Общая характеристика операционных систем современных ПВЭМ

Здесь я хочу представить наиболее распространенные операционные системы, которыми мы пользуемся в повседневной работе: Dos, Windows 3. +, Windows 95.

Дисковая Операционная Система (DOS)

Операционная система DOS состоит из следующих частей:

Базовая система ввода-вывода (BIOS), находящаяся в постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

Загрузчик операционной системы — это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS.

Па жестком диске (винчестере) загрузчик операционной системы состоит из двух частей. Это связано с тем, что жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска, она выбирает, с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузи Вторая часть загрузчика находится в первом секторе этого раздел она считывает в память модули DOS и передает им управление.

Дисковые файлы 10. SYS и MSDOS. SYS (они могут называться по-другому, например, IВМВ. СОМ и IBMDOS. COM для PC DO; URBIOS. SYS и DRDOS. SYS для DR DOS, — названия меняются в зaвисимости от версии операционной системы). Они загружаются в пaмять загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл I0. SYS представляет собой дополнение к базoвой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MSDOS. SYS реализует основные высокоуровневые услуги DOS.

Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файл! COMMAND. СОМ на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например Type, Dir или Сор) командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загружает в память и передает eй управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS).

Внешние команды DOS — это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т. д.

Драйверы устройств — это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Например, с помощью драйверов возможна работа с «электронным диском» т. е. частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файл CONFIG. SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств позволяет делать это, не затрагивая системные файлы DOS.

Версии DOS

Первая версия операционной системы для компьютера IBM PC — MS DOS 1.0 была создана фирмой Microsoft в 1981 г. В дальнейшем по мере совершенствования компьютеров IBM PC выпускались и новые версии DOS, учитывающие новые возможности компьютеров и предоставляющие дополнительные удобства пользователю.

В 1987 г. фирма Microsoft разработала версию 3.3 (3.30) операционной системы MS DOS. которая стала фактическим стандартом на последующие 3−4 года. Эта версия весьма компактна и обладает достаточным набором возможностей, так что на «стандартной IBM PC AT» и теперь ее эксплуатация вполне целесообразна. Но на более мощных компьютерах с несколькими мегабайтами оперативной памяти желательно использовать версии 5.0 или 6.0 операционной системы MS DOS. Эти версии имеют средства для эффективного использования оперативной памяти сверх 640 Кбайт, позволяют работать с логическими дисками, большими 32 Мбайт, переносить DOS и драйверы устройств в расширенную память, освобождая место в обычной памяти для прикладных программ, и т. д. Версия 6.0 MS DOS включает средства сжатия информации на дисках (DoubleSpace), программы создания резервных копий, антивирусную программу и другие мелкие усовершенствования. Однако в этой версии программы сжатия информации не всегда работали корректно, что приводило к потерям данных у некоторых пользователей. Для устранения этих проблем и других ошибок фирма Microsoft выпустила версию MS DOS 6.20. Эта версия работает устойчивее, надежнее и быстрее, чем MS DOS 6.0 и включает ряд неболыпих усовершенствований. Однако судебное решение по поводу нарушения в MS DOS патентов фирмы Stack Electronics вынудило Microsoft выпустить сначала версию MS DOS 6.21. в которой была изъята нарушившая патент программа динамического сжатия дисков DoubleSpace, а затем MS DOS 6.22 с «подправленной» версией DoubleSpace, не нарушающей патент. По моему мнению, из этих версий лучшая — 6.20.

Windows 3.1

Операционная оболочка Windows 3.1 — это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS, обеспечивающая большое количество возможностей и удобств для пользователей и программистов. Широчайшее распространение Windows сделало 661 фактическим стандартом для IBM PC-совместимых компьютеров: подавляющее большинство пользователей таких компьютеров работают в ««Windows, поэтому в последнее время практически все новые программы разрабатываются именно для их эксплуатации в среде Windows. «В отличие от оболочек типа Norton Commander, Windows не только обеспечивает удобный и наглядный интерфейс для операции с файлами, дисками и т. д., но и предоставляет новые возможности для запускаемых в среде Windows программ. Разумеется, для использования этих возможностей программы должны быть спроектированы по требованиям Windows. Такие программы не могут выполняться вне среды Windows, поэтому мы будем называть их Windows-программами или WincSows-приложенпями. Впрочем, Windows может выполнягь и обычные программы, разработанные для DOS, но при этом такие программы не используют никаких преимуществ Windows и работают медленнее, чем при непосредственном вызове из DOS.

Оболочка Windows 3.1 включает в себя множество компонентов и обеспечивает пользователям различной квалификации комфортные условия работы.

Версия 3.0 оболочки Windows (и появившаяся следом 3.1) исповедует совершенно другие принципы в части интерфейса пользователя с ЭВМ. (Можно считать эти принципы новыми, но машины фирмы Apple строятся на этих принципах уже в течение нескольких лет.) Основная идея, заложенная в основу оболочки Windows, — естественность представления информации. Информация должна представляться в той форме, которая обеспечивает наиболее эффективное усвоение этой информации человеком. Несмотря на простоту (и даже тривиальность) этого принципа, его реализация в интерфейсах прикладных программ персональных ЭВМ по разным причинам оставляла желать лучшего. Да и реализация его в рамках Windows 3.1 тоже не лишена недостатков. Но эта оболочка представляет собой существенный шаг вперед по сравнению с предыдущими интерфейсами пользователя с ЭВМ. Наиболее важными отличительными чертами ее являются следующие: • Windows представляет собой замкнутую рабочую среду. Практически любые операции, доступные на уровне операционной системы, могут быть выполнены без выхода из Windows. Запуск прикладной программы, форматирование дискет, печать текстов — все это можно вызвать из Windows и вернуться в Windows по завершении операции. Опыт работы в DOS пригодится и здесь; многие основополагающие принципы и понятия среды Windows не отличаются от соответствующих принципов и понятий среды DOS. Основными понятиями пользовательского интерфейса в среде Windows являются окно и пиктограмма. Все, что происходит в рамках оболочки Windows, в определенном смысле представляет собой либо операцию с пиктограммой, либо операцию с окном (или в окне). Стандартизована в среде Windows и структура окон и расположение элементов управления ими. Стандартизованы наборы операций и структура меню для сервисных программ. Стандартны операции, выполняемые с помощью мыши для всех сервисных и прикладных программ.

Windows представляет собой графическую оболочку. Oт пользователя не требуется ввод директив с клавиатуры в виде текстовых строк. Необходимо только внимательно смотреть на экран и выбирать из предлагаемого набора требуемую операцию с помощью манипулятора мышь. Курсор мыши следует позиционировать па поле требуемой директивы меню, или на интересующую пиктограмму, или на поле переключателя систем рассчитаны на выполнение в данный момент только одной программы. В рамках Windows пользователь может запустить несколько программ для параллельного (независимого) выполнения. Каждая из выполняемых программ имеет свое собственное окно. Переключение между выполняемыми программами производится с помощью мыши фиксацией курсора в окне требуемой программы.

(кнопки). На выбранном объекте необходимо называемые Связанные (или Смешанные) документы. Эта разновидность документов позволяет согласовывать процессы внесения изменений в одни и те же объекты разными программами, а также автоматически распространять изменения из одного документа на все связанные с ним.

Сравнение Windows 3.1 с Windows 3.0

При наличии опыта работы с Windows 3.0 освоение следующей версии 3.1 — не потребует больших усилий, так как внешний вид и способы управления практически не отличаются. Большинство нововведений сводится к упрощению сервиса и устранению неудобств управления. Речь идет в первую очередь об увеличении скорости работы, упрощении процедуры инсталляции, усовершенствовании форматов диалоговых окон и повышении эффективности и интеллектуальности Менеджера Печати (Print Manager).

На некоторых из нововведений (давно ожидаемых) хотелось бы остановиться особо.

В среде Windows 3.1 можно составлять документы из частей, которые готовятся в различных приложениях, но при этом сложность работы с таким документом не выше, чем если бы он готовился в рамках одного приложения. Так, работая в новой версии Windows, при вставке в текст, подготовленный в Write, рисунка, созданного в Paintbrush, рисунок рассматривается как объект. Он может сохраняться, загружаться и печататься совместно с документом. Главной особенностью такого связывания рисунка и текста является простота внесения изменений. Например, работая с текстом в редакторе Write, достаточно выполнить двойную фиксацию курсора на рисунке, чтобы вызвать графический редактор Paintbrush. Рисунок загрузится в него автоматически. Все внесенные после этого в рисунок изменения автоматически отобразятся и во вставке в текстовой документ. Создается впечатление, что текстовой редактор Write снабжен дополнительными возможностями редактирования рисунков (в полном объеме Paintbrush). Работа с объектами предусматривает также и операции с пиктограммами, Пиктограммы можно использовать внутри документов для выполнения функций, подобных тем, которые эти пиктограммы выполняют в среде Windows.

Оболочка Windows 3.1 делает новую технологию работы с компьютером, основанную на графическом интерфейсе, более естественной и ясной. Еще большую роль, чем в прошлых версиях, здесь играет мышь как основной инструмент управления машиной. В целом ряде случаев для вызова некоторых (довольно сложных) операций достаточно просто «перетащить и положить» (Drag and Drop) пиктограмму или другой объект с помощью мыши. Например, для распечатки некоторого документа достаточно с помощью мыши «вытащить» из окна Менеджера Файлов (File Manager) пиктограмму соответствующего файла и «положить» ее поверх пиктограммы Менеджера Печати. Перетаскивание пиктограммы файла документа в открытое окно редактора Write или окно редактора Notepad загружает соответствующий документ в окно.

Существенно упростилась работа с документами вообще. Можно говорить о документоориентированной организации работ. При этом можно расположить пиктограмму часто используемого документа в окне Менеджера Программ (Program Manager) и в дальнейшем вызывать процесс обработки этого элемента (например, редактирование) просто двойной фиксацией данной пиктограммы. Той же цели служит и возможность автоматического запуска Менеджера Файлов после загрузки оболочки — перед пользователем сразу же открывается поле выбора файлов документов.

Значительной переработке подвергся и Менеджер Файлов (File Manager). Работа с ним существенно упростилась. Одновременно с этим возросла производительность и эффективность использования экранной площади (есть возможность одновременно наблюдать большее число устройств и директорий).

В отличие от предыдущих версий Windows 3.1 уже не может работать в так называемом реальном режиме (Real Mode). Этот режим обеспечивал совместимость версии 3.0 с более ранними версиями 1, Х и 2. Х (так что приложения, разработанные для этих ранних версий оболочки, могли выполняться в среде Windows 3.0 при работе ее в реальном режиме). В этом же режиме Windows 3.0 могла эксплуатироваться на машинах с процессорами 8088/8086. В версии оболочки 3.1 разработчики решили распрощаться с миром персональных IBM-совместимых машин первого поколения (PC/XT). Необходимым условием для постановки оболочки Windows 3.1 на компьютере является процессор 80 286 (желателен 386,486). При работе в среде Windows 3.1 могут возникнуть проблемы с запуском старых (из версий 1. Х, 2. X) приложений. Однако перенос приложений из среды 3.0 не вызывает, как правило, никаких нареканий. В редких случаях «аномального» поведения приложений из среды 3.0 в среде 3.1 приходится обращаться к поставщикам продукта.

В среде Windows 3 1 реализован новый набор шрифтов — так называемые ТгиеТуре-шрнфт. Эти шрифты похожи на PostScript-шрифты. но легко адаптируются после небольшой настройки практически к любому типу принтера. Небольшими усилиями можно добиться успеха в работе с этими шрифтами в большинстве Windows-приложений.

TrueType-шрифты легко поддаются масштабированию, различного рода деформациям, вращению и т. п. Дополнительный комфорт для любителей выбирать и создавать шрифты обеспечивает специальная программа демонстрации и использования отдельных литер шрифтов — Charaker Map. Наконец, в оболочку Windows 3.1 включены две небольшие Мультимедиа-программы (Multimedia). Их использование предполагает наличие специальной аппаратной поддержки (акустический адаптер, возможно, накопитель CD-ROM). С помощью упомянутых программ, называемых Sound Recorder и Media Player, можно оформить процесс прохождения программ звуковыми эффектами. Можно работать с цифровым представлением речи и музыки, с картинками, полученными, например, с проигрывателя видеодисков.

Для начинающих в системе предусмотрена обучающая программа, к которой можно обратиться уже на этапе инсталляции.

Windows-приложения

Windows — интегрированная программа. Под управлением оболочки Windows могут работать не только специальные программы, разработанные для эксплуатации в среде Windows (Windows-приложения), но и «обычные» программы, работающие в среде DOS, т. н. DOS-приложения (DOS-прикладные программы). Оболочка Window обеспечивает эффективный и комфортабельный обмен информацией между отдельными программами, выполняемыми под ее управлением. Здесь речь в первую очередь идет о Windows-пpилoжeнияx. С понятием интегрированности связывают обычно также возможность совместного использования ресурсов компьютера различными программами. Так, к примеру, принтер, подключенный к компьютеру, может с одинаковым успехом использоваться всеми программами на конкурентной основе. Причем все операции, связанные с необходимостью перекодировок, смен драйверов (например, при переходе от печати текстов к выводу иллюстраций) берет на себя оболочка.

Большинство пользователей привлекает в среде Windows не только и не столько комфортабельность самой оболочки, сколько специфика реализованных в этой среде приложений. Особенности реализации в среде Windows даже знакомых пользователям по работе в DOS прикладных программ (приложений) практически позволяют рассматривать Windows-версии этих программ как совершенно новые продукты.

Работа в o6oлочке Windows и в Windows-приложениях предполагает своеобразную перестройку «образа жизни». «Жизнь» пользователя в среде 'Windows сопряжена с «мышиным» управлением, обменами данными между отдельными программами и параллельным выполнением. Стандартизация интерфейсов отдельных Windows-приложений позволяет легко переходить от одного приложения к другому, не начиная каждый раз с нуля (хотя бы в плане способов и средств управления).

В фирменной поставке пакета Windows находится несколько приложений. Все они объединены в группу Accessories (аксессуары, инструменты). Это небольшие по размеру и возможностям прикладные программы, составляющие «джентльменский набор» пользователя. Им далеко до профессиональных специализированных пакетов. Но они прекрасно иллюстрируют возможности оболочки и обеспечивают некоторый минимальный сервис. Более того, весьма полезно начинать знакомство с серьезными пакетами именно с соответствующих средств этой группы. Так, например, поработав некоторое время с текстовым редактором Write, в дальнейшем можно легко перейти к использованию таких профессиональных пакетов обработки текстов, как Word для Windows, Lotus Ami Professional, WordPerfect для Windows' т.п. Кроме того, в приложениях из группы Accessories реализованы многие новинки, характерные именно для последней версии 3.1 оболочки Windows (работа с объектами, новые шрифты…).

Windows 95

Объектно-ориентированный подход При создании Windows 95 фирма Microsoft в полной мере реализовала объектно-ориентированный подход. Поскольку именно он лег в основу новой операционной системы, вначале скажем несколько слов о том, что такое ориентация на объекты.

Понятие «объектно-ориентированный» возникло в программировании сравнительно недавно. Когда вычислительная мощность машин была невысока, о создании объектно-ориентированных систем не могло быть и речи. Основой всего был программный код. Программисты записывали последовательности команд для выполнения тех или иных действий над данными, которые оформлялись в модули и процедуры. Для работы с каждым объектом создавалась своя процедура.

Объекты, их свойства и методы Постепенно с увеличением производительности вычислительных систем процедурный подход начал заменяться объектным. На первое место выдвинулся объект, а не код, который его обрабатывает. 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. Понятие объекта оказалось настолько широким, что до сих пор не получило строгого определения.

Объект, как и в реальном мире, обладает различными свойствами. Программист или пользователь может изменять не все свойства объектов, а только некоторые из них. Можно изменить имя объекта, но нельзя изменить объем свободного места на диске, который также является его свойством. Свойства первого типа в языках программирования носят название read/write (для чтения и записи), а свойства второго — read only (только для чтения).

Метод — это способ воздействия на объект. Методы позволяют создавать и удалять объекты, а также изменять их свойства. Например, для того чтобы нарисовать на экране точку, линию или плоскую фигуру, составляются разные последовательности кодов или программы. Пользователь, однако, применяет для отображения этих объектов один метод Draw (), который содержит коды для отображения всех объектов, с которыми он работает. За такое удобство приходится платить тем, что объектно-ориентированные системы могут работать только на достаточно мощных вычислительных установках.