Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Сравнительная характеристика операционных систем семейства Windows - файл 1.doc


Сравнительная характеристика операционных систем семейства Windows
скачать (166 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc166kb.03.12.2011 16:45скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
                               
КУРСОВАЯ РАБОТА 

Сравнительная характеристика операционных систем семейства Windows


СОДЕРЖАНИЕ


  1. Введение 3

  2. Операционная система ОС Windows 5

    1. История развития MS-DOS 5

    2. История развития Windows 7

    3. Сравнительная характеристика ОС семейства Windows 9

    4. Семейство сетевых ОС компании Microsoft 11

  3. Критерии оценки ОС 15

  4. Современные концепции и технологии проектирования ОС 19

  5. Заключение 20

Список литературы. 21

1. Введение

Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Даже если не входить в курс реальных проблем программирования ввода-вывода, ясно, что среди программистов нашлось бы не много желающих непосредственно заниматься программированием этих операций. При работе с диском программисту-пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи, а затем в закрытии файла. Вопросы подобные таким, как следует ли при записи использовать усовершенствованную частотную модуляцию или в каком состоянии сейчас находится двигатель механизма перемещения считывающих головок, не должны волновать пользователя. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи - это, конечно, операционная система. Точно также, как ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс, операционная система берет на себя все малоприятные дела, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы. В каждом случае та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.

С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.

Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевых коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы.

ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

планирование ресурса - то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;

отслеживание состояния ресурса - то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов - какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что в конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.


^ 2. Операционная система WINDOWS
Наиболее популярной ОС для персональных компьютеров продолжает оставаться Windows фирмы Microsoft, которая установлена примерно на 95% ПК. Но вначале стоит кратко упомянуть у ее предшественнице - ОС MS DOS, которая до сих пор иногда используется.
^ 2.1 История развития MS-DOS
Операционная система MS DOS (Microsoft Disk Operating System) — самая распространенная ОС на 16-разрядных персональных компьютерах (используется файловая система FAT16). Она состоит из следующих основных модулей:

  • блок начальной загрузки (системный загрузчик Boot Record) - это очень короткая программа, единственная функция которой заключается в считывании с диска в оперативную память двух других частей DOS — модуля расширения базовой системы ввода/вывода и модуля обработки прерываний.

  • модуль расширения базовой системы ввода/вывода (файл IO.SYS) - дает возможность использования дополнительных драйверов, обслуживающих новые внешние устройства, а также драйверов для нестандартного обслуживания внешних устройств.

  • модуль обработки прерываний (файл MSDOS.SYS) - реализует основные высокоуровневые услуги DOS.

  • командный процессор (файл COMMAND.COM) - обрабатывает команды, вводимые пользователем.

  • утилиты MS DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Они выполняют действия обслуживающего характера, например, разметку дискет, проверку дисков и т.д.

Система MS-DOS была разработана в 1981 г. специально для только что появившейся первой 16-разрядной ПЭВМ IBM PC на базе процессора i86. Первая версия системы была ужасна, но работоспособна. В последующие годы фирме Microsoft удалось значительно улучшить свою систему, хотя некоторые пережитки первой версии оказались неистребимы. Альянс с фирмой IBM позволил Microsoft добиться фантастического финансового успеха.

MS-DOS представляет собой однозадачную, однопользовательскую, диалоговую ОС. Она ведет диалог с пользователем в текстовом режиме и в большей степени рассчитана на обслуживание прикладных программ текстового режима, хотя допускает и графику. Работа с мышью должна обеспечиваться самими прикладными программами при минимальной поддержке со стороны ОС. Для размещения программы пользователя и для своих собственных нужд MS-DOS позволяет использовать 640 Кбайт памяти, что казалось огромной величиной в те незапамятные времена аккуратного программирования и полного отсутствия файлов AVI и MP3. Позднее были добавлены средства, позволяющие с некоторым усилием использовать до 4 Мб памяти.

Интерфейс MS-DOS с прикладными программами основан на вызовах программных прерываний, обрабатываемых системой. Бoльшую часть этих прерываний принято называть функциями DOS.

Система MS-DOS явилась стартовой площадкой для создания Windows. В настоящее время MS-DOS тихо отмирает, хотя все версии Windows стараются обеспечить выполнение большей части программ, разработанных для их предшественницы.

.

Этапы развития и краткие характеристики ОС MS DOS приведем в таблице.

Версия DOS

Год выпуска

Объем ОЗУ (место, занимаемое в памяти)

Формат дискет

Объем жестких дисков

Возможности

Доп. утилиты

1.0

1.25

1981

1982

16 Кб

1 сторона 160 Кб

2 стороны 320 Кб

-

-

-

2.0

1983

26-36Кб

2 стороны 360 Кб

+

Иерархическая структура файлов

Концепция драйверов

Спулер принтера

Язык hbasica

3.05

3.1

3.2

3.3.

1984

1987

46-66 Кб

1,2 Мб 5,25′′

3,5′′ 720 Кб

>32 Мб

условное разделение на логические участки

Сеть, различные форматы дискет

Label, attrib

Xcopy, replace, язык qw-basic

4.0

1988

75Кб

Поддержка EGA, VGA

Работа с памятью свыше 640 Кб

Emm386.exe

DOS-shell

Windows 3.0

5.0

1991

60Кб

возможность перемещения в расширенную память

2,88 Мб 3,5′′

>2 Гб

Эффективное использование областей памяти, вынос ядра DOS в расширенную память

Doskey

Mirror

Undelete

Unformat

Setup

Setver

Язык Qbasic

6.0

6.2

6.22

1993

Сети, эл. почта, антивирусные программы, мультиконфи-гурационность

Memmaker

Doublespace

Deltree

help

7.0

1995

Встроена в Windows, в виде самостоятельной версии не существует


^ 2.2 История развития Windows
Система Windows была первоначально разработана фирмой Microsoft как графическая оболочка, загружаемая поверх MS-DOS. Идеи GUI (Graphic User Interface – графический интерфейс пользователя) были впервые разработаны для экспериментальной машины Xerox PARC еще в 70-х гг., затем подхвачены в MacOS – операционной системе компьютера Macintosh, откуда и были с некоторыми ухудшениями позаимствованы в Windows. Версию Windows 1.0, вышедшую в 1985 г. и работавшую на 1 Мб памяти с неперекрывающимися окнами, принято рассматривать как интересную игрушку. Версия 2.0 (1987 г.) была более серьезна, а версии 3.0 и 3.1 (1990-1992 гг.), предназначенные для процессоров i386 и использующие до 16 Мб памяти, уже имели большой успех.

Все перечисленные версии продолжали оставаться надстройками над MS-DOS, использующими имеющуюся файловую систему, но добавляющие свое собственное управление процессами, памятью и устройствами. За счет этого комбинацию DOS + Windows можно было назвать многозадачной однопользовательской ОС с графическим интерфейсом пользователя.

В 1993 г. Microsoft выпустила Windows NT – полноценную многозадачную и многопользовательскую ОС, уже не основанную на MS-DOS. Однако, поскольку NT предъявляла повышенные требования к мощности процессора и объему памяти, в 1995 г. была выпущена компромиссная система Windows 95, предназначавшаяся для замены Windows 3.x у массового пользователя. Повышение скорости работы по сравнению с версией NT было достигнуто ценой отказа от многопользовательской защиты и ослабления надежности системы. В Windows 95 неаккуратно написанная прикладная программа может привести к краху системы, а в Windows NT система лучше изолирована от программ пользователя. В то же время, практически все корректно написанные программы могут переноситься из Windows 95 в Windows NT и наоборот.

Некоторое время две линии Windows развивались параллельно. Очередные версии Windows NT получили название Windows 2000, Windows XP, Windows 2003. Линия Windows 95 была продолжена непринципиально отличающимися от нее версиями Windows 98 и Windows ME, но дальше, видимо, развиваться не будет. Microsoft считает, что современный уровень производительности ПЭВМ снимает необходимость в облегченной версии системы. Windows предоставляет в распоряжение прикладных программ несколько тысяч документированных API-функций на все случаи жизни.

Современная Windows – весьма мощная и чересчур сложная система, имеющая множество достоинств и недостатков, которые невозможно обсудить коротко. Отметим, что широкому распространению Windows, помимо особого положения фирмы Microsoft на рынке, способствует простота установки системы, позволяющая рядовому пользователю обойтись без помощи специалистов.

Версия

Год выпуска

Особенности

Тип ЦП

Объем ОЗУ, Мб

Свободное место на HDD, Мб

Windows1.0

1985

Оболочка для DOS.

Среда переключения задач, графический интерфейс с неперекрывающимися окнами. Стандартный режим

8088

0,640

-

Windows 2.0

W/286

1987

Оболочка для DOS.

Система меню: текстовый список приложений

Перекрывающиеся окна Запуск нескольких приложений

8088, 80286

-«-

-

Windows/386

1988

Вытесняющая многозадачность приложений

80386

1-2

-

Windows 3.0

1990

Операционная оболочка

Графический интерфейс (диспетчер программ), значки (диспетчер файлов). Расширенный режим (защищенный режим процессора)

Многозадачность (в ограниченном смысле)

80286

1-2

6,5 min

10-12

Windows 3.1

1991

Усовершенствованная поддержка памяти.

Виртуальная память (файл подкачки)

80386

1-2

6,5 min

10-12

Windows 3.11

1993

Для рабочих групп

80386. 80486

4-8

16-17

Windows 95

OEM

OSR

1995

Операционная система

80486min

Pentium

8 min

8-16

25-30

Windows 98

SE

1998

-«-

Pentium II

16 min

16-64

120-295

30-40

Windows Me (Mellenium)

1999

-«-

-«-

-«-

295-535

Windows 2000

Professional

Server

Advanced server

2000

Настольные компьютеры

Файл-серверы, поддержка сети

Ядро Windows NT

Pentium III

64 min

256 min

1000

Windows XP (eXPerienced)

2001

Ядро Windows NT

Pentium III, IV

-“-

-“-

Windows NT

Workstation 4.0

Server 4.0

1993 –первая версия

Операционная система для сервера

Повышенная надежность, устойчивость к отказам и сбоям

80486 DX2 min

12 min

16-64

30-40

Windows 2003

Server

2003

Операционная система для сервера: Файл-серверы, поддержка сети

Ядро Windows NT

Pentium IV

512 и выше

1000 и выше

^ 2.3 Сравнительная характеристика ОС семейства Windows.
Рассмотрим основные версии Windows в порядке появления:

 "Несетевые" ОС Windows

o Windows 95.
^ Системные требования - 486DX-25, 8 Mb RAM, 50-60 MB HDD.
Основные возможности -

1. Новое 32-разрядное ядро ОС, что обеспечивает повышенную производительность системы и снимает ограничения, накладываемые MS DOS, в частности на объем используемой памяти, хотя по прежнему работает на её ядре.

2. ^ Отлаженный механизм многозадачности, когда одно запущенное приложение практически не влияет на работу других.

3. Новый пользовательский интерфейс, в частности появились Панель задач и кнопка Пуск.

4. Улучшенная поддержка аппаратного обеспечения. В системе собрано множество драйверов различных устройств.

5. ^ Появление новых приложений (Проводник, Проверка диска, Wordpad и т.д.)

o Windows 95 OSR2 (OEM Servise Release - сервисный выпуск для производителей компьютеров).
Системные требования - 486DX-25, 8 Mb RAM, 50-60 MB HDD.
Основные возможности -

1. Новая файловая система FAT32

2. Встроенный браузер Internet Explorer

3. Поддержка трехмерной графики (используется язык 3D - OpenGL).

o Windows 98.
Системные требования - Pentium-66, 24 Mb RAM, 300 MB HDD, CD-ROM.
Основные возможности -

1. Новая версия Internet Explorer - 4.0, который стал одним из самых популярных браузеров.

2. Улучшенные сетевые возможности

3. Новые системные утилиты ("Очистка диска") и поддержка новых устройств (USB-устройства).

4. Визуальные и эргономические улучшения (Перетаскивание объектов кнопки Пуск и управление ими с помощью контекстного меню).

o ^ Windows 98 Second Edition.
Системные требования - Pentium-66, 24 Mb RAM, 300 MB HDD, CD-ROM.
Основные возможности -

1. Полноценная поддержка USB, FireWire(IEEE 1394), ACPI(Advanced Configuration and Power Interface) - современный интерфейс конфигурирования и управления энергопотреблением - стандарт, разработанный фирмами Intel, Microsoft и Toshiba для унификации функций управления энергопотреблением компьютера.

2. Новые версии программ (Internet Explorer 5.0), исправление ошибок.

o Windows ME (Millenium).
Системные требования - Pentium-150, 32 Mb RAM, 500 MB HDD, CD-ROM.
Основные возможности -

1. Многочисленные визуальные изменения, касающиеся логотипа, иконок, кнопок.

2. Отстутствие поддержки режима командной строки

3. Новая система восстановления ОС (программа Restore).

4. Улучшенные мультимедийные возможности (встроенный редактор видео, улучшенный многофункциональный медиапроигрыватель)

 "Сетевые" ОС Windows (Построены на ядре NT - Network)

o Windows NT4 Workstation
Системные требования - Pentium-66, 16 Mb RAM, 150 MB HDD, CD-ROM.
Основные возможности -

1. Файловая система NTFS

2. Отличный от несетевых версий Windows механизм многозадачности, обеспечивающий лучшее разграничение приложений друг от друга и от ядра системы.

3. расширенные многопользовательские возможности

o Windows 2000
Системные требования - Pentium-133, 64 Mb RAM, 1 GB HDD, CD-ROM.
Основные возможности -

1. Расширенная поддержка устройств (USB, Firewire, ACPI)

2. Повышенная надежность системы

3. Обновленный пользовательский интерфейс и новое сетевое программное обеспечение

o Windows XP(eXPerience - опыт)
Системные требования - Pentium-233, 64 Mb RAM, 1,5 GB HDD, CD-ROM.
Основные возможности -

1. Настраиваемый интерфейс

2. Гибкая и удобная эксплуатация и настройка (система интерактивных подсказок, более удобная работа с объектами, поиск по различным категориям)

3. Расширенный многопользовательский режим, который быстро и легко подключает к работе новых пользователей

4. ^ Новые технологии и программы - дистанционная помощь и диагностика неисправностей, быстрое подключение устройств, находящихся на удаленном сетевом компьютере, технология Microsoft.NET - технология интеграции с сетью.

O ^ Windows Vista (операционная система семейства Microsoft Windows NT, линейки операционных систем, используемых на пользовательских персональных компьютерах. В стадии разработки данная операционная система имела кодовое название «Longhorn».)
Системные требования:

Минимальные: 800mhz, dx8, 512 ОЗУ, 20gb HDD

Рекомендуемые: 1ghz, dx9(Pixel Shader 2.0, WDDM), 128mb video memory, 40gb HDD

^ Основные возможности -

1. User Account Control (UAC) — система контроля учётных записей пользователей Гибкая и удобная эксплуатация и настройка (система интерактивных подсказок, более удобная работа с объектами, поиск по различным категориям)

2. Технологии, предотвращающие использование эксплойтов операционная система Windows Vista обладает некоторыми преимуществами, препятствующими использованию обнаруженных уязвимостей в программном обеспечении, но полностью реализуемыми только в 64-битных версиях и с программами, написанными с учётом этих возможностей: Новые технологии и программы - дистанционная помощь и диагностика неисправностей, быстрое подключение устройств, находящихся на удаленном сетевом компьютере, технология Microsoft.NET - технология интеграции с сетью

3. Благодаря технологии «Windows ReadyBoost» стало возможно использование ёмкости внешних USB флеш накопителей в качестве оперативной памяти, что в некоторых случаях увеличивает производительность на 40 %

Серверные версии Windows XP / Vista имеют название Windows Server 200x(на данный момент самой последней версией является Windows Server 2008)

O Windows 7 (ранее известная под кодовыми названиями Blackcomb и Vienna) — версия компьютерной операционной системы семейства Windows, следующая за Windows Vista и в настоящее время находящаяся в состоянии разработки
Системные требования.

x86 или x86-64 с тактовой частотой 1 ГГц, 1gb ОЗУ. Видеокарта с поддержкой DirectX 9 и драйверов WDDM версии 1.0 и старше, 16гб HDD free space.
Основные возможности -

1. Windows 7 будет обладать поддержкой multitouch-мониторов.

2. Более гибкая настройка User Account Control (UAC), которая в отличии от Windows Vista имеет ещё 3 промежуточных состояния между режимами «Включить» и «Выключить».

3. Функция AppLocker позволит запретить запуск определенных приложений, основываясь на групповой политике.

4. Функция ^ Branch Cache позволит снизить задержки у пользователей, работающих с компьютером удаленно. К примеру, файл доступный по сети, кэшируется локально, поэтому он скачивается уже не с удаленного сервера, а с локального компьютера.

5. Функция DirectAccess позволяет устанавливать безопасное соединение с сервером в фоновом режиме, в отличие от VPN, которому требуется участие пользователя. Также DirectAccess может применять групповые политики до входа пользователя в систему.

6. Remote Desktop Host позволяет подключиться к удалённому компьютеру как администратор

^

2.4. Семейство сетевых ОС компании Microsoft.


В 1984 году Microsoft выпустила свой первый сетевой продукт, называемый Microsoft Networks, который обычно неформально называют MS-NET. Некоторые концепции, заложенные в MS-NET, такие как введение в структуру базовых компонент - редиректора и сетевого сервера - успешно перешли в LAN Manager, а затем и в Windows NT.

Microsoft все еще поставляет свою сетевую ^ ОС LAN Manager. Большое количество независимых поставщиков имеют лицензии на эту ОС и поддерживают свои собственные версии LAN Manager как часть своих сетевых продуктов. В число этих компаний входят такие известные фирмы как AT&T и Hewlett-Packard. LAN Manager требует установки на файл-сервере операционной системы OS/2, рабочие станции могут работать под DOS, Windows или OS/2. OS/2 - это операционная система, реализующая истинную многозадачность, работающая в защищенном режиме микропроцессоров x86 и выше. LAN Manager использует 32-х битную версию файловой системы OS/2, называемую HPFS, которая оптимизирована для работы на файл-сервере за счет кэширования каталогов и данных. LAN Manager - это первая сетевая ОС, разработанная для поддержки среды клиент-сервер. Ключевыми компонентами LAN Manager являются редиректор и сервер. Особенно эффективно LAN Manager поддерживает архитектуру клиент-сервер для систем управления базами данных. LAN Manager разрешает рабочим станциям под OS/2 поддерживать сетевой сервис по технологии "равный-с-равным". Это означает, что рабочая станция может выполнять функции сервера баз данных, принт-сервера или коммуникационного сервера. Ограничением является то, что только один пользователь, кроме владельца этой рабочей станции, имеет доступ к такому одноранговому сервису.

Для работы в небольшой сети фирма Microsoft предлагает компактную, не требующую значительных аппаратных или программных затрат операционную систему Windows for Workgroups. Эта операционная система позволяет организовать сеть по схеме "равный-с-равным", при этом нет необходимости приобретать специальный компьютер для работы в качестве сетевого сервера. Эта операционная система особенно подходит для решения сетевых задач в коллективах, члены которого ранее широко использовали Windows 3.1. В Windows for Workgroups достигнута высокая производительность сетевой обработки за счет того, что все сетевые драйверы являются 32-х разрядными виртуальными драйверами.

С середины 1993 года Microsoft начала выпуск новых операционных систем "новой технологии" (New Technology - NT) Windows NT.

В сентябре 1995 года компания Microsoft выпустила еще одну новую операционную систему Windows 95 (кодовое название Chicago), предназначенную для замены Windows 3.1 и Windows for Workgroups 3.11 в настольных компьютерах с процессорами Intel x86.

В конце 88-го года Microsoft поручила Дэвиду Катлеру (David Cutler) возглавить новый проект в области программного обеспечения: создать новую ОС фирмы Microsoft для 90-х годов. (Дэвид Катлер - главный консультант фирмы DEC, который 17 лет проработал там, разрабатывая ОС и компиляторы: VAX/ VMS, ОС для MicroVAX I, OS RSX-11M, компиляторы VAX PL/1, VAX C). Он собрал команду инженеров для разработки ОС новой технологии (New Technology - NT).

Первоначально планировалось разработать NT с пользовательским и программным (API) интерфейсами в стиле OS/2, однако OS/2 плохо продавалась, а Windows 3.0 имела большой и постоянный успех на рынке. Увидев рыночные ориентиры и сложности, связанные с развитием и поддержкой двух несовместимых систем, Microsoft решила изменить свой курс и направить своих инженеров в сторону стратегии единой цельной операционной системы. Эта стратегия состоит в том, чтобы разрабатывать семейство базирующихся на Windows операционных систем, которые охватывали бы множество типов компьютеров, от самых маленьких ноутбуков до самых больших мультипроцессорных рабочих станций. Windows NT, как было названо следующее поколение Windows-систем, занимает самое высокое место в семействе Windows. Она поддерживает графический интерфейс (GUI) пользователя Windows, а также является первой базирующейся на Windows операционной системой фирмы Microsoft, поддерживающей Win32 API, 32-х битный программный интерфейс для разработки новых приложений. Win32 API делает доступными для приложений улучшенные свойства ОС, такие как многонитевые процессы, синхронизацию, безопасность, I/O, управление объектами.

В июле 1993 года появились первые ОС семейства NT - Windows NT 3.1 и Windows NT Advanced Server 3.1.

При разработке Windows NT 4.0 Microsoft решила пожертвовать стабильностью ради производительности. С этой целью были внесены изменения в архитектуру: библиотеки менеджера окон и GDI, а также драйверы графических адаптеров были перенесены из пользовательского режима в режим ядра. Это изменение означает некоторый отход от принятой в предыдущих версиях Windows NT 3.х концепции микроядра.

Перенос графической библиотеки и драйверов в область ядра повышает скорость выполнения графического ввода-вывода. Эти изменения особенно сказались на скорости выполнения приложений Win32, в то время как приложения Windows-16 и DOS-ские графические приложения работают примерно также, как и в версии 3.5.

В то же время описанные изменения делают операционную систему в принципе менее надежной. Действительно, поскольку программное обеспечение графических адаптеров, как правило, разрабатывается фирмами-производителями этого оборудования и это программное обеспечение часто меняется (вместе с оборудованием), то от него трудно ожидать той надежности, которая требуется для модулей операционной системы.

Кроме архитектурных в Windows NT 4.0 имеются и другие не менее кардинальные изменения:

  1. Средства взаимодействия с NetWare модифицированы - Gateway и клиент NCP поддерживают теперь NDS.

  2. В стандартную поставку включен Internet Information Server и сервер DNS. DNS взаимодействует с WINS и DHCP-серверами. Эта комбинация реализует Dynamic DNS, который разрешает верхние уровни доменного имени и передает имя для окончательного разрешения службе WINS.

  3. Поддержка многопротокольной маршрутизации.

  4. Сервер может работать как транслирующий агент протокола BOOTP/DHCP , что позволяет компьютеру передавать сообщения BOOTP/DHCP по IP-сети.

  5. Новые административные средства Windows NT могут работать удаленно на клиентах Windows 95. Кроме того, Windows NT Server обеспечивает сервис удаленной загрузки для клиентов Windows 95. (Это полезно для бездисковых рабочих станций.)

  6. Интерфейс в стиле Windows 95.

  7. Подсистема обработки сообщений Microsoft Windows Messaging Subsystem позволяет получать и отправлять почту из приложений.

  8. В Windows NT 4.0 появился эмулятор Intel'овских процессоров для RISC-платформ.

Но не известно как скажется на быстродействии распределенная версия OLE, названная Distributed COM (в Windows 95 добавление OLE снизило производительность).

Microsoft добавила в Windows NT 4.0 много технических средств, чтобы сделать эту операционную систему пригодной для использования в качестве платформы для Web-сервера.

Одно из усовершенствований связано с тем, что повышающаяся роль Internet'а и клиент-серверных систем ведет к росту числа мобильных пользователей. Microsoft в связи с этим улучшила RAS ( улучшила поддержку ISDN) и предоставила средства безопасной работы с RAS через Internet. В RAS реализованы протоколы PPTP (создает зашифрованный трафик через Internet) и Multilink PPP (позволяет объединять несколько каналов в один). Клиентами могут быть Windows NT 4.0 Workstation или Windows 95. Важным аргументом в борьбе за Internet является включение в стандартную поставку Windows NT 4.0 Web-сервера производства Microsoft - Internet Information Server, возможности которого сравнимы, а по ряду тестов и превосходят аналогичный популярный продукт Server Netscape для NT.

Windows NT Workstation, прежде всего, может использоваться как клиент в сетях Windows NT Server, а также в сетях NetWare, UNIX, Vines. Она может быть рабочей станцией и в одноранговых сетях, выполняя одновременно функции и клиента, и сервера. Windows NT Workstation может применяться в качестве ОС автономного компьютера при необходимости обеспечения повышенной производительности, секретности, а также при реализации сложных графических приложений, например, в системах автоматизированного проектирования.

Windows NT Server может быть использован прежде всего как сервер в корпоративной сети. Здесь весьма полезной оказывается его возможность выполнять функции контроллера доменов, позволяя структурировать сеть и упрощать задачи администрирования и управления. Он используется также в качестве файл-сервера, принт-сервера, сервера приложений, сервера удаленного доступа и сервера связи (шлюза). Кроме того, Windows NT Server может быть использован как платформа для сложных сетевых приложений, особенно тех, которые построены с использованием технологии клиент-сервер.

Так, под управлением Windows NT Server может работать сервер баз данных Microsoft SQL Server, а также серверы баз данных других известных фирм, такие как Oracle и Sybase, Adabas и InterBase.

На платформе Windows NT Server может быть установлена новая мощная система администрирования Microsoft System Management Server, функцией которой является инвентаризация аппаратной и программной конфигурации компьютеров сети, автоматическая установка программных продуктов на рабочие станции, удаленное управление любым компьютером и мониторинг сети.

Windows NT Server может использоваться как сервер связи с мейнфреймам. Для этого создан специальный продукт Microsoft SNA Server, позволяющий легко объединить в одной сети IBM PC-совместимые рабочие станции и мощные мейнфреймы.

Наконец, Windows NT Server является платформой для нового производительного почтового сервера Microsoft Exchange.

Windows NT поддерживает пять прикладных сред операционных систем: MS-DOS, 16-разрядный Windows, OS/2 1.x, POSIX и 32-разрядный Windows (Win32). Все пять прикладных сред реализованы как подсистемы окружения. Каждая работает в собственном защищенном пользовательском пространстве. Подсистема Win32 обеспечивает поддержку дисплея, клавиатуры и мыши для четырех оставшихся подсистем.

16-битовые приложения DOS и Windows работают на VDM (virtual DOS machines - виртуальные машины DOS), каждая из которых эмулирует полный 80x86 процессор с MS-DOS. В NT VDM является приложением Win32, значит, как и обычные модули прикладных сред для UNIX, приложения DOS и 16-битовой Windows расположены в слое непосредственно над подсистемой Win32.
^ 4. Критерии оценки ОС

При сравнительном рассмотрении различных ОС в целом или их отдельных подсистем возникает вечный вопрос – какая из них лучше и почему, какая архитектура системы предпочтительнее, какой из алгоритмов эффективнее, какая структура данных удобнее и т.п.

Очень редко можно дать однозначный ответ на подобные вопросы, если речь идет о практически используемых системах. Система или ее часть, которая хуже других систем во всех отношениях, просто не имела бы права на существование. На самом деле имеет место типичная многокритериальная задача: имеется несколько важных критериев качества, и система, опережающая прочие по одному критерию, обычно уступает по другому. Сравнительная важность критериев зависит от назначения системы и условий ее работы.

Надежность

Этот критерий вообще принято считать самым важным при оценке программного обеспечения, и в отношении ОС его действительно принимают во внимание в первую очередь.

Что понимается под надежностью ОС?

Прежде всего, ее живучесть, т.е. способность сохранять хотя бы минимальную работоспособность в условиях аппаратных сбоев и программных ошибок. Высокая живучесть особенно важна для ОС компьютеров, встроенных в аппаратуру, когда вмешательство человека затруднено, а отказ компьютерной системы может иметь тяжелые последствия.

Во-вторых, способность, как минимум, диагностировать, а как максимум, компенсировать хотя бы некоторые типы аппаратных сбоев. Для этого обычно вводится избыточность хранения наиболее важных данных системы.

В-третьих, ОС не должна содержать собственных (внутренних) ошибок. Это требование редко бывает выполнимо в полном объеме (программисты давно сумели доказать своим заказчикам, что в любой большой программе всегда есть ошибки, и это в порядке вещей), однако следует хотя бы добиться, чтобы основные, часто используемые или наиболее ответственные части ОС были свободны от ошибок.

Наконец, к надежности системы следует отнести ее способность противодействовать явно неразумным действиям пользователя. Обычный пользователь должен иметь доступ только к тем возможностям системы, которые необходимы для его работы. Если же пользователь, даже действуя в рамках своих полномочий, пытается сделать что-то очень странное (например, отформатировать системный диск), то самое малое, что должна сделать ОС, это переспросить пользователя, уверен ли он в правильности своих действий.

Эффективность.

Как известно, эффективность любой программы определяется двумя группами показателей, которые можно обобщенно назвать «время» и «память». При разработке системы приходится принимать много непростых решений, связанных с оптимальным балансом этих показателей.

Важнейшим показателем временнoй эффективности является производительность системы, т.е. усредненное количество полезной вычислительной работы, выполняемой в единицу времени. С другой стороны, для диалоговых ОС не менее важно время реакции системы на действия пользователя. Эти показатели могут в некоторой степени противоречить друг другу. Например, в системах разделения времени увеличение кванта времени повышает производительность (за счет сокращения числа переключений процессов), но ухудшает время реакции.

В программировании известна аксиома: выигрыш во времени достигается за счет проигрыша в памяти, и наоборот. Это в полной мере относится к ОС, разработчикам которых постоянно приходится искать баланс между затратами времени и памяти.

Забота от эффективности долгое время стояла не первом месте при разработке программного обеспечения, и особенно ОС. К сожалению, оборотной стороной стремительного увеличения мощности компьютеров стало ослабление интереса к эффективности программ. В настоящее время эффективность является первостепенным требованием разве что в отношении систем реального времени.

Удобство

Этот критерий наиболее субъективен. Можно предложить, например, такой подход: система или ее часть удобна, если она позволяет легко и просто решать те задачи, которые встречаются наиболее часто, но в то же время содержит средства для решения широкого круга менее стандартных задач (пусть даже эти средства не столь просты). Пример: такое частое действие, как копирование файла, должно выполняться при помощи одной простой команды или легкого движения мыши; в то же время для изменения разделов диска не грех почитать руководство, поскольку это может понадобиться даже не каждый год.

Разработчики каждой ОС имеют собственные представления об удобстве, и каждая ОС имеет своих приверженцев, считающих именно ее идеалом удобства.

Масштабируемость

Довольно странный термин «масштабируемость» (scalability) означает возможность настройки системы для использования в разных вариантах, в зависимости от мощности вычислительной системы, от набора конкретных периферийных устройств, от роли, которую играет конкретный компьютер (сервер, рабочая станция или изолированный компьютер) от назначения компьютера (домашний, офисный, исследовательский и т.п.).

Гарантией масштабируемости служит продуманная модульная структура системы, позволяющая в ходе установки системы собирать и настраивать нужную конфигурацию. Возможен и другой подход, когда под общим названием объединяются, по сути, разные системы, обеспечивающие в разумных пределах программную совместимость. Примером могут служить версии Windows NT/2000/XP, Windows 95/98 и Windows CE.

В некоторых случаях фирмы, производящие программное обеспечение, искусственно отключают в более дешевых версиях системы те возможности, которые на самом деле реализованы, но становятся доступны, только если пользователь покупает лицензию на более дорогую версию. Но это уже вопрос, связанный не с технической стороной дела, а с маркетинговой политикой.

Способность к развитию

Чтобы сложная программа имела шансы просуществовать долго, в нее изначально должны быть заложены возможности для будущего развития.

Одним из главных условий способности системы к развитию является хорошо продуманная модульная структура, в которой четко определены функции каждого модуля и его взаимосвязи с другими модулями. При этом создается возможность совершенствования отдельных модулей с минимальным риском вызвать нежелательные последствия для других частей системы.

Важным требованием к развитию ОС является совместимость версий снизу вверх, означающая возможность безболезненного перехода от старой версии к новой, без потери ранее наработанных прикладных программ и без необходимости резкой смены всех навыков пользователя. Обратная совместимость – сверху вниз – как правило, не гарантируется, поскольку в ходе развития система приобретает новые возможности, не реализованные в старых версиях. Программа из Windows 3.1 будет нормально работать и в Windows XP; наоборот – вряд ли.

Фирмы-производители ОС прилагают максимум усилий для обеспечения совместимости снизу вверх, чтобы не отпугнуть пользователей. Но при этом фирмы стараются в каждую новую версию заложить какую-нибудь новую конфетку, которая побудила бы пользователей как можно скорее купить ее.

Совместимость версий – благо для пользователя, однако на практике она часто приводит к консервации давно отживших свой век особенностей или же просто неудачных решений, принятых в ранней версии системы. В документации подобные архаизмы помечаются как «устаревшие» (obsolete), но полного отказа от них, как правило, не происходит (а вдруг где-то еще работает прикладная программа, написанная двадцать лет назад с использованием именно этих средств?).

Как правило, наиболее консервативной стороной любой ОС являются не алгоритмы, а структуры системных данных, поэтому дальновидные разработчики заранее строят структуры «на вырост»: закладывают в них резервные поля, используют переменные вместо некоторых констант, устанавливают количественные ограничения с большим запасом и т.п.

Мобильность

Под мобильностью (portability) понимается возможность переноса программы (в данном случае ОС) на другую аппаратную платформу, т.е. на другой тип процессора и другую архитектуру компьютера. Здесь имеется в виду перенос с умеренными трудозатратами, не требующий полной переработки системы.

Свойство мобильности не столь однозначно положительно, как может показаться. Чтобы программа была мобильна, при ее разработке следует отказаться от глубокого использования особенностей конкретной архитектуры (таких, как количество и функциональные возможности регистров процессора, нестандартные команды и т.п.). Мобильная программа должна быть написана на языке достаточно высокого уровня (часто используется язык C), который можно реализовать на компьютерах любой архитектуры. Платой за мобильность всегда является некоторая потеря эффективности, поэтому немобильные системы распространены достаточно широко.

С другой стороны, история системного программирования усеяна останками замечательных, эффективных и удобных, но немобильных ОС, которые вымерли вместе с процессорами, для которых они предназначались. В то же время мобильная система UNIX продолжает процветать четвертый десяток лет, намного пережив те компьютеры, для которых она первоначально создавалась. Примерно 5-10% исходных текстов UNIX написаны на языка ассемблера и должны переписываться заново при переносе на новую архитектуру. Остальная часть системы написана на C и практически не требует изменений при переносе.

Некоторым компромиссом являются многоплатформенные ОС (например, Windows NT), изначально спроектированные для использования на нескольких аппаратных платформах, но не гарантирующие возможность переноса на новые, не предусмотренные заранее архитектуры.

Операционная система является сердцевиной сетевого программного обеспечения, она создает среду для выполнения приложений и во многом определяет, какими полезными для пользователя свойствами эти приложения будут обладать. В связи с этим рассмотрим требования, которым должна удовлетворять современная ОС.
^ 5. Современные концепции и технологии проектирования операционных систем
Очевидно, что главным требованием, предъявляемым к операционной системе, является способность выполнения основных функций: эффективного управления ресурсами и обеспечения удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. Современная ОС, как правило, должна реализовывать мультипрограммную обработку, виртуальную память, свопинг, поддерживать многооконный интерфейс, а также выполнять многие другие, совершенно необходимые функции. Кроме этих функциональных требований к операционным системам предъявляются не менее важные рыночные требования. К этим требованиям относятся:

  1. Расширяемость. Код должен быть написан таким образом, чтобы можно было легко внести дополнения и изменения, если это потребуется, и не нарушить целостность системы.

  2. Переносимость. Код должен легко переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы (которая включает наряду с типом процессора и способ организации всей аппаратуры компьютера) одного типа на аппаратную платформу другого типа.

  3. Надежность и отказоустойчивость. Система должна быть защищена как от внутренних, так и от внешних ошибок, сбоев и отказов. Ее действия должны быть всегда предсказуемыми, а приложения не должны быть в состоянии наносить вред ОС.

  4. Совместимость. ОС должна иметь средства для выполнения прикладных программ, написанных для других операционных систем. Кроме того, пользовательский интерфейс должен быть совместим с существующими системами и стандартами.

  5. Безопасность. ОС должна обладать средствами защиты ресурсов одних пользователей от других.

  6. Производительность. Система должна обладать настолько хорошим быстродействием и временем реакции, насколько это позволяет аппаратная платформа.


6. Заключение
В относительно недалеко будущем компания Microsoft планирует выпустить на рынок операционную систему нового поколения – Windows 7. Эта ОС должна осуществить то, чего не удалось предшественнице Vista, а именно, завоевать популярность у рядовых пользователей и корпоративных клиентов. Однако будущее «семерки» может оказаться далеко не столь радужным, как надеются ее разработчики. 

Проведенный исследовательской компанией Dimensional Research опрос, проведенный среди IT-специалистов, последние с большой осторожностью относятся к грядущей новинке. Более того, отдаются предпочтения старой операционной системе Windows XP – большинство, около 72% респондентов, высказали желание остаться верным XP, нежели осуществляться переход на более передовую Windows 7. Только 28% опрошенных положительно относятся к миграции на «семерку». Интересно отметить, что около 97% специалистов на данный момент предпочитаются использовать XP, и лишь три процента осуществили переход на операционную систему Windows Vista. 

Главной причиной такой осторожности является желание иметь дело с проверенной и хорошо изученной к этому моменту операционной системой, нежели сталкиваться с возможными проблемами, о которых пока ничего неизвестно. Впрочем, оптимизм внушает тот факт, что 83% пользователей высказывают желание отказаться от установки системы Vista, и сразу перейти на грядущую Windows 7. То есть, постепенно «семерка» будет прибавлять в популярности, однако темпы ее «освоения» могут оказаться не столь высокими, как того хотелось бы разработчикам. Только 17% опрошенных планируют перейти на Windows 7 в следующем году. Это число должно увеличиться до 59% к 2011 году. 

Такие результаты оказываются несколько неожиданными, ведь первые отчеты о тестировании бета-версии операционной системы Windows 7 в целом оказывались оптимистичными. Впрочем, конечный ответ на вопрос о темпах популяризации «семерки» даст только официальный релиз, после которого будут обнаружены первые существенные достоинства и недостатки программного обеспечения.


^ Список литературы.
«IBM PC для пользователей» В.Э.Фигурнов

«Операционная система Windows 95» А.В.Потапкин
Пол Мак-Федрис Microsoft Windows Vista. Полное руководство.
«Использованное ПО в работе:
«Windows 3.1»

^ «MS-DOS 6.20»

«Windows 95»
http://www.wikipedia.org


Скачать файл (166 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации