Ms windows это однозадачная ос многозадачная ос сетевая ос

Основы
операционной системы Microsoft
Windows.
История развития, типы операционных
систем. Основные понятия Windows,
файловая структура. Справочная система
Windows.
Управление операционной системой
Windows.
Работа с документами. Универсальные
технологические операции в среде Windows

Операционная
система – это комплекс
программ, обеспечивающих управление
работой компьютера и его взаимодействие
с пользователем.

С
точки зрения человека операционная
система служит посредником между
человеком, электронными компонентами
компьютера и прикладными программами.
Она позволяет человеку запускать
программы, передавать им и получать от
них всевозможные данные, управлять
работой программ, изменять параметры
компьютера и подсоединённых к нему
устройств, перераспределять ресурсы.
Работа на компьютере фактически является
работой с его операционной системой.
При установке на компьютер только
операционной системы (ОС) ничего
содержательного на компьютере также
сделать не удастся. Для ввода и оформления
текстов, рисования графиков, расчёта
зарплаты или прослушивания лазерного
диска нужны специальные прикладные
программы. Но и без ОС ни одну прикладную
программу запустить невозможно.

Операционная
система решает задачи, которые можно
условно разделить на две категории:

·
во-первых, управление всеми ресурсами
компьютера;

·
во-вторых, обмен данными между устройствами
компьютера, между компьютером и человеком.

Кроме
того, именно ОС обеспечивает возможность
индивидуальной настройки компьютера:
ОС определяет, из каких компонентов
собран компьютер, на котором она
установлена, и настраивает сама себя
для работы именно с этими компонентами.

Ещё
не так давно работы по настройке
приходилось выполнять пользователю
вручную, а сегодня производители
компонентов компьютерной техники
разработали протокол
plug-and-play (включил —
заработало). Этот протокол позволяет
операционной системе в момент подключения
нового компонента получить информацию
о новом устройстве, достаточную для
настройки ОС на работу с ним.

Операционные
системы для ПК различаются по нескольким
параметрам. В частности, ОС бывают:

·
однозадачные и
многозадачные;

·
однопользовательские
и многопользовательские;

·
сетевые
и несетевые.

Кроме
того, операционная система может иметь
командный или графический многооконный
интерфейс (или оба сразу).

Однозадачные
операционные системы позволяют в каждый
момент времени решать только одну
задачу. Такие системы обычно позволяют
запустить одну программу в основном
режиме.

Многозадачные
системы позволяют запустить одновременно
несколько программ, которые будут
работать параллельно.

Главным
отличием многопользовательских
систем от однопользовательских
является наличие средств защиты
информации каждого пользователя от
несанкционированного доступа других
пользователей. Следует заметить, что
не всякая многозадачная система является
многопользовательской, и не всякая
однопользовательская ОС является
однозадачной.

В
последние годы фактическим стандартом
стал графический многооконный интерфейс,
где требуемые действия и описания
объектов не вводятся в виде текста, а
выбираются из меню, списков файлов и
т.д.

На
смену операционной системе MS DOS с ее
графическими оболочками Windows 3.1 и Windows
3.11 пришли полноценные операционные
системы семейства Windows (сначала Windows 95,
затем Windows 98, Windows Millennium, Windows 2000, Windows XP,
Windows Vista и Windows 7). На рисунке показаны
этапы развития персональных компьютеров
класса РС и операционной системы Windows:

Операционные
системы семейства
Windows представляет собой
32-разрядные операционные системы,
обеспечивающую многозадачную и
многопоточную обработку приложений.
Они поддерживает удобный графический
пользовательский интерфейс, возможность
работы в защищенном режиме, совместимость
с программами реального режима и сетевые
возможности. В Windows реализована технология
поддержки самонастраивающейся аппаратуры
Plug and Play, допускаются длинные имена
файлов и обеспечиваются повышенные
характеристики устойчивости.

32-разрядность
означает, что операции над 32-разрядными
данными здесь выполняются быстрее, чем
над 16-разрядными. 32-разрядные
Windows-приложения выполняются в собственном
адресном пространстве, доступ в которое
для других программ закрыт. Это защищает
приложения от ошибок друг друга. При
сбое в работе одного приложения другое
продолжает нормально функционировать.
Сбойное же приложение можно завершить.

Многозадачность
предоставляет возможность параллельной
работы с несколькими приложениями. Пока
одно из них занимается, например, печатью
документа на принтере или приемом
электронной почты из сети Internet, другое
может пересчитывать электронную таблицу
или выполнять другую полезную работу.

Многопоточность
позволяет определенным образом
разработанным приложениям одновременно
выполнять несколько своих собственных
процессов. Например, работая с многопоточной
электронной таблицей, пользователь
сможет делать перерасчет в одной таблице
в то время, как будет выполняться печать
другой и загрузка в память третьей. Пока
один поток находится в состоянии
ожидания, например, завершения операции
обмена данными с медленным периферийным
устройством, другой может продолжать
выполнять свою работу.

Отличительной
чертой Windows является объектно-ориентированный
подход к построению системы. На уровне
пользователя объектный подход выражается
в том, что интерфейс представляет собой
подобие реального мира, а работа с
машиной сводится к действиям с привычными
объектами. Так, папки можно открыть,
убрать в портфель, документы – просмотреть,
исправить, переложить с одного места
на другое, выбросить в корзину, факс или
письмо – отправить адресату и т. д.
Пользователь работает с задачами и
приложениями так же, как с документами
на своем письменном столе.
Обьектно-ориентированный подход
реализуется через модель рабочего
стола
– первичного объекта Windows. После загрузки
Windows он выводится на экран. На рабочем
столе могут быть расположены различные
объекты: программы, папки с документами
(текстами, рисунками, таблицами), ярлыки
программ или папок.

Ярлыки
обеспечивают доступ к программе или
документу из различных мест, не создавая
при этом нескольких физических копий
файла. На рабочий стол можно поместить
не только пиктограммы приложений и
отдельных документов, но и папок. Папки
— еще одно название каталогов.

Существенным
нововведением в Windows стала панель
задач.
Несмотря на небольшие функциональные
возможности, она делает наглядным
механизм многозадачности и намного
ускоряет процесс переключения между
приложениями. Внешне панель задач
представляет собой полосу, обычно
располагающуюся в нижней части экрана,
на которой размещены кнопки приложений
и кнопка “Пуск”. В правой ее части
обычно присутствуют часы и небольшие
пиктограммы программ, активных в данный
момент.

Windows
обеспечивает работу с аудио и видеофайлами
различных форматов. Значительным
достижением Windows стали встроенные в
систему программы для компьютерных
коммуникаций. Коммуникационные средства
Windows рассчитаны на обычных пользователей
и не требуют специальных знаний. Эти
средства включают в себя возможности
работы в локальных сетях и глобальных
сетях, настройку модемов, подключение
к электронной почте и многое другое.

В
операционной системе Windows при работе с
окнами и приложениями широко применяется
манипулятор мышь. Обычно мышь используется
для выделения фрагментов текста или
графических объектов, установки и снятия
флажков, выбора команд меню, кнопок
панелей инструментов, манипулирования
элементами управления в диалогах,
«прокручивания» документов в окнах.

В
Windows активно используется и правая
кнопка мыши. Поместив указатель над
интересующем объекте и сделав щелчок
правой кнопкой мыши, можно раскрыть
контекстное
меню,
содержащее наиболее употребительные
команды, применимые к данному объекту.

При
завершении работы нельзя просто выключить
компьютер, не завершив работу системы
по всем правилам — это может привести к
потере некоторых несохраненных данных.
Для правильного завершения работы
необходимо сохранить данные во всех
приложениях, с которыми работал
пользователь, завершить работу всех
ранее запущенных DOS-приложений, открыть
меню кнопки “Пуск” и выбрать команду
“Завершение работы”.

Справочная
система Windows

Современное
программное обеспечение отличается
высокой сложностью, поэтому и в
операционной системе, и в большинстве
ее приложений предусмотрено наличие
справочных систем. Справочная
система Windows
представляет собой не только набор
справочных файлов, но и мощное средство
для получения консультации и поддержки
по любым проблемам, которые могут
возникнуть в процессе работы с системой.

Способы
получения справки

Главное
меню

Вызов
основного справочника Windows
осуществляется из Главного меню командой
Пуск Справка
и поддержка.

Клавиша
F1

Клавиша
<F1> в Windows
зарезервирована для вызова справочной
информации по теме активного окна. Если
открыто программное окно, то при нажатии
клавиши <F1> появляется
основное окно справки с содержанием
разделов, в котором выделен (подсвечен)
раздел соответствующий данной программе.

Если
открыто диалоговое окно, то нажатие
клавиши <F1> вызовет
справку по теме запроса или текущего
поля диалогового окна.

Справка
в диалоговых окнах

При
работе с элементами управления диалоговых
окон часто возникает потребность в
быстрой и короткой справке. Эту возможность
предоставляет специальная кнопка
подсказки ,
расположенная в строке
заголовка рядом с закрывающей кнопкой.
После щелчка на кнопке подсказки нужно
навести указатель мыши на интересующий
элемент управления, и щелкнуть левой
кнопкой. Появится всплывающая подсказка,
в которой описано назначение данного
элемента.

Контекстная
подсказка

Пояснения
об элементах диалоговых окон можно
получить и другим способом. Нужно
щелкнуть на элементе правой
клавишей мыши. При этом либо сразу
появится всплывающая подсказка, либо
контекстное меню с единственным пунктом
«Что это такое?». Щелчок левой кнопкой
на этих словах вызовет контекстную
справку. Иногда достаточно указать на
элемент мышью, чтобы появилась всплывающая
подсказка.

Справка
в приложениях

В
строке меню почти всех Windows-программ
имеется пункт Справка
(иногда представленный просто знаком
вопроса). При помощи этого пункта можно
вызвать основное окно справки, а также
получить справочную информацию о
программе.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Существуют различные виды операционных систем, чья классификация зависит как от типа устройства, на которое установлена ОС, так и от внутренних особенностей и характеристик. Однако функции и задачи всегда будут схожими и направленными на облегчение управления и взаимодействия с устройством.

Для конечного пользователя важно то, насколько та или иная операционная система соответствует его задачам. В нашей статье мы расскажем, зачем нужны ОС, по каким принципам их разделяют, и поговорим, как выбрать ту, которая подойдет именно вам.

Понятие операционной системы

Операционная система (сокр. ОС) представляет собой совокупность взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера, ноутбука или смартфона. Таким образом, главная задача ОС – управление всеми элементами девайса. С помощью нее человек может взаимодействовать со своим оборудованием. Кроме того, операционная система позволяет правильно распределять вычислительные ресурсы между процессами.

Благодаря операционной системе разработчики программного обеспечения (ПО) могут пользоваться удобным интерфейсом и с помощью этого создавать различные программы. При этом стоит понимать, что программы разрабатываются строго под конкретную ОС.

В большей части устройств OС выступает в качестве самого важного элемента ПО. Причем операционные системы имеют разный набор функций и ограничений. Но некоторые типы ОС дают возможность по собственному желанию увеличивать функционал своего устройства при помощи установки всевозможных программ.

ОС отсутствует в простой технике. Например, некоторые магнитолы, приставки и кухонные приборы ее не имеют, ведь в таких устройствах нет множества программ, которые должны правильно взаимодействовать друг с другом. Кроме того, для простой техники не нужно наличие единого механизма хранения данных, вариативность и графический интерфейс.

Наиболее важный элемент ОС – это ядро. Оно осуществляет контроль над правильным выполнением процессов и регулирует имеющиеся у устройства ресурсы. Например, когда пользователь взаимодействует с компьютером, в нем запускаются процессы, для которых, конечно же, требуются определенные ресурсы, а доступ к ним невозможен без отлаженной работы ОС.

Задачи и функции операционной системы

OС выполняет две основные задачи, которые и определяют ее предназначение:

• Управляет всеми ресурсами системы. Операционная система обеспечивает функционирование и правильную координацию процессов устройства;
• Упрощает для пользователя работу с устройством.

Скачать файл

ОС позволяет эффективно взаимодействовать со всевозможными девайсами и использовать различные приложения.

Функции операционных систем определяются разработчиками и зависят от самих комплектующих устройства, но можно выделить ряд свойств, которые присущи всем ОС:

• выполнение запросов ПО;
• работа с программами и загрузка их в оперативную память;
• обеспечение многозадачности и надежности вычислительных процессов;
• стандартизированный доступ к устройствам ввода-вывода;
• контроль над процессором, видеоадаптером, оперативной памятью и другими элементами девайса;
• отладка и логирование ошибок;
• предоставление удобного интерфейса;
• правильная координация ресурсов устройства и их распределение между запущенными процессами.

Некоторые типы OС имеют и другие функции.

Классификация операционных систем

Существует несколько классификаций ОС.

В зависимости от способа организации вычислений:

• Системы пакетной обработки – основной задачей является организация наибольшего количества вычислительных процессов за единицу времени. Определенные процессы объединяются в пакет, который затем обрабатывает ОС.
• Системы разделения времени – создание возможности единовременного взаимодействия с устройством сразу несколькими людьми. В порядке очереди каждый пользователь получает определенный промежуток процессорного времени.
• Системы реального времени – организация работы каждой задачи за определенный промежуток времени, присущий каждой конкретной задаче.

В зависимости от типа ядра:

• OС с монолитным ядром;
• OС с микроядром;
• OС с гибридным ядром.

В зависимости от количества единовременно решаемых задач:

• однозадачные;
• многозадачные;

В зависимости от количества пользователей:

• однопользовательские;
• многопользовательские.

Читайте также

В зависимости от количества поддерживаемых процессоров:

• однопроцессорные
• многопроцессорные

В зависимости от возможности работы в компьютерной сети:

• локальные – автономные ОС, которые не позволяют работать с компьютерными сетями;
• сетевые – ОС с поддержкой компьютерных сетей.

В зависимости от роли в сетевом взаимодействии:

• серверные – ОС, открывающие доступ к ресурсам сети и осуществляющие управление сетевой инфраструктурой;
• клиентские – ОС, которые имеют возможность получения доступа к ресурсам сети.

В зависимости от типа лицензии:

• открытые – ОС с открытым исходным кодом, который можно изучать и редактировать;
• проприетарные – ОС, связанные с определенным правообладателем и, как правило, имеющие закрытый исходный код.

В зависимости от сферы использования:

• ОС мэйнфреймов – больших компьютеров;
• ОС серверов;
• ОС персональных компьютеров;
• OC мобильных устройств;
• встроенные OC;
• OC маршрутизаторов.

Наиболее популярные операционные системы

Рассмотрим основные виды и примеры операционных систем, которые наиболее актуальны на данный момент.

Windows

Является лидером среди операционных систем для компьютеров, ноутбуков и планшетов. Среди всех пользователей 90 % используют именно Windows. Дата выхода первой версии OС приходится на 1985 год.

На сегодняшний день последняя номерная версия — Windows 11 является заключительной. И какие-либо изменения относительно ОС со стороны разработчиков направлены лишь на функционал и внешний вид выпущенной версии.

Отличительные характеристики:

• Платная и закрытая ОС.
• Возможность установки большого количества аппаратного обеспечения.
• Высокое качество интерфейса.
• Простота управления.
• Управление различными устройствами ввода.
• Высокая скорость работы.
• Удобная установка ПО.
• Отличный уровень безопасности (но не в старых версиях).
• Разнообразие программ и игр.

Mac OS

Данная ОС встраивается в компьютеры и ноутбуки фирмы Apple. По типу лицензии является закрытой операционной системой, установка которой осуществляется только на устройства бренда.

Благодаря удобству и эстетике эта ОС завоевала 10 % пользователей домашних персональных компьютеров и ноутбуков.

По мнению многих людей, функционал данной системы довольно специфичен и раскрывается в дизайне или архитектуре. Однако это не совсем верное утверждение, ведь Mac OS очень проста и многофункциональна. Ее непопулярность обусловлена отсутствием возможности использования на устройствах других брендов.

Отличительные характеристики:

• Платная и закрытая ОС.
• Не предназначена для игр.
• Устанавливается только на ПК и ноутбуки Apple.
• Высокая скорость работы.
• Простота использования.
• Высокий уровень безопасности.
• Надежность.
• Отлаженная координация ресурсов компьютера.

Linux

Бесплатная и открытая ОС, предназначенная для компьютеров и ноутбуков. Данная операционная система популярна в кругу небольшого количества пользователей. Трудно настраиваемый, не пригодный для игр вариант. Кроме того, игры в принципе редко разрабатываются для данной системы.

Имеется достаточно дистрибутивов Линукса, которые зачастую очень сильно различны между собой. Однако чаще всего пользователи делают выбор в сторону Ubuntu. Все дело в высокой скорости работы, приятном интерфейсе и удобстве при эксплуатации.

Отличительные характеристики:

• Открытая и бесплатная OC.
• Бесплатное программное обеспечение.
• Есть возможность выполнять программы от Windows при помощи эмулятора.
• Хороший уровень безопасности.
• Отличные показатели распределения ресурсов устройства.
• Не подойдет для игр.
• Отсутствие многообразия ПО.
• Трудности при настройке и использовании.
• Сложно найти информацию о решении проблем с системой.
• Ограниченная поддержка аппаратного обеспечения

Читайте также

iOS

ОС предназначенная для мобильных девайсов Apple. Встраивается во все смартфоны данной фирмы. Отличается удобством управления, плавностью функционирования и эстетичностью. Выступает в качестве ведущей операционной системы для смартфонов.

Выбирая новый мобильный девайс многие люди ориентируются именно на IOS. Качество ПО и обилие возможностей говорят сами за себя, поэтому данная операционная система полностью оправдывает свою популярность.

Отличительные характеристики:

• Закрытая ОС.
• Часто обновляется.
• Есть только на девайсах от Apple.
• Высокая скорость функционирования.
• Возможность управлять жестами.
• Хороший уровень безопасности.
• Огромное количество приложений.
• Отсутствуют другие магазины помимо App Store

Android

OC от компании Google, предназначенная для мобильных девайсов. Встраивается в большинство нынешних смартфонов и является наиболее популярной системой. Эта открытая ОС отличается удобством использования и славится своей многофункциональностью.

Отличительные характеристики:

• Открытая и бесплатная OC.
• Есть возможность установки приложений из альтернативных источников.
• Удобство использования.
• Огромное количество приложений.
• Устанавливается в девайсы от самых разных компаний.
• На Android довольно часто выходят обновления.
• Возможность управления жестами.
• Высокая скорость работы.
• Разнообразие оболочек/лаунчеров для управления.

Выбор подходящей операционной системы для компьютера

Чтобы определиться с конкретной ОС необходимо знать задачи, которые она должна будет выполнять. В этом смысле можно выделить несколько целей взаимодействия с ПК:

• Игры

Если вы собираетесь использовать свое устройство для игр, то лучше всего подойдет именно Windows. Данная ОС может запускать большинство современных игр и приложений. Отличный вариант для проведения времени в шутерах, стратегиях, квестах и т.д. В данной операционной системе наиболее актуальными магазинами игр будут: Steam, Оrigin, Battle. Net. Также при желании можно подключить к компьютеру игровую приставку.

• Программирование

В этой сфере самым оптимальным решением для вас станет LInux. В этой ОС очень удобно работать с интернетом, дизайном и утилитами, которые помогают осуществлять качественное программирование. В Linux существует огромное количество конфигураций, что позволит вам настроить OС под свои задачи. Кроме того, вы можете установить интерфейс, который будет внешне похож на Mac, Windows и др. Еще одним огромным плюсом этой операционной системы является то, что практически все приложения на нее являются абсолютно бесплатными.

• Работа с медиаконтентом

Для работы с видео/аудио редакторами лучше всего подходит MacOS. Данная система сможет обеспечить высококачественную обработку звука, отличную скорость рендеринга видео и плавность выполнения задач. В особенности это касается iMAC или MacPRO. Кроме того, эта ОС выпускается с уже установленными программами для работы с медиаконтентом.

Теперь вы обладаете базовыми знаниями о видах операционных систем. С каждым годом технологический прогресс идет все дальше и дальше, а это значит, что ОС также будут идти в ногу со временем.

Процессы в Windows и потоковая многозадачность

Win9X/NT. Windows, в отличие от MS DOS, представляет собой многозадачную операционную сис­тему, созданную для одновременной работы ряда приложений и/или меньших процессов с максимальными возможностями использования аппаратного обеспечения. Это означа­ет, что Windows является разделяемой средой: ни одно приложение не может получить в свое распоряжение всю систему целиком. Хотя Windows 95, 98, ME, ХР и 2000/NT похо­жи, они имеют ряд технических отличий. Однако в этой книге рассматриваются общие черты, а не отличия, так что делать большую драму из различия операционных систем не стоит.

Windows – это многозадачная операционная система, то есть она может одновременно выполнять две и более программ. Конечно, программы используют единственный процессор и, строго говоря, выполняются не одновремен­но. Однако высокое быстродействие компьютера создает такую иллюзию. Windows поддерживает два типа многозадачности: процессную и потоковую.

1. Процесс – это программа (или приложение – в терминологии Windows), находящиеся в фазе выполнения. Процессная многозадачность заключается в том, что Windows может выполнять одновременно более одной программы. Таким образом, Windows поддерживает «традиционную» процессную многозадачность, с которой Вы, ве­роятно, знакомы.

2. Поток – это отдельно выполняемая и управляемая часть программы. Название происходит от термина «поток выполнения». Любой процесс имеет как минимум один поток. В Windows процесс может иметь несколько (много) потоков.

Тот факт, что Windows способна управлять потоками, и каждый процесс может иметь несколько потоков, означает, что любой процесс может иметь две или более частей, выполняющихся одновременно. Следовательно, работая в Windows, можно одновременно выполнять как несколько программ, так и частей отдельной програм­мы. Вы увидите ниже, что это свойство делает возможным написание очень эффек­тивных программ.

Для доступа к системе интерфейс в Windows использует множество функций, определенных в ней. Это множество функций называется Программным Интерфейсом Приложений (Application Program Interface, API). API содержит несколько сотен функций, которые программа пользователя может вызывать для доступа к Windows. Функции включают все необходимые системно-зависимые действия, такие как выделение памяти, вывод на экран, создание окон и т.п. Аналогичные WinAPI средства имеются и в современных версиях операционной системы Unix.

Windows позволяет выполняться нескольким приложениям од­новременно, при этом каждое приложение по очереди получает малый отрезок времени для выполнения, после чего наступает черед другого приложения. Как показано на рис. 1.1, процессор совместно используется несколькими выполняющимися процессами. Точное определение, какой именно процесс будет выполняться следующим и какое про­цессорное время выделяется каждому из приложений, – задача планировщика.

Планировщик может быть очень простым, обеспечивающим выполнение каждого из процессов одинаковое количество миллисекунд, а может быть и очень сложным, рабо­тающим с учетом различных уровней приоритета приложений и вытесняющим низко­приоритетные приложения. В Windows 9X/NT используется вытесняющий планировщик, ра­ботающий с учетом приоритетов. Это означает, что одни приложения могут получить больше процессорного времени, чем другие.

Однако беспокоиться о работе планировщика не стоит, если только Вы не разработ­чик операционной системы или программы, работающей в реальном времени. В боль­шинстве случаев Windows сама запустит и спланирует приложение, и с вашей стороны для этого не требуется никаких специальных действий.

Познакомившись с Windows поближе, мы увидим, что это не только многозадачная, но и многопоточная операционная система. Это означает, что в действительности про­граммы состоят из ряда более простых потоков выполнения. Выполнение этих потоков планируется так же, как и выполнение более мощных процессов, таких, как программы. Вероятно, в настоящий момент на вашем компьютере работает от 30 до 50 потоков, вы­полняющих разные задачи. Итак, в Windows единая программа может состоять из одного или нескольких потоков выполнения.

На рис. 1.2 схематически показана многопоточность в Windows. Как видите, каждая программа в действительности состоит, в дополнение к основному потоку, из нескольких рабочих потоков.

Для развлечения посмотрим, сколько потоков выполняется на вашей машине в на­стоящий момент. Нажмите на компьютере под управлением Windows для вызова Active Program Task Manager и посмотрите, чему равно количество выпол­няющихся в системе потоков (или процессов). Это не совсем та величина, которая нас интересует, но весьма близкая к ней. Нас интересует приложение, способное сообщить реальное количество выполняющихся процессов. Для этого подходит множество условно бесплатных и коммерческих программ, но они нас не интересуют, поскольку в Windows есть встроенное средство для получения этой информации.

В каталоге Windows (в большинстве случаев это папка WINDOWS) можно обнаружить программу SYSMON.EXE (она не включена в установку Windows по умолчанию, так что при ее отсутствии просто добавьте ее в систему посредством Control Panel Þ Add/Remove Programs Þ System Tools) или, в Windows NT, PERFMON.EXE. Данная программа предоставляет и другую важную информацию, такую, как использование памяти и загрузка процессора. Часто эта программа используется, чтобы отслеживать, что происходит при работе создаваемых программ.

А теперь о приятном: Вы можете сами управлять созданием потоков в своих програм­мах. Это одна из наиболее увлекательных возможностей при программировании игр – мы можем создать столько потоков, сколько нам потребуется для выполнения различных задач в дополнение к основному процессу игры.

Замечание: в Windows 98/NT введен новый тип объекта выполнения – нить (fiber), который еще проще, чем поток.

Вот основное отличие игр для Windows от игр для DOS. Поскольку DOS – одноза­дачная операционная система, в ней после запуска программы на выполнение больше ничего другого выполняться не может (не считая время от времени вызываемых обработ­чиков прерываний). Следовательно, если вы хотите добиться многозадачности или мно­гопоточности в DOS, вам придется эмулировать ее самостоятельно (см., например, книгу Teach Yourself Game Programming in 21 Days, где описано многозадачное ядро на основе DOS). И это именно то, чем многие годы занимались программисты игр. Конечно, эму­ляция многозадачности и многопоточности никогда не будет такой же надежной, как ре­альная многозадачность и многопоточность в поддерживающей их операционной систе­ме, но для отдельной игры такой эмуляции вполне достаточно.

Перед тем как перейти к программированию в Windows, нужно упомянуть еще одну де­таль. Вы можете подумать, что Windows – «волшебная» операционная система, поскольку позволяет одновременно решать несколько задач и выполнять несколько программ. Но это не так. Если в системе только один процессор, то одновременно может выполняться только один поток, программа или другая единица выполнения. Windows просто пере­ключается между ними так быстро, что создается иллюзия одновременной работы нескольких программ. Если же в системе несколько процессоров, то несколько задач могут выполняться действительно одновременно. Например, есть компьютер с двумя процессорами Pentium II 400MHz, работающий под управлением Windows 2000. В этой системе действительно возможно одновременное выполнение двух потоков инструкций. В ближайшем будущем следует ожидать новую архитектуру микропро­цессоров для персональных компьютеров, которая обеспечит одновременное выполне­ние нескольких потоков как часть конструкции процессора. Например, процессор Pen­tium имеет два модуля выполнения – U- и V-каналы. Следовательно, он может одновре­менно выполнять две инструкции, однако эти инструкции всегда из одного и того же потока. Аналогично, процессоры Pentium II, III, IV также могут выполнять несколько инструкций одновременно, но только из одного и того же потока.

Модель событий. Windows является многозадачной и многопоточной операционной системой, но при этом она остается операционной системой, управляемой событиями (event-driven). В отли­чие от программ DOS, большинство программ Windows попросту ждут, пока пользователь не сделает что-то, что запустит событие, в ответ на которое Windows предпримет некоторые действия. На рис. 1.3 Вы можете рассмотреть работу этой системы. Здесь изображены не­сколько окон приложений, каждое из которых посылает свои события или сообщения Win­dows для последующей обработки. Windows выполняет обработку определенных сообще­ний, но большинство из них передаются для обработки вашему приложению.

Хорошая новость состоит в том, что Вам нет необходимости беспокоиться о других рабо­тающих приложениях – Windows сама разберется с ними. Все, что вы должны сделать, – это позаботиться о вашем собственном приложении и обработке сообщений для вашего окна (окон). Ранее, в Windows 3.0/3.1, это было не так. Эти версии Windows не были истинно многозадачными операционными системами, и каждое приложение должно было передать управ­ление следующему. Это означало, что если находилось приложение, которое ухитрялось на­долго захватить систему, другие приложения ничего не могли с этим поделать.

Теперь о концепциях операционной системы Вам известно почти все. К счастью, Windows настолько хорошо подходит для написания программ, что Вам не нужно заботиться о планировании, – от Вас требуется лишь программный код приложения.

Далее Вы встретитесь с реальным программированием и увидите, на­сколько простое это занятие. Но (всегда это «но»!) пока что Вам следует познакомиться с некоторыми соглашениями, используемыми программистами Microsoft. Применяя их, Вы никогда не запутаетесь среди имен функций и переменных.

Динамические библиотеки

Поскольку API содержит несколько сотен функций, можно предположить, что каждая программа для Windows должна связываться с большим количеством библиотек, и это может привести к дублированию большого объема кода. Однако это не так. Вместо обычных библиотек функции Windows API объединены в динамические библиотеки (Dynamic Link Library, DLL), доступ к которым может получить любая программа во время выполнения. В настоящем разделе Вы познакомитесь с тем, как работает динамическое связывание. Функции API Windows хранятся в перемещаемом формате в DLL. В процессе компиляции, когда программа вызывает функцию API, компоновщик не добавляет код этой функции к исполняемому модулю. Вместо него он добавляет только инструкции для загрузки функции, содержащие имя DLL, в которой находится функция, и ее имя. При выполнении программы все необходимые функции API также загру­жаются в память. Таким образом, при построении программы код функций API фактически не используется – он добавляется только тогда, когда программа загружается в память для выполнения.

Динамическое связывание имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, посколь­ку практически все программы используют функции API, DLL сохраняет место на диске, не дублируя объектный код в выполняемых файлах. Во-вторых, дополнения и расширения Windows могут ограничиваться изменением программ в отдельных динамических библиотеках, и существующие приложения не будут нуждаться в перекомпиляции.

Приложения Windows могут использовать до 16 Гбайт виртуальной памяти! Более того, эти 16 Гбайт адресуются прямо, без переключения сегментов. В отличие от других операционных систем, которые используют сегментированную память, Windows рассматривает адресное пространство задачи как линейное. И поскольку она виртуализирует память, то каждое приложение может занять столько памяти, сколько (в разумной мере) пожелает. Так как прямая адресация более понятна программисту, она позволяет избежать опасности, связанной с использованием прежнего сегментного подхода.

Windows использует схему переключения задач с автовыгрузкой (preemptive multitasking), базируясь на временных квантах. Отработав некоторое время, задача в Windows автоматически выгружается системой и управление передается следую­щей задаче (если таковая имеется). Такая схема переключения является более предпочтительной, поскольку позволяет операционной системе полностью контро­лировать все задачи и предохраняет ее от блокирования одной задачей. Большинство программистов рассматривают схему переключения задач с автовыгрузкой как более прогрессивную.

Однозадачные и многозадачные операционные системы

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса: однозадачные (MS DOS) и многозадачные (OS/2, Unix, Windows).

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

1. Системы пакетной обработки (ОС ЕС);

2. Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows);

3. Системы реального времени (RT11).

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом.

Сегодня мы поговорим на такие темы, как: Семейства операционных систем: DOS, OS/2, UNIX, WINDOWS.

ОС семейства DOS.

Первый представитель этого семейства – система MS-DOS (Microsoft Disk Operating System – дисковая операционная система фирмы Microsoft) была выпущена  в 1981 году в связи с появлением компьютеров IBM PC.

ОС семейства DOS обладают следующими характерными особенностями:

• Однопользовательская.
• Однозадачная.
• Имеет командный интерфейс.
• 16-разрядная.
• По типу управления ресурсами – несетевая.
• Имеет модульную структуру, упрощающую перенос системы на другие типы ЭВМ.
• Небольшой объем доступной оперативной памяти (640 Кбайт, до 1 Мбайт).
• Существенный недостаток ОС семейства DOS – отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС.

Пример

ОС MS-DOS 6.22., MS DOS 8.0 интегрированная в Windows ME, DOS PC 2000.

Начиная с версии 4.0, MS-DOS включал DOS Shell – программу диспетчера файлов с квазиграфическим текстовым пользовательским интерфейсом (TUI), который показал меню, windows разбиения, цветные темы, поддержку мыши и ярлыки программы, используя графику символьного режима.

ОС семейства OS/2

ОС OS/2 (Operating System / 2) была разработана фирмой IBM в 1987 году в связи с созданием нового семейства ПК PS/2.

ОС семейства OS/2 обладают следующими характерными особенностями:

• Однопользовательская ОС.
• Многозадачная ОС второго поколения: позволяет организовать параллельную работу нескольких прикладных программ, обеспечивая при этом защиту одной программы от другой и ОС от работающих под ее управлением программ.
• Имеет графический интерфейс.
• 32-разрядная.
• Родная файловая система – HPFS.
• Недостаток OS/2 – малое число приложений для нее, что делает эту систему менее популярной, чем, например, Windows.

Пример

Использования OS/2: OS/2 WSeB 4.5x в качестве файлового сервера.

ОС семейства UNIX

ОС UNIX была разработана Кеном Томпсоном – сотрудником фирмы Bell Laboratories концерна AT&T в 1969 году для различных компьютеров: от суперкомпьютера до миникомпьютеров. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем. Юридически лишь некоторые из них имеют полное право называться «UNIX»; остальные же, хотя и используют сходные концепции и технологии, объединяются термином «UNIX-подобные». В ходе разработки Unix-систем был создан язык СИ.

ОС семейства UNIX обладает следующими характерными особенностями:

• Многопользовательская ОС.
• Многозадачная ОС.
• Сетевая ОС.
• Командная ОС, графическая оболочка: X Window.
• 32-разрядная, 64-разрядная.
• мобильная: существует возможность перенести систему с одной машинной архитектуры на другую с минимальными затратами.
• имеет несколько видов оболочек (Shell), т.е. интерфейсов взаимодействия между ядром и пользователем.
• файловая система: NFS (сетевая файловая система).
• использование простых текстовых файлов для настройки и управления системой.
• широкое применение утилит, запускаемых в командной строке.
• взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства – терминала.
• представление физических и виртуальных устройств и некоторых средств межпроцессового взаимодействия как файлов.
• использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу.

Linux  (полное название GNU/Linux) – это UNIX-подобная ОС. Linux  свободно распространяемая ОС, первоначально разработанная Линусом Торвальдсом. Первая официальная версия объявлена 5 октября 1991 года.

Версии: Debian GNU/Linux – не имеющий национальной принадлежности международный дистрибутив (а также его ответвления, включая сверх-популярные Ubuntu, Kubuntu, Xubuntu), американский Red Hat и его наследник Fedora, французско-бразильский Mandriva, бывшие Mandrake и Conectiva.

ОС семейства WINDOWS

История Windows началась в 1985 году, когда появилась первая версия системы (оболочки). Через несколько лет вышла вторая версия, но особой популярности система Windows не завоевала.

В 1990 году вышла Windows 3.0, которая стала применяться на многих ПК (графический интерфейс, многозадачный режим, появление множества программ, работающих под управлением Windows).

Последующие версии Windows были направлены на повышение надежности, на поддержку средств мультимедиа и работу в компьютерных сетях.

Всех представителей ОС  Windows можно разделить на две линейки:

1. Windows 9.х (95/98/Me).
2. Windows NT (NT4/2000/XP/2003 Server/Vista/2008 Server/7).

Только в семействе Windows NT представлены операционные системы для серверов.

ОС семейства Windows обладают следующими характерными особенностями:

• Многопользовательские ОС.
• Многозадачные ОС.
• Сетевые и несетевые ОС.
• Графические ОС.
• 32/64-разрядные.
• Подключение новых устройств по технологии Plug and Play.
• Файловая система: FAT32, NTFS.

Представители семейства Windows:

Windows 3.х (3.0/3.1/3.11). Операционные оболочки, выполняемые под управлением MS-DOS.

Windows 95 (первая ОС).    Изменился интерфейс, выросла скорость работы программ, возможность автоматической настройки дополнительного оборудования, возможность работы с Интернет.

Windows 95 OSR2. Исправлены многие ошибки Windows 95, добавлена поддержка нескольких новых устройств, возможность использовать файловую систему FAT32.

Windows 98.  Сохранился внешний интерфейс, переработана внутренняя структура, много внимания уделено работе с Интернет, возможность работы с несколькими мониторами.

Windows 98 SE. В состав включена 5-ая версия Internet Explorer, обновленная система соединения с Интернет, многочисленные исправления ошибок и новая библиотека драйверов.

Windows NT (1992г. — NT 3.0, 1994г. — NT 3.5, 1996г. — NT 4.0), разрабатывались с целью повышения надежности и мощности сетевой работы.

Выпускается в двух модификациях:

1. Windows NT Server – предназначена для управления сетевыми ресурсами.
2. Windows NT Workstation – предназначена для работы на локальных компьютерах и  рабочих станциях.

Windows 2000 (NT 5.0). Разработана на основе Windows NT и унаследовала от нее высокую надежность и защищенность информации от постороннего вмешательства.

Windows Me.       Наследница Windows 98, приобрела новые возможности: улучшенная работа с мультимедиа, возможность записи не только аудио, но и видеоинформации, мощные средства восстановления информации после сбоев.

Windows XP. Появление 64-разрядной версии, первая ОС с полностью настраиваемым интерфейсом, поддержка записи CD-R и CD-RW дисков на уровне самой ОС и др.

Windows CE.       Предназначена исключительно для установки на «карманные» компьютеры.

Windows Server 2003.      Содержит все функции, необходимые для серверной ОС Windows, направление на безопасность, надежность, доступность и масштабируемость. Версии: Standart Edition, Enterprise Edition, Datacenter Edition, Web Edition.

Windows Vista. План выпуска версий Windows Vista оптимизирован для ключевых категорий пользователей – отдельных пользователей, малых предприятий, средних и крупных организаций, а также для соответствующих этим категориям схем использования ПО. Основной задачей семейства Windows Vista является наиболее точное соответствие набора предлагаемых программных продуктов потребностям потребителей.

Windows Server 2008 (кодовое имя «Longhorn Server») – новая версия серверной операционной системы от Microsoft. Эта версия должна стать заменой Windows Server 2003 как представитель операционных систем поколения Vista.

Windows 7 (ранее известная под кодовыми названиями Blackcomb и Vienna) – версия компьютерной операционной системы семейства Windows, следующая за Windows Vista.

Операционные системы, создают связь между пользователями и приложениями образуя ядро компьютерных систем.

ОС диссоциируют программы от аппаратного обеспечения и упрощают управление ресурсами. Давайте посмотрим на различные типы операционных систем и узнаем, чем они отличаются друг от друга.

Операционная система является программным компонентом компьютерной системы, которая отвечает за управление различной деятельностью и обмена ресурсов компьютера. Здесь проводятся несколько приложений, которые работают на компьютере и обрабатывают операции компьютерного оборудования. Пользователи и прикладные программы получают доступ к услугам, предлагаемых операционных систем, с помощью системных вызовов и интерфейсов прикладного программирования. Пользователи взаимодействуют с операционной системой компьютера через интерфейсы командной строки (CLIS) или графический интерфейс пользователя, известный как GUI. Короче говоря, операционная система позволяет взаимодействовать пользователям с компьютерными системами, выступая в качестве связующего звена между пользователями или прикладными программами и аппаратными средствами компьютера. Вот краткий обзор различных типов операционных систем.

Операционная система в режиме реального времени: Является многозадачной операционной системой, которая направлена ​​на выполнение приложений реального времени. Операционные системы в режиме реального времени часто используют специализированные алгоритмы планирования таким образом, что они могут достичь детерминированного характера поведения. Главным объектом операционных систем реального времени является их быстрая и предсказуемая реакция на события. Система управляется событиями, переключается между задачами на основе их приоритетов, с разделением времени переключения задач.

Windows CE, ОС-9, Symbian и LynxOS вот некоторые из широко известных операционных систем реального времени.

Многопользовательские и однопользовательские операционные системы: Компьютерные операционные системы этого типа позволяют нескольким пользователям получать доступ в компьютерную систему одновременно. Системы с разделением времени могут быть классифицированы как многопользовательские системы, поскольку они позволяют множественный доступ пользователей к компьютеру через разделение времени. Однопользовательские операционные системы в отличие от многопользовательских операционных систем могут использоваться только одним пользователем одновременно. Возможность создания несколько пользователей в операционной системе Windows, не делает ее многопользовательской системой. Скорее, только администратор сети является реальным пользователем. Но для Unixи подобных операционных систем, есть возможность сразу двум пользователям войти в систему в одно время, и эта возможность ОС делает ее многопользовательской операционной системой.

Windows 95, Windows2000, MaxOS и Palm OS являются примерами однопользовательских операционных систем. Unix и OpenVMS примеры многопользовательских операционных систем.

Многозадачность и однозадачность операционных систем: Когда разрешено запускать одновременно только одну программу, система группируются под категорией однозадачной системы, а в случае, если операционная система позволяет выполнение нескольких задач одновременно, классифицируется как многозадачная операционная система. Многозадачность может быть двух типов, а именно упреждающей или кооперативной. В многозадачной операционной системе посвящает один слот для каждой из программ. Unix-подобные операционные системы, такие как Solaris и Linux, поддерживают многозадачность. Кооперативная многозадачность достигается при опоре на каждом процессе, чтобы дать время для других процессов в определенном порядке. Этот вид многозадачности похож на идею блока многопоточности, в которой один поток проходит, пока другой заблокирован каким-либо другим событием. MS Windowsдо Windows 95 используют для поддержки кооперативную многозадачность.

PalmOS для Palm КПК являются однозадачными операционными системами. 9x Windows, поддерживает многозадачность. DOS + является относительно менее известной многозадачной операционной системой. Он может поддерживать многозадачность из четырех 86-битных  программ.

Распределенная операционная система: операционная система, которая управляет группой независимых компьютеров и делает их одним компьютером. Развитие сетевых компьютеров, которые могут быть связаны между собой, породило распределенные вычисления. Распределенные вычисления осуществляются на более чем одном компьютере. Когда компьютеры сотрудничают в групповой работе, они создают распределенную систему.

Амеба, Plan9 и ЛОКУС (разработанные в 1980-х годах) являются примерами распределенных операционных систем.

Встроенные системы: Операционные системы, предназначенные для использования во встраиваемых компьютерных системах. Они предназначены для работы на небольших машинах, таких как КПК. Они способны работать с ограниченным числом ресурсов. Они очень компактны и эффективны.

Windows CE, FreeBSD и Minix 3 примеры встраиваемых операционных систем. Использование Linuxво встраиваемых компьютерных систем называют EmbeddedLinux.

Мобильная операционная система: Хотя она по функционалу и не является родом операционных систем, мобильная ОС, безусловно, важное упоминание в списке типов операционных систем. Мобильная ОС управляет мобильным устройством,  ее дизайн поддерживает беспроводную связь и мобильные приложения. Она имеет встроенную поддержку мобильных мультимедийных форматов. Планшетные ПК и смартфонов работают на мобильных операционных системах.

Blackberry OS, Androidот Googleи IOS от Apple являются одними из самых известных мобильных операционных систем.

Пакетная обработка и интерактивные системы: Пакетная обработка относится к исполнению компьютерных программ в «партиях» без ручного вмешательства. В системах пакетной обработки, программы собраны, сгруппированы и обрабатываются в более поздний срок. В них нет запросов пользователей для входа, входные данные собираются заранее для дальнейшей обработки. Входные данные собираются и обрабатываются в партиях, отсюда и название пакетной обработки. IBM, ОС имеет возможности пакетной обработки.

Интернет и сеть: В онлайн-обработке данных, пользователь остается в контакте с компьютером и процессы выполняются под управлением центрального процессора компьютера. Когда процессы не выполняются под прямым контролем процессора, обработка упоминается как в автономном режиме. Давайте возьмем пример пакетной обработки. Здесь дозирование или группировка данных может быть сделана без пользователя и вмешательства центрального процессора; это может быть сделано в автономном режиме. Но выполнение самого процесса может произойти под непосредственным управлением процессора, то есть в Интернете.

Операционные системы способствуют упрощению взаимодействия человека с компьютерной техникой. Они несут ответственность за связь прикладных программ с аппаратными средствами, что позволяет достичь легкого доступа пользователей к компьютерам. 

Читайте также