых автоматах и т.д.), ОС Windows Embedded for Point of Service (специализированная ОС на базе ОС Windows ХР Embedded, конфигурированная для пунктов обслуживания, она оптимизирована для розничной торговли и сферы услуг) и т.д. Далее остановимся на основных выпусках ОС Windows ХР.

ОС Windows ХР Home Edition была ориентирована на пользователей домашних персональных компьютеров (устанавливалась на ноутбуки). Данный выпуск отличался от предыдущей версии ОС Windows 2000 новым внешним оформлением, которое упрощало и делало более эффективным выполнение ежедневных задач. Для пользователей стали доступны усовершенствованные возможности работы с цифровыми изображениями и музыкальными записями как при работе на локальном персональном компьютере, так и при обмене ими через Интернет.

ОС Windows ХР Professional является более мощной ОС, по сравнению с предыдущими версиями ОС, что связано с высоким уровнем масштабируемости и надежности ОС. Предназначена она в основном для корпоративных пользователей. Масштабируемость данной ОС состоит в поддержке оперативной памяти, которая может быть увеличена до 4 Гбайт, и поддержке увеличения мощности микропроцессора (например, установке двух микропроцессоров).

Перечислим основные возможности, предоставляемые пользователю ОС Windows ХР Professional, которые можно также трактовать

как отличительные особенности данной ОС по сравнению с предыдущими версиями ОС семейства Windows:

• улучшенный интерфейс пользователя, улучшенный дизайн, включая более округлые формы и плавные цвета;
• относительно более высокий уровень безопасности, включая возможность шифрования папок и файлов с целью защиты корпоративной информации;
• встроенная поддержка высокопроизводительных многопроцессорных систем;
• возможность быстрого переключения пользователей, позволяющая временно прервать работу одного пользователя и выполнить вход в систему под именем другого пользователя, оставляя при этом приложения, запущенные первым пользователем, включенными;
• удобства при выполнении различных операций за счет встроенных в ОС мастеров (например, «Мастер очистки Рабочего Стола», «Мастера установки и настройки сети», «Мастера создания ярлыков», «Мастера подключения к Интернету» и т.д.);
• восстановление ОС, предназначенное для возвращения системы в определенное предшествующее состояние, а также улучшение других способов восстановления системы. Так, при загрузке последней удачной конфигурации загружается также и прежний набор драйверов, что позволяет в ряде случаев легко восстановить систему при проблемах, возникших в результате установки драйверов, возможность отката драйверов, т.е. возвращение к предыдущим версиям драйверов (компьютерных программ, обеспечивающих функционирование периферийных устройств компьютера) из-за программных сбоев и т.д.;
• более развитые функции управления системой из командной строки;
• поддержка утилитой «Проводник» цифровых графических и аудиоформатов;
• ОС Windows ХР Professional включает технологии, разработанные фирмой Roxio, которые позволяют производить запись данных на оптические диски, не устанавливая дополнительные программные средства;
• в состав ОС входит аудиоплейер Windows Media, который позволяет воспроизводить цифровые мультимедиа, включая музыку, видео, оптические диски и интернет-радио;
• ОС Windows ХР Professional может работать с архивами ZIP без установки дополнительных программных средств;
• средства поддержки переносных компьютеров, включая технологии DualView и ОеагТуре. Технология DualView (работа с двумя мониторами) позволяет отображать «Рабочий стол» компьютера на двух мониторах, управляемых одним видеоадаптером. Например, к портативным компьютерам помимо жидкокристаллического дисплея можно подключить внешний монитор. Применение данной технологии позволяет повысить производительность труда пользователей и не требует дополнительных микропроцессоров. Технология ОеагТуре повышает четкость отображения текста на жидкокристаллическом экране, поскольку втрое увеличивает горизонтальное разрешение отображаемого текста на экране компьютера, а также имеет брандмауэр подключений к Интернету, ит.д.

Разработчик должен сопровождать любой программный продукт, выпущенный на рынок. В процессе сопровождения устраняются замеченные неисправности в работе программы, ошибки, так называемые дырки в системе защиты от несанкционированного доступа и т.д. Не исключением является и ОС Windows ХР. Корпорация Microsoft за время сопровождения ОС Windows ХР также устраняла недочеты в ОС и периодически выпускала пакеты обновлений (Service Packs) ОС. Целью этих пакетов программ было устранение выявленных проблем и добавление новых возможностей.

Первый пакет обновлений Service Pack 1 (SP1) для ОС Windows ХР был выпущен в сентябре 2002 г. Наиболее важными новшествами пакета стали: поддержка интерфейса USB 2.0, введение утилиты, позволяющей выбирать программы по умолчанию для просмотра электронной почты, реализация виртуальной машины Java (Java Virtual Machine, виртуальная машина Java интерпретирует и исполняет байт-код Java, предварительно созданный из исходного текста Java-про граммы компилятором Java. Так как виртуальные машины Java доступны для многих аппаратных и программных платформ, Java может рассматриваться и как связующее программное обеспечение, и как самостоятельная платформа), система шифрования файлов (Encrypting File System, EFS) получила возможность использовать алгоритм шифрования AES (Advanced Encryption Standard - симметричный алгоритм блочного шифрования с размером блока 128 бит и ключом 128/192/256 бит, принятый в качестве стандарта шифрования правительством США в мае 2002 г.) с 256-битным ключом и т.д. Поддержка Windows ХР Service Pack 1 закончилась в октябре 2006 г.

Второй пакет обновлений Service Pack 2 (SP2) (кодовое название Springboard) был выпущен в августе 2004 г. Наиболее важными новшествами пакета SP2: улучшенный файрволл (файрволл - образован транслитерацией английского термина firewall, эквивалентного термину «межсетевой экран», в настоящее время не является официальным заимствованным словом в русском языке, аналогом английского слова firewall является немецкое слово brandmauer (брандмауэр), что в дословном переводе на русский язык означает стену, которая разделяет смежные здания, предохраняя ог распространения пожара); мастер поддержки Wi-Fi соединений с Интернетом и Bluetooth (английский перевод прозвища датского короля Харальда 1 Синезубого (910-986 г.), объединившего Данию с Норвегией. Его имя было выбрано в качестве названия технологии потому, что первоначально Bluetooth задумывалась как средство для простого соединения компьютеров и телекоммуникационных устройств), технология Bluetooth обеспечивает обмен информацией на радиочастоте в диапазоне 2,4- 2,48 ГГц (свободный от лицензирования диапазон) для ближней связи радиуса 10-100 м между такими устройствами, как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты и т.д.), а также улучшенная версия браузера Internet Explorer (IE6, например, возможность блокировать «всплывающие» окна в Интернете). Данный пакет обновлений внес значительные изменения в безопасность ОС Windows ХР. Так, значительным изменениям подвергся встроенный файрволл, который был переименован в Windows Firewall и активировался для всех создаваемых соединений по умолчанию. Изменения в области безопасности затронули и почтовую программу Outlook Express и браузер IE. ОС Windows ХР Service Pack 2 включает Windows Security Center, который позволяет облегчить наблюдение за безопасностью системы, следя и напоминая пользователю о необходимости установить или обновить антивирус и его базы, активировать встроенный или сторонний файрволл, произвести обновление операционной системы или изменить настройки браузера и т.д. С июля 2008 г. корпорация Microsoft прекратила поддержку ОС Windows ХР SP2.

Третий пакет обновлений Service Pack 3 (окончательная версия) был представлен корпорацией Microsoft в апреле 2008 г. Пакет включает все обновления, выпущенные после выхода ОС Windows ХР Service Pack 2 в 2004 г., а также ряд других новых элементов. Среди них функция защиты сетевого доступа (Network Access Protection) и новая модель активации, заимствованные у ОС Windows Vista, кроме того, появилось улучшенное обнаружение так называемых маршрутизаторов - «черных дыр» и т.д. В настоящее время ОС Windows ХР SP3 поставляется на рынок в виде версий OEM (Original Equipment Manufacturer) и коробочной версии (BOX).

Здесь важно также отметить, что корпорация М icrosoft с 14 апреля 2009 г. прекратила бесплатную поддержку ОС Windows ХР, и с этого времени пользователи ОС Windows ХР не могут обращаться в Microsoft за бесплатной технической поддержкой. Теперь им придется для этого пользоваться услугами «продленной поддержки», т.е. все обращения являются платными. Данная поддержка будет продолжаться до 8 апреля 2014 г.

ОС Windows ХР 64-bit Edition разрабатывалась специально для рабочих станций на базе 64-разрядных микропроцессоров Intel Itanium. Данная ОС обеспечивает поддержку дополнительной памяти, увеличивает скорость операций ввода-вывода, расширяет возможности для вычислений переменных с плавающей запятой. Данная ОС представляет собой достаточно мощную платформу для технических и аналитических разработок, а также для проведения финансового и статистического анализа. Эта редакция Windows ХР более не развивается с 2005 г., после того как корпорация HP (Hewlett Packard, США) прекратила разработку рабочих станций с микропроцессорами Intel Itanium. Поддержка этой архитектуры осталась в серверных версиях операционной системы Windows.

ОС Windows Vista также относится к NT - линии (NT - линия, New Technology - новая технология, ориентированная на сетевую работу) операционных систем семейства Microsoft Windows NT, и в частности, имеет в этой линии название ОС Windows NT 6.0. Используется в основном на пользовательских персональных компьютерах. Корпорация Microsoft официально выпустила ОС Windows Vista 30 ноября 2006 г. для корпоративных клиентов, а 30 января 2007 г. начались продажи ОС в розничной сети. Корпорация Microsoft представила несколько выпусков (вариантов, редакций) ОС Windows Vista. Рассмотрим основные из них:

• ОС Windows Vista Starter - самый недорогой и доступный вариант для пользователей начального уровня. Базовый набор возможностей ОС Windows Vista Starter ограничен по сравнению с другими выпусками, но главное - сохраняется совместимость со всеми современными приложениями и устройствами. Фактически это операционная система для начинающих, делающих первые шаги в освоении персонального компьютера и не желающих при покупке первого компьютера переплачивать за программное обеспечение;
• ОС Windows Vista Home Basic также относится к достаточно простому и доступному варианту ОС Windows Vista, предназначенному преимущественно для домашних пользователей. Обладает всеми основными характеристиками ОС нового поколения: безопасностью, поддержкой расширенного родительского контроля, базовым интерфейсом пользователя, новыми функциями поиска и систематизации данных, улучшенной работой в сети. На аппаратном уровне это поддержка одного микропроцессора (с неограниченным количеством ядер) с 8 Гбайт максимального объема оперативной памяти для платформы Amd64 (64-битная) и 4 Гбайт для платформы х86 (32-битная);

OC Windows Vista Home Premium представляет собой основной вариант Windows Vista для домашних пользователей настольных и мобильных персональных компьютеров. Кроме возможностей, представляемых ОС Windows Vista Home Basic, в данном варианте поддерживается 3-мерный интерфейс пользователя Windows Aero, имеется Windows Media Center и ряд дополнительных возможностей по работе с мультимедийными данными (например, редактирования и записи DVD). На аппаратном уровне ОС Windows Vista Home Premium поддерживает до двух микропроцессоров с 16 Гбайт максимального объема оперативной памяти, HDTV(High Definition TV - одно из направлений развития телевидения в мире, его российское название - телевидение высокой четкости, которое позволяет смотреть телепрограммы, фильмы с разрешением 1920 на 1080 точек, в отличие от обычного телевидения, где используется разрешение изображения 720 на 576 точек), запись видео-DVD, поддержка сенсорных экранов, автоматическое резервное копирование. Однако в данном варианте отсутствует возможность присоединения к домену и редактору групповых и локальных политик, нет поддержки EFS;

ОС Windows Vista Business представляет собой основную аппаратную платформу для настольных и мобильных персональных компьютеров корпоративного класса. Данный вариант ОС подходит для малого, среднего и большого бизнеса, содержит все функции ОС Windows Vista Home Basic (кроме ряда развлекательных) и имеет ряд специфических особенностей. Так, ОС Windows Vista Business поддерживает интерфейс Windows Aero, поддерживает групповую политику, шифрование файловой системы, поддержку факсов и сканеров и пр. На аппаратном уровне ОС Windows Vista Business поддерживает до двух процессоров, интерфейс Windows Aero, групповую политику и шифрованную файловую систему EFS. Однако в данном варианте сокращена мультимедийная часть и отсутствуют развлекательные приложения;

ОС Windows Vista Enterprise представляет собой расширенный вариант Vista для корпоративных персональных компьютеров и ноутбуков. В дополнение к возможностям Vista Business этот вариант обладает средствами шифрования диска Windows BitLocker, поддерживает все существующие языки интерфейса, функцию Virtual PC Express и подсистему для приложений на основе UNIX (SUA), т.е. данный вариант ОС подходит для работы крупных предприятий и организаций со сложной инфраструктурой. На аппаратном уровне аналогична предыдущему варианту ОС;

ОС Windows Vista Ultimate представляет собой вариант, который включает в себя все возможности ОС Windows Vista Home Premium и ОС Windows Vista Enterprise. В данном варианте хорошо развита мультимедийная часть, реализована поддержка анимированных обоев рабочего стола, а также имеется возможность менять по желанию язык пользовательского интерфейса операционной системы.

Вышедшую на рынок ОС Windows Vista также сопровождает корпорация Microsoft. Данное сопровождение заключается в регулярном обновлении ОС, устраняющем выявленные проблемы и добавляющем новые возможности ОС.

Первый пакет обновлений Service Pack 1 (SP1) для ОС Windows Vista был выпущен 15 апреля 2008 г. Данный пакет обновлений позволил с более высокой скоростью осуществлять копирование файлов на локальных компьютерах (на 25% быстрее), более оперативно обрабатывать изображения высокого разрешения. Кроме того, в SP1 включены дополнения, улучшающие совместимость операционной системы с новыми видеоадаптерами, некоторыми типами мониторов и принтеров. В состав пакета обновлений также входят исправления, уменьшающие время вывода компьютера из спящего режима, повышающие производительность браузера IE 7.0 и улучшающие схему управления питанием ноутбуков. Также в SP1 включены все ранее выпущенные «заплатки и патчи». Перед установкой SP1 система «Windows Update» проверяет компьютер на предмет наличия проблемных компонентов и в случае их обнаружения откладывает инсталляцию.

Второй пакет обновлений Service Pack 2 (SP2) является самым востребованным в настоящее время. SP2 обеспечивает: поддержку Bluetooth 2.1/3.0 (для версии Bluetooth 3.0 доступен лишь beta-драйвер), поддержку 64-разрядных процессоров VIA, возможность записи оптических дисков формата Blu-ray (англ, «синий луч» - получил свое название от использованного для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» лазера, буква «е» была намеренно исключена из слова blue , чтобы получить возможность зарегистрировать название как торговую марку), более простую настройку беспроводных сетей Wi-Fi (мастер Windows Connect Now, WCN), поддержку смарт-карт формата 1CCD/CCID, более высокую производительность при воспроизведении видеоформата HD и т.д. Кроме того, необходимо отметить, что пакет обновлений SP2 нельзя установить без предварительной установки SP1. Это сделано с целью объединить SP для двух платформ - Windows Vista и Windows Server 2008.

25 мая 2009 г. SP2 для Windows Vista и Windows Server 2008 стал доступен для публичного скачивания с сайта Microsoft на английском, немецком, испанском, французском и японском языках, а с 1 июля 2009 г. - SP2 для Windows Vista на русском языке стал доступен для автоматической установки через «Центр обновления Windows».

Перечислим основные возможности, предоставляемые пользователю ОС Windows Vista по сравнению с ОС Windows ХР Professional, которые можно трактовать как отличительные особенности данной ОС по сравнению с ОС Windows ХР Professional:

• время загрузки ОС Windows Vista меньше, чем ОС Windows ХР, кроме того, уменьшено время входа и выхода из спящего режима до 6 секунд. Однако после загрузки пользовательского интерфейса необходимо более длительное время, чтобы начать полноценную работу, пока пройдут фоновые процессы, сильно затрудняющие работу пользовательских программ;
• ? благодаря использованию технологии «Windows Ready Boost» стало возможным использование внешней флэш-памяти в качестве оперативной памяти, что в некоторых случаях увеличивает производительность ОС на 40%;
• применение комплекса технических решений Windows Aero (Aero - аббревиатура от англ, authentic - аутентичный, energetic - энергичный, reflective - отзывчивый и open - открытый). Windows Aero использует анимацию окон при открытии, закрытии, сворачивании и восстановлении, что делает работу с ОС более понятной. Прозрачные элементы окон с размывкой заднего плана позволяют пользователю сконцентрироваться только на содержании активного окна и т.д.;
• обеспечивается лучшая защищенность от хакерских атак и компьютерных вирусов, в особенности сетевых;
• полностью переработана логическая модель взаимодействия ОС с графическими устройствами.

ОС Windows 7 относится к линии операционных систем семейства Microsoft Windows NT, и в частности является ОС Windows NT 6.1, используемой в основном на пользовательских персональных компьютерах.

ОС Windows 7 официально поступила в продажу 22 октября 2009 г., т.е. меньше чем через три года после выпуска предыдущей ОС Windows Vista. Корпорация Microsoft представила шесть редакций ОС Windows 7: ОС Windows 7 Starter (начальная версия ОС), ОС Windows 7 Home Basic (домашняя базовая версия ОС), ОС Windows 7 Home Premium (домашняя расширенная версия ОС), ОС Windows 7 Professional (профессиональная версия ОС), ОС Windows 7 Enterprise (корпоративная версия ОС) и ОС Windows 7 Ultimate (максимальная версия ОС). Все перечисленные выше редакции, за исключением ОС Windows 7 Starter, существуют как в 32-битной, так и в 64-битной версиях.

Нетрудно заметить, что число выпушенных редакций ОС Windows Vista и ОС Windows 7 совпадает, кроме того совпадает часть названий редакций, их особенностей и возможностей, поэтому подробно останавливаться здесь на особенностях и возможностях каждой редакции ОС Windows 7 не будем, а отметим лишь основные особенности, отличающие ОС Windows 7 от ОС Windows Vista:

• в ОС Windows 7 применяется мультитач - технология, позволяющая одновременно обнаруживать и определять координаты минимум трех точек касания мультитач-экрана;
• используемая в ОС Windows 7 сетевая технология «Branch Cache» позволяет осуществлять эффективное кеширование информации, поступающей из сети Интернет;
• более тесная интеграция с производителями драйверов, большинство из них определяются автоматически, при этом в 90% случаев сохраняется обратная совместимость с драйверами для ОС Windows Vista;
• ? применена новая, 11 -я версия DirectX, выпущенная в составе ОС Windows 7, которая имеет следующие преимущества перед существующими версиями: добавлена поддержка новых вычислительных шейдеров (массовые параллельные вычисления), имеется возможность многопоточного рендеринга (процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы), улучшена тесселяция (в компьютерной графике способ, с помощью которого возможно увеличить число полигонов в полигональной трехмерной модели, используя кривые Безье), появились новые алгоритмы компрессии текстур и др.;
• ОС Windows 7 поддерживает псевдонимы для папок на внутреннем уровне; например, папка Program Files в некоторых локализованных версиях Windows была переведена и отображалась с переведенным именем, однако на уровне файловой системы оставалась англоязычной;
• ОС Windows 7 более совместима с ОС Windows ХР, чем ОС Windows Vista (SP1, SP2); например, на ОС Windows Vista было невозможно запустить некоторые старые программы для ОС Windows ХР;
• улучшена безопасность ОС Windows 7, так вероятность попадания в ОС Windows 7 компьютерных вирусов на 25% ниже, чем в ОС Windows Vista, и на 20% ниже, чем в ОС Windows Vista SP2. Вышедшая на рынок ОС Windows 7 также, как и предыдущие ОС,

сопровождается корпорацией Microsoft. Финальная русская версия первого пакета обновлений Service Pack 1 (SP1) для ОС Windows 7 вышла в первом квартале 2011 г. В состав SP1 вошли главным образом исправления ошибок и «заплатки» для уязвимостей, выявленных с момента анонса платформы в октябре 2009 г. Обновление содержит все патчи - автоматизированные, отдельно поставляемые программные средства, используемые для устранения выявленных проблем в основном программном продукте.

2.1.1 Windows выполняет следующие основные функции:

· Удобный, наглядный графический интерфейс пользователя.

· Многозадачная работа, т.е. выполнение одновременно нескольких программ.

· Унификация использования аппаратных ресурсов компьютера.

2.1.2 Особенности Windows 7:

Компонентами пользовательского интерфейса Windows 7 являются окна с элементами управления, панель задач и контекстное меню, а основными устройствами ввода являются манипулятор мышь, клавиатура, джойстик, (если в компьютере используется сенсорный экран, то средством ввода является дисплей, который преобразует нажатие или прикосновение к экрану в команду).

В Windows 7 впервые полностью представлена мультисенсорная технология .

При запуске ОС Windows 7 на экране появляется рабочий стол. Рабочий стол – это основное окно графической среды пользователя (графического пользовательского интерфейса). По умолчанию в конфигурации Windows 7 на рабочем столе отображается фоновое изображение и только один значок (Корзина).

При необходимости на рабочий стол могут быть помещены значки и ярлыки программ, папок и файлов, а также гаджеты (мини-приложения, которые распространяются бесплатно, например, гаджеты Windows MediaCenter или для прогноза погоды), В Windows 7 гаджеты можно расположить в любом месте рабочего стола.

В процессе работы на рабочем столе отображаются запущенные программы и открытые папки, которые закрывают фоновое изображение стола со значками и гаджетами.

Для изменения интерфейса рабочего стола используются темы, которые включают фоновый рисунок стола, цвет окна, звуки и заставку. Операционная система Windows 7 предлагает следующие темы: базовые (упрощенный стиль и классический), контрастные и Aero.

Для включения темы надо щелкнуть правой кнопкой мыши на рабочем столе и в контекстном меню выбрать команду Персонализация. Таким образом, в Windows 7 имеется возможность оформления рабочего стола с помощью новых тем, показов слайдов и гаджетов.

В Windows 7 можно выполнять быстрый поиск (Windows Search) большего количества документов, видео, изображений и музыки. При вводе требуемого запроса в поле поиска «Найти программы и файлы» в меню "Пуск" будет немедленно отображен список подходящих документов, найденных на компьютере.

Одно из основных назначений панели задач – это переключение между открытыми приложениями. Панель задач состоит из следующих компонентов: кнопка Пуск, область значков приложений, совмещенная с панелью быстрого запуска, область уведомлений, кнопка свернуть все окна, которая используется как для сворачивания окон, так и для предварительного просмотра рабочего стола, используя эффект AeroPeek.

Рисунок 12 Панель задач операционной системы Windows 7

Функция AeroPeek в Windows 7 как рентгеновские лучи, которые позволяет насквозь просвечивать содержимое всех открытых окон на рабочем столе. Функция AeroPeek позволяет временно просматривать рабочий стол (просматривать фоновое изображение, значки и гаджеты на рабочем столе) под всеми открытыми окнами приложений при наведении указателя мыши на кнопку «Свернуть все окна», расположенную в правой части панели задач.

При щелчке на кнопке левой кнопкой мыши окна сворачиваются. При повторном щелчке - окна разворачиваются. Для активизации функции AeroPeek необходимо в окне диалога Свойства панели задач и меню «Пуск» установить флажок «Использовать AeroPeek для предварительного просмотра рабочего стола».

Закрепление приложений на панели задач. На панели задач по умолчанию отображаются значки приложений Internet Explorer, Проигрыватель Windows Media и Проводник. При запуске других приложений также появляются соответствующие значки на панели задач, а при их закрытии – значки исчезают. Для быстрого запуска прикладных программ их можно закрепить на панели задач. Для этого надо перетащить правой кнопкой мыши значок приложения с рабочего стола на панель задач.

Просмотр эскизов открытых окон приложений. При выборе режима «Всегда группировать, скрывать метки» в окне диалога Свойства панели задач и меню «Пуск» на панели задач будут группироваться открытые окна. Если установить указатель мыши на значке свернутой программы при включенной теме Aero, то будет отображаться группа миниатюрных окон (эскизов) предварительного просмотра окон приложений.

Списки переходов - это новая функция в Windows 7. Если щелкнуть правой кнопкой мыши на значке в панели задач, то откроется список переходов. Каждое приложение имеет свой список переходов. Эта функция позволяет быстро переходить к часто используемым документам или к последним файлам.

Область уведомлений . В области уведомлений по умолчанию отображаются значки: «Отображать скрытые значки», Сеть, Динамики, Центр поддержки, Питание (только для ноутбука) и часы.

Для работы с окнами в Windows 7 используются функции, которые называются AeroShake и AeroSnap .

Функция AeroShake. Функция AeroShake позволяет свернуть все открытые окна, кроме окна, которое встряхивается манипулятором мышь. Для этого требуется установить указатель мыши на строке заголовка окна приложения и, удерживая левую кнопку мыши, быстро перемещать манипулятор мышь влево – вправо или вверх - вниз, т.е. встряхивать ее. При повторном встряхивании мыши все свернутые окна вернуться в исходное положение.

Функция AeroSnap. Функция Snap обеспечивает быстрое изменения размеров открытых окон за счет перетаскивания их к границам экрана. Если установить указатель мыши на строке заголовка окна приложения и, удерживая левую кнопку мыши, подтянуть окно к левой или правой границе экрана, то оно займет ровно половину пользовательского рабочего стола. Для разворачивания окна, необходимо перетащить его мышью за строку заголовка вверх экрана, когда курсор мыши достигнет верхней стороны экрана, окно развернется.

2.2 Программы и службы, встроенные в Windows ХР/7:

Таблица 35 Программы и службы, встроенные в Windows ХР/7

Модуль 3 .

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА

Лекция 2. Операционная система Windows

Лекция 2. Операционная система Windows. 3

Особенности операционных систем Windows. 3

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности. 3

Технология Plug-and-Play. 4

Графический пользовательский интерфейс. 5

Концепция Windows XP. 5

Пользовательский интерфейс Windows XP. 7

Основные элементы экранного интерфейса. 7

Меню Пуск. 10

Панель задач. 15

Ярлыки для программ, файлов и папок. 19

Запуск программ.. 20

Начало и завершение работы Windows XP. 20

Окна в системе Windows. 22

Окно приложения и окно документа. 22

Диалоговое окно. 23

Управление окнами. 24

Дополнительные возможности Windows XP. 26

Работа с компакт-дисками. 26

Работа с цифровыми фотографиями. 28

Справочная система Windows XP. 29

Поисковая система Windows XP. 31

Встроенные приложения Windows XP. 34

Программа Калькулятор. 35

Графический редактор Paint 37

Текстовые редакторы Блокнот и WordPad. 39

Проигрыватель Windows Media. 40

Создание слайд-фильма с помощью Windows Movie Maker. 43

Особенности операционных систем Windows

Операционные системы семейства Windows, начиная с версии Windows 95, имеют общие особенности, ключевыми из которых являются:

· простота в работе, достигаемая использованием графического интерфейса, технологии поддержки самонастраивающейся аппаратуры Plug-and-Play, встроенной сетевой поддержки, усовершенствованной обучающей и справочной системы, допустимостью применения длинных имен файлов и др.;

· повышенная производительность, обусловленная такими свойствами Windows, как вытесняющая многозадачность и многопоточность, повышенная устойчивость к сбоям, ускоренная печать, наличие высокоэффективных мультимедийных компонентов и т.д.;

· совместимость с существующими приложениями MS-DOS и предыдущих версий Windows, поддержка любого оборудования и драйверов устройств, сетевая совместимость с другими сетевыми операционными системами (далее – ОС).

Рассмотрим основные принципы и технологии Windows более подробно.

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности

ОС Windows обеспечивает возможность выполнения одновременно нескольких задач. Каждая из разных по содержанию задач решается практически одновременно в своем окне (отсюда и происхождение самого названия windows – «окна»). Информация о вызванных программах в виде значков отображается на Панели задач . Однако, несмотря на производимое впечатление, в действительности обычные компьютеры (с одним центральным процессором) не могут выполнять большое количество разных приложений в один и тот же момент времени. Как правило, компьютеры одновременно работают с одной задачей. Правда при этом отдельные операции могут выполняться с очень большой скоростью. Таким образом, операционная система может очень быстро переключаться с одного приложения на другое, и у пользователя создается впечатление одновременной работы приложений.

Самые первые версии Windows (например, Windows 3.11) требовали от каждого приложения «добровольной» передачи контроля над центральным процессором в различные моменты выполнения задачи, что позволяло операционной системе передавать управление другой запущенной программе. Такой режим работы называется режимом кооперативной многозадачности . При этом каждое приложение могло захватить столько процессорного времени, сколько считало нужным, и часто то или иное приложение «не желало» делиться ресурсами центрального процессора, т.е. операционная система не могла «навести порядок».

Современные версии Windows поддерживают режим вытесняющей многозадачности , который более совершенен. Он основан на приоритетах . Приоритет - это величина, отражающая важность приложения.

Каждое приложение имеет некоторый приоритет. Операционная система выделяет выполняющемуся приложению процессорное время в соответствии с текущими приоритетами. Операционной системе не приходится ждать, пока приложение или какая-нибудь операция в нем не откажется от контроля за ресурсами центрального процессора, для того чтобы передать управление другой, более приоритетной программе. Говорят, что более приоритетное приложение вытесняет менее приоритетное. Это позволяет избегать так называемых зависаний системы.

В Windows для повышения эффективности системы используется также принцип многопоточности .

Многопоточность - это особый механизм, предусмотренный для 32-разрядных приложений, позволяющий создавать и выполнять несколько потоков в одном приложении. Поток (thread) - часть программы, которой может быть выделено процессорное время и доля ресурсов наряду с другими частями программы для одновременного выполнения. Например, текстовый редактор, состоящий из нескольких потоков, способен существенно увеличить скорость обработки отдельных операций и упростить работу пользователя: один поток может управлять вводом текста с клавиатуры и отображением его на экране дисплея, другой одновременно выполнять какую-то фоновую операцию, например, проверку орфографии, а третий распечатывать документ на принтере.

Распределение времени между активными приложениями в Windows осуществляет ядро операционной системы, а поддержка вытесняющей многозадачности обеспечивает плавное переключение между одновременно выполняемыми приложениями и не позволяет одному приложению занять все системные ресурсы.

Технология Plug-and-Play

Технология Plug-and-Play («включай и работай»), которая используется в Windows, позволяет без ручной настройки подключать новые устройства к ЭВМ, например, принтер или лазерный проигрыватель. Она ориентирована на поддержку любого типа устройств, включая мониторы, видеоплаты, принтеры, звуковые карты, модемы, приводы CD-ROM, различные контроллеры жестких дисков.

ОС самостоятельно создаёт и изменяет файлы конфигурации, распознаёт конкретное техническое устройство и производит его автонастройку. Она автоматически подбирает драйвер для работы этого устройства.

Драйверы (driver – шофер, водитель) – системные программы, обеспечивающие работу принтеров, дисководов, дисплеев, клавиатуры и других внешних устройств ЭВМ.

Microsoft предоставляет 32-разрядные драйверы для всех основных устройств Plug-and-Play. Производители специального оборудования сами разрабатывают подобные программы. При установке устройства, которое требует наличия драйвера, отсутствующего в числе поставляемых в составе Windows, будет выдан запрос о необходимости вставить установочную дискету с нужным драйвером для этого устройства. Дополнительные устройства подключаются специальными программами-мастерами , которые либо сами распознают устройство, либо в диалоговом режиме запрашивают дополнительную информацию, благодаря чему процесс подключения устройств упрощается.