Общие сведения. Под операционной системой (ОС) понимается совокупность программных средств, которые позволяют пользователю управлять персональным компьютером

Под операционной системой (ОС) понимается совокупность программных средств, которые позволяют пользователю управлять персональным компьютером, а также обеспечивать взаимодействие программ с внешними устройствами.

Если процессор – это сердце компьютера, а оперативная память – его мозг, то ОС можно считать душой компьютера. Без ОС этот железный ящик потенциально способен выполнять положенную работу, но мало кому известно, как заставить его это сделать. Так что, если бы компьютер не имел ОС, работать с ним могли бы редкие профессионалы, а благодаря ОС, он успешно входит в диалог с самым неподготовленным пользователем и готов воспринимать робкие щелчки кнопками мыши как полноценные команды.

В составе операционной системы ПК можно выделить три части (рис.18): командный язык; файловую систему; систему управления внешними устройствами (драйверы внешних устройств).

Рис. 18. Структура операционной системы ПК

Командный язык – это набор команд, которые вводятся пользователем с клавиатуры и немедленно исполняются.

К этим командам относятся команды:

· считывания информации с дискет и записи ее в оперативную память,

· запуска программ,

· выдачи папок на экран дисплея,

· форматирование дискет и др.

Эти команды могут быть включены и в программы пользователя. Более того, из них можно создавать программы, которые управляют выполнением с определенной последовательностью действий, освобождая тем самым пользователя от выполнения этих действий. Такие программы получили название командных файлов.

Таким образом, командный язык – это часть ОС, которая осуществляет поддержку взаимодействия со всеми ресурсами ПК.

Файловая система – это совокупность программ, которая обеспечивает работу с файлами и папками, а также сама совокупность файлов и папок, которые хранятся во внешней памяти ПК.

Система управления внешними устройствами (драйверы) обеспечивает управление внешними устройствами. Каждый тип внешнего устройства обслуживается индивидуальным драйвером.

Драйверы стандартных внешних устройств иногда могут храниться в постоянной памяти. Драйверы других внешних устройств хранятся на системном диске.

Основными функциями ОС являются:

· создание и обслуживание файловой структуры;

· установка и запуск программ;

· установка и поддержка оборудования;

· обеспечение интерфейса пользователя;

· многозадачность;

· совместное использование ресурсов;

· обслуживание компьютера.

Существует несколько видов операционных систем: DOS (Diskette (Disk) Operation System) - дискетная (дисковая) операционная система.), Windows, UNIX разных версий и др. Наиболее распространенной является операционная система Windows. Существует несколько версий Windows: Windows-95, Windows-98, Windows-2000, Windows NT, Windows XP. Все они близки между собой по содержанию.

Операционная оболочка Windows - это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS, обеспечивающая удобства в работе пользователей и программистов. Широкое распространение Microsoft Windows сделало ее фактическим стандартом для персональных компьютеров.

В ОС Windows гораздо лучше, по сравнению с другими ОС, налажено взаимодействие между пользователем и компьютером. Большинство повседневных задач выполняется с меньшими, чем когда-либо затратами времени. Решено также большинство проблем с распределением памяти. Встроенная сетевая поддержка делает тривиальной задачей надежный обмен информацией по сети. В Windows предусмотрена возможность давать файлам длинные имена, что значительно облегчает работу пользователя. Поддержка в Windows стандарта "plug-and-play" (подключай и работай) упрощает модернизацию оборудования. Ярлыки помогают быстро обращаться к часто используемым файлам, программам и папкам. Большая часть всего этого достигнута без ущерба для производительности.

Одна из основных целей разработчиков Windows – создание документированного интерфейса, резкое снижение требований к подготовке пользователя, упрощение работы. Следует также признать, что интерфейс Windows обладает массой достоинств. Предусмотрено все или почти все для удобной и безопасной работы, почти любую операцию можно выполнить множеством способов, а продуманная система подсказок, сообщений и предупреждений поддерживает пользователя в течение всего сеанса работы.

Основная идея создания Windows была высказана главой фирмы Microsoft, Биллом Гейтсом. Он рассматривает Windows как электронный письменный стол, где должно быть все, что есть на рабочем месте: книга для записей, блокнот, калькулятор, часы и т.д. и т.п. И точно так же на "письменном столе" Windows могут одновременно вводиться в действие несколько программ. Первая версия системы была выпущена фирмой Microsoft в 1985 г., а сейчас рынки программного обеспечения во всем мире завоевывает последняя версия - Windows-XP. Дадим краткое описание основных ОС семейства Windows.

Семейство Microsoft Windows 95 – 98. В начале работы над Windows программистам из Microsoft был доступен лишь компьютер класса XT с процессором 8088 и максимальным объёмом памяти в 640 Kбайт. Реальным же быль объём в 256 Кбайт, 2 дисковода на 360 Кбайт (жёсткий диск в те времена был слишком дорогой роскошью). Официально днем рождения Windows можно считать выставку Comdex, проходившую в ноябре 1985 года в Лас-Вегасе, на которой пресс-конференция Microsoft плавно перетекла в презентацию нового продукта Microsoft Windows 1.0.

Первая версия Windows даже по тем меркам выглядела слабо: окна на экране не перекрывались, программа работала безумно медленно. Производительность версии Windows 1.3 была значительно повышена за счёт поддержки расширенной памяти. Windows 2.0 вышла в 1987 году. Тогда-то и появились кнопки максимизации и минимизации и перекрывающиеся окна. Кроме того, быль введён протокол динамического обмена данными.

Появление в мае 1990 года Windows 3.0 ознаменовало новую эру программного обеспечения персоналок. Windows 3.0 предлагала задачам до 16Мбайт непрерывной памяти, а так же псевдомногозадачность и выполнение DOS-программ в окне. Появились и всеми любимые Program Manager, File Manager и полосы прокрутки с кнопками. И всё это работало в графическом режиме. Однако имеющиеся в изобилии системные ошибки могли даже самого терпеливого и преданного пользователя довести до полного отчаяния.

Желание избавиться от такого недостатка привело к созданию Windows 3.1, в которой уже были введёны протокол OLE (внедрения и связывания объектов) и панели диалога общего назначения и многое другое.

24 августа 1995 года корпорация Microsoft представила пользователям принципиально новую 32-разрядную операционную систему для настольных ПК - Windows 95. Windows 95 имела оконный интерфейс с панелью задач, часами, регулятором громкости звука и переключателем раскладки клавиатуры, ярлыком "Мой Компьютер" и "Корзиной" на рабочем столе. Окна запущенных приложений сворачивались теперь в панель задач и открывались из нее одним щелчком мыши, а сама панель задач могла перемещаться по рабочей области экрана, либо скрываться за его пределами. Доступ к установленным на дисках программам осуществлялся из меню, вызываемого нажатием кнопки "Пуск", роль файлового менеджера выполнял "Проводник" (Windows Explorer).

Однако Windows 95, обладавшая достаточно простым, дружественным и легким в изучении интерфейсом, была крайне ненадежной платформой, при создании которой программистами было допущено множество существенных и весьма неприятных ошибок. Нестабильность работы Windows 95 стала буквально притчей во языцех, значительно "подмочив" репутацию Microsoft. Именно поэтому созданная три года спустя операционная система Microsoft Windows 98 была, по большому счету, всего лишь улучшенной и дополненной версией Windows 95.

Внешне Windows 98 практически не отличалась от своей предшественницы, за исключением того, что встроенные функции этой системы позволяли размещать иконки программ в так называемом меню быстрого доступа, расположенном в панели задач рядом с кнопкой "Пуск". Кроме того, появилась возможность представлять рабочий стол и окна "Проводника" в виде web-страниц. Добавилось множество новых программ и утилит, рассчитанных, в первую очередь, на работу пользователя с Интернетом, платформа стала поддерживать более совершенный формат таблицы размещения файлов, позволявшей экономить пространство на жестких дисках большого объема - FAT32. Windows научилась корректно определять оборудование при инсталляции, и была значительно более надежной в работе. Тем не менее, эта система имела ряд существенных и весьма досадных недостатков:

· высокие требования к системным ресурсам;

· неисправимую "привычку" произвольно увеличиваться в объеме;

· тесную интеграцию с Internet Explorer 4.0, которая только замедляла работу системы, бестолково пожирая оперативную память, при этом, не давая пользователю никаких ощутимых преимуществ.

Семейство Microsoft Windows NT. В конце 80-х годов Microsoft начала работы по разработке базирующихся на Windows семейства операционных систем, которые охватывали бы множество типов компьютеров, от самых маленьких ноутбуков до самых больших мультипроцессорных рабочих станций и с учетом возможности работы в сети. Семейство этих ОС получило название Windows NT (New Technology). С 1993 года начали появляться Windows NT 3, Windows NT 3.1, Windows NT Advanced Server 3.1, Windows NT 3.5, Windows NT 4. ОС этого семейства поддерживают многопроцессорную организацию вычислительного процесса, в соответствии с которой ОС может выполняться на любом свободном процессоре или на всех процессорах одновременно, разделяя память между ними. Последняя версия ОС этого семейства объединила в себе все достоинства и возможности предыдущих версий и Windows 95, что в сочетании с чрезвычайно высокой надежностью данной платформы сделало ее достаточно популярной среди пользователей персональных компьютеров.

Microsoft Windows 2000. Появившаяся на рынке в начале 2000 года операционная система Microsoft Windows 2000 представляет собой новое поколение операционных систем, построенных согласно архитектуре Windows NT. Она производится в трех модификациях: Windows 2000 Professional для ноутбуков, настольных систем и рабочих станций, Windows 2000 Server для серверных компьютеров и Windows 2000 Datacenter Server для больших серверных систем, рабочих станций крупных корпоративных сетей и специализированных банковских и файловых серверов.

Благодаря использованию усовершенствованной технологии NT, сочетающейся с объективной простотой интерфейса семейства Windows 95 – 98, Windows 2000 обладает высокой надежностью и стабильностью, также она значительно легче поддается настройке и конфигурированию, чем предыдущие версии Windows. Разграничение доступа к системе реализовано на высоком уровне, что позволяет обеспечить безопасность хранения данных на дисках, если за компьютером работает более одного пользователя. Однако не лишена Windows 2000 и объективных недостатков. Среди них можно перечислить относительно высокие системные требования (для нормального запуска минимально необходимо 32 Мб оперативной памяти, рекомендуется 64), а также большой объем занимаемого системой дискового пространства (порядка 700 Мб после инсталляции).

Windows ME. Microsoft Windows Millennium Edition - последняя эволюция операционных систем класса Windows 95-98, запущенная в серийное производство в 2000 году. Русская локализация Windows ME появилась на рынке программного обеспечения в ноябре 2000 года.

Windows Millennium Edition значительно отличается от семейства предыдущих платформ, прежде всего тем, что в этой реализации Windows полностью отсутствует поддержка MS DOS. Windows ME тесно интегрирована с Internet Explorer 5.0, что сделало ее еще более ресурсоемкой, в комплект поставки по умолчанию включена большая часть элементов Windows 98, базовый набор игр расширен новыми программами, позволяющими пользователю играть в сети Интернет с живыми соперниками, добавлен Windows Media Player 7.0, поддерживающий воспроизведение файлов множества новых аудио- и видеоформатов. Интерфейс Windows Millennium Edition практически полностью совпадает с внешним оформлением Windows 2000 Professional, включая системные иконки и обновленное диалоговое окно выключения/перезагрузки компьютера, но почти все базовые элементы настройки Windows 98 сохранились на своих прежних местах. Windows ME требует минимум 32 Мб оперативной памяти и в минимальной конфигурации занимает на диске чуть больше 500 Мб. Windows ME стала последней ОС семейства Windows 95-98, поскольку все последующие операционные системы линейки Windows (как для домашних компьютеров, так и для рабочих станций), планируется создавать на платформе New Technology.

Microsoft Windows XP. Операционная система Microsoft Windows XP (от англ. eXPerience – опыт), известная также под кодовым наименованием Microsoft Codename Whistler, является новой ОС семейства Windows, созданной на базе технологии NT. Windows XP объединяет в себе достоинства уже знакомых пользователям операционных систем предыдущих поколений: удобство, простоту в инсталляции и эксплуатации ОС семейства Windows 98 и Windows ME, а также надежность и многофункциональность Windows 2000. В настоящее время Windows XP для настольных ПК и рабочих станций выпускается в трех модификациях: Home Edition для домашних персональных компьютеров, Professional Edition – для офисных ПК и, наконец, Microsoft Windows XP 64bit Edition – это версия Windows XP Professional для персональных компьютеров, собранных на базе 64-битного процессора Intel Itanium с тактовой частотой более 1 ГГц. Для стабильной и быстрой работы рекомендуется устанавливать данную операционную систему на компьютер со следующими оптимальными характеристиками: процессор – Pentium-II-совместимый (и выше), тактовая частота от 500 МГц и выше; объем оперативной памяти – не менее 256 Мбайт; свободное дисковое пространство не менее 2 Гбайт. Windows XP относится к принципиально иному поколению операционных систем семейства Windows. Теперь пользователь Windows не привязан к какому-либо стандартному интерфейсу, устанавливаемому в системе по умолчанию. Если вам не нравится традиционный вид окон, элементов управления и Панели задач, доставшийся новой ОС «в наследство» от Windows 2000, то вы можете без труда изменить их, загрузив из Интернета любой из сотен специально разработанных "Тем". Традиционное Главное меню, открывающее доступ к установленным на компьютере программам, хранящимся на дисках документам и настройкам операционной системы, также претерпело ряд значительных изменений. Теперь при нажатии кнопки Пуск появляется динамическое меню, содержащее значки лишь пяти программ, которыми пользуется наиболее часто. Благодаря этому можно начать работу с нужными приложениями значительно быстрее.

В среде Microsoft Windows пользователю часто приходится одновременно работать с несколькими документами или набором различных программ. При этом неактивные приложения сворачиваются в Панель задач, вследствие чего она рано или поздно переполняется значками, и переключение между задачами становится затруднительным. Для того чтобы разгрузить Панель задач и освободить больше рабочего пространства для отображения значков запущенных приложений, в Windows XP используется так называемый алгоритм группировки задач, согласно которому однотипные программы, работающие на компьютере одновременно, объединяются в логическую визуальную группу.

На предварительной презентации бета-версии Microsoft ХР, состоявшейся в феврале 2001 года в Сиэтле, председатель правления корпорации Microsoft Билл Гейтс сообщил прессе, что данная версия Windows, на создание и тестирование которой затрачено свыше 1 млрд долларов США - важнейшая разработка Microsoft с момента выпуска на рынок Windows 95, а вице-президент корпорации Джим Оллчин добавил: «Windows XP - это не просто апгрейд Windows, это - апгрейд стиля жизни».

Таким образом, особенностями операционных систем семейства Windows являются:

- развитый и единый для всех объектов Windows графический интерфейс, упрощающий взаимодействие пользователя с компьютером. Компонентами такого интерфейса являются: манипулятор (мышь) с его указателями, окна прикладных программ и диалоговые окна, всевозможные меню команд, листы свойств, инструментальные панели, линейки форматирования и другие объекты;

- реализация технологии связывания и внедрения объектов (OLE- Object Linking and Embedding), которая обеспечивает передачу объектов между прикладными программами из числа доступных в Windows. Например, между программами Word, Excel, Access, Paint и т. п;

- поддержка динамического обмена данными (DDE- Dynamic Data Exchange) между двумя и более одновременно работающими программами-приложениями. Как следствие, любые изменения, внесённые, например, в электронную таблицу Excel, автоматически передаются и в отчет Word, если эта таблица там размещена;

- наличие стандартных прикладных программ, которые обеспечивают решения широкого круга задач массового пользователя. К числу таких программ относятся: редактор текстов WordPad, графический редактор Paint, программа синхронизации файлов двух компьютеров «Портфель», программа «Калькулятор», программа управления средствами мультимедия «Универсальный проигрыватель», программа соединения компьютеров по линиям связи (Hyper Terminal), программа набора телефонных номеров «Номеронабиратель» (Phone Dialer) и многие другие;

- поддержка имен файлов до 255 символов. В имена файлов можно включать символы + ; = , [ ] и любое число точек. При создании файла с длинным именем, например, Сведения о выполнении плана.doc, система автоматически генерирует в короткое имя в формате 8.3 (8 символов – имя, 3 символа – расширение) вида: Сведен ~ 1.doc. Значительно расширена область применения в именах файлов символа-шаблона *. В имени их может быть несколько и в любом месте, например: * плана.*;

- способность одновременно выполнять несколько заданий, т.е. функционировать в многозадачном режиме. Это означает, что пользователь может загрузить и открыть несколько программ - приложений, например, Word, Excel и «Проводник» и работать с ними одновременно[15].

- наличие встроенной справочной системы, позволяющей быстро получать общее представление о структуре системы и приобрести навыки по её практическому использованию. Справочная система выполнена в форме тематических разделов, что существенно облегчает поиск нужной информации. Любой раздел можно легко вывести на печать;

- обеспечение функционирования локальных вычислительных сетей самостоятельно или во взаимодействии с другими сетевыми операционными системами. Организация доступа пользователей к общим сетевым ресурсам, а также к ресурсам отдельных компьютеров сети. Возможность доступа к удалённым сетям по телефонным линиям связи с использованием модемов и факс-модемов. Реализация встроенной электронной почты (E-Mail) в формате Internet;

- реализация технологии Plug and Play (подключи и работай), позволяющую оперативно и относительно просто включать в состав компьютера новые блоки и устройства и изменять его конфигурацию;

- поддержка множества дорогостоящих прикладных программ, созданных в среде MS DOS и ранних версиях Windows.