Операционная система - резидентная программа, автоматически запускающаяся после включения питания, управляющая работой всех устройств компьютера, осуществляющая диалог с пользователем и выполнение его команд, запускающая на исполнение другие программы.

Операционная система играет роль посредника между человеком и машиной.

Без операционной системы работа на компьютере невозможна. Если операционная система не создает пользователю удобных условий работы, между ней и человеком возможно существование еще одного посредника- программы - оболочки.

Назначение операционной системы состоит также в том, чтобы скрыть от пользователя ненужные ему подробности работы. На самом деле любая команда пользователя состоит из десятков и сотен мелких команд. Например, чтобы считать с диска файл нужно включить двигатель, вращающий диск, повернуть диск, включить двигатель, перемещающий головку, переместить ее к нужному сектору диска, опустить ее на диск, и т.д. понятно, что пользователю знать всех этих и других подробностей не нужно. Эти функции берет на себя операционная система.

Операционные системы MS DOS и Windows'95/98 состоят из двух частей. Первая часть - базовая система ввода и вывода - BIOS (англ. Basic Input-Output System) размещается в постоянном запоминающем устройстве. Вторая - основная часть операционной системы представляет собой набор файлов, находящихся на одном из дисков, называемом системным. BIOS обеспечивает считывание с диска основной части операционной системы.

Действительно, после включения питания компьютер должен "знать", что ему делать дальше. Эта информация и записана в BIOS. В частности, там содержатся команды по считыванию с диска остальной части операционной системы. Если бы вся операционная система была записана на диске, ее невозможно было бы оттуда считать, загрузить в оперативную память, а значит и запустить компьютер.

Причина очевидна - ведь операционная система сама и обеспечивает работу с устройствами компьютера, включая диски, а значит и считывание информации с них. Размещение операционной системы на диске целиком было бы похоже на следующую ситуацию: сейф захлопнут, а ключи от него остались внутри. Очевидно, ключи от сейфа нужно оставить снаружи. Их роль и играет BIOS.

Почему же операционная система не размещается в постоянном запоминающем устройстве целиком? Операционные системы, особенно последние разработки, достаточно громоздкие программы. Их размещение в постоянном запоминающем устройстве целиком привело бы к необходимости увеличения объема ПЗУ и, следовательно, к удорожанию компьютера. Кстати в компьютерах Macintosh фирмы Apple сделано именно так.

Программа, управляющая работой какого-то из устройств ЭВМ называется драйвером. Драйверы входят в состав операционной системы. Существуют драйверы памяти, дисплея, клавиатуры, принтера и других устройств. Драйверы расширяют возможности ОС, например, позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т.д. Операционные системы Windows'95/98 содержат немало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОС устанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.

4 августа 1995 года в продажу поступила новая опе-рационная система Windows 95. Еще до выхода было продано около 400 тыс. экземпляров beta-версий этой системы. Вся компьютерная общественность буквально помешалась на этой системе - выход Windows 95 стал главнейшим событием 1995 года. Начался шквал: все журналы писали о Windows 95, стали выходить книги, проводилась широкая реклам-ная компания, все производители программного обеспечения стали переделывать свои продукты для этой новой операционной системы, производители компьютеров и комплектующих старались получить логотип Designed for Windows 95. Причина же, по которой Windows 95 оказалась в центре всеобщего внимания, проста: это самое важное обновление сис-темы Windows со времени появления в 1990г. Windows 3.0.

Пользователи теперь получили теперь преимущества объектно-ориентированного интерфейса, включая настоящий «рабочий стол» и пиктограммы, копирова-ние и удаление техникой перетаскивания (drag-and-drop), вложенные папки и легко доступный диалог для задания свойств. Файловая система распознает длинные имена файлов и хорошо соответствует ме-тафоре «рабочего стола».

Windows 95 внесла значительные улучшения в архи-тектуру Windows, в том числе истинно 32-разрядный интерфейс прикладного программирования (API), защищенные адресные пространства для ее собствен-ных 32-разрядных прикладных программ, вытесняю-щую многозадачность, разделение прикладных про-грамм на потоки и более широкое использование виртуальных драйверов устройств. Модель защиты памяти реализована с серьезными компромиссами, целью которых было достигнуть совместимости с существующими 16-разрядными прикладными про-граммами и драйверами устройств. Но на практике устойчивость системы оказывается лучше, чем у Windows 3.1х. Производительность же Windows 95 на удивление высока. На медленных системах, оснащен-ных ОЗУ не более 4 Мбайт, ее показатели почти такие же, а иногда и лучше результатов Windows 3.1х, в за-висимости от выполняемой операции. На более быст-родействующих системах с большей памятью она остается весьма конкурентоспособной в одно- и мно-гозадачном режимах работы.

Как и любой продукт с широкими функциональными возможностями, рассчитанный на удов-летворение запросов огромного рынка, Windows 95 не лишена компромиссных решений. Мно-гие ее впечатляющие достижения будут по заслугам оценены пользовате-лями PC, но в некото-рых областях Windows 95 пока еще только догоняет своих конкурентов.

С точки зрения базовой архитектуры Windows 95 - истинно 32-разрядная, многопотоковая операционная система с вытесняющей многозадачностью, что ста-вит ее в один ряд с такими соперниками, как OS/2, UNIX и Windows NT В ее среде могут выполняться собственные 32-разрядные прикладные программы, написанные в соответствии со спецификацией Win32 API (почти идентичный вариант этого интерфейса реализован в Windows NT). Собственные при-кладные программы Windows 95 используют неструктуриро-ванное 32-разрядное адресное пространство, что де-лает их потенциально более быстродействующими при обработке боль-ших массивов данных.

Наиболее важные компромиссы в архитектуре Win-dows 95 были порождены решением корпо-рации Mi-crosoft сделать ее совместимой с существующими 16-разрядными прикладными программами Windows и драйверами устройств реального режима. Это по-зволяет Windows 95 работать с гораздо более широ-ким спектром существующих аппаратных и про-граммных средств, чем работают OS/2, Windows NT, UNIX. Недостаток этого решения заключается в том, что области памяти, содержащие 16-разрядные при-кладные программы и драйвера реального режима, должны оставаться незащищенными. Недоработанная программа по-прежнему отно-сительно легко может вызвать крах всей операционной среды.

В Windows 95 каждая 32-разрядная прикладная про-грамма выполняется в собственном адрес-ном про-странстве, но все они совместно использую один и тот же 32-разрядный системный код. Неправильно написанная 32-разрядная программа все еще может привести к аварийному сбою всей системы. Все 16-разрядные программы Windows разделяют общее адресное про-странство, поэтому они столь уязвимы друг для друга, как и в среде Windows 3.1. . В практи-че-ской работе Windows 95 производит впечатление более устойчивой среды, чем предшествующие версии Windows. Очевидны крупные изменения в пользовательском интерфейсе Windows 95. Вы используете кнопку Start для запуска прикладных программ самих по себе или через документы, с которыми программы связаны. После запуска программ их пиктограммы появляются на линейке заданий, обычно размещаемой в нижней части экрана. Щелчок на любой кнопке линейки зада-ний вызы-вает переключение на соответствующую программу. Это самый интуитивно понятный способ переключения задач из всех когда-либо существо-вавших.

Модули Program Manager и File Manager уступили место метафоре «рабочего стола», на кото-ром ваши файлы показаны в виде пиктограмм, помещенных в так называемые папки. Более сложные функции по управлению файлами Windows 95 поручены утилите Explorer, по суще-ству заменившей File Manager, ко-торая показывает древовидную диаграмму файловой струк-туры вашего компьютера и его сетевого окру-жения. Благодаря расширению файловой системы FAT имена файлов не ограничены, как раньше, восе-мью символами плюс состоящим из трех букв расши-рением; вы можете использовать имена длиной до 255 символа.

Среди прочих благоприятных изменений в пользова-тельском интерфейсе - анимационные пиктограммы и диалоговые окна с закладками. В целом новый ин-терфейс представляет со-бой существенное улучше-ние по сравнению с Windows 3.1, хотя прежним поль-зователям по-требуется некоторое время, чтобы при-выкнуть к нему. Конечно, метафора «рабочего стола», основанная на применении папок, и длинные имена файлов изобретены не создателями Windows 95; в течение длительного времени они были составной частью различных пользова-тельских интерфейсов, начиная с Macintosh и кончая Workplace Shell опера-ционной системы OS/2.

Увеличилось число и повысилось качество постав-ляемых вместе с Windows 95 стандартных вспомога-тельных программ - от традиционного калькулятора и игр до мощных инструменталь-ных средств контроля состояния системы. Также очевидны значительные усовершенствования средств связи. Теперь в состав операционной системы входит клиент Exchange, ко-торый разра-батывался как универсальный почтовый ящик для входящей корреспонденции. Он работает в качестве клиентского ящика-получателя с системой Microsoft Mail, служ-бой Microsoft Exchange Server и другими почтовыми системами, совместимыми со стандартом MAPI, а также с Microsoft Network. Он также позволяет полу-чать и отправлять факсы с помощью встроенной службы Microsoft Fax.

Расширились сетевые функциональные возможности. В состав Windows 95 включен встроен-ный клиент для сетей NetWare 3.x, 4.x и для серверов Windows NT. Предусмотрены также средства для работы с про-токолами IPX/SPX, NetBEUI, TCP/IP. Последний из перечисленных протоколов позволяет выполнять подключение к Internet, хотя лучшая программа для соеди-нения с Internet, содержащая утилиту просмотра Web, входит в состав пакета Microsoft Plus!. Win-dows95 позволяет непосредственно подсоединяться к другому компьютеру через кабель и располагает базовыми средствами для установления коммутируе-мых соединений через теле-фонные линии с сервером удаленного доступа Remote Access Server системы Windows NT, NetWare Connect или с коммутируе-мыми серверами компании Shiva. В состав Windows95 также входит интерфейс прикладного программиро-вания для телефонии (TAPI) фирмы Micro-soft, обес-печивающий совместную работу вашей машины с телефоном, регистрируя телефон-ные вызовы и вы-полняя функции автоответчика (прикладные про-граммы для телефонии будут поставляться независи-мыми фирмами).

Windows95 показывает вполне приемлемые результаты при выполнении как новых прикладных программ, так и программ Windows 3.x, хотя Windows for Workgroups опе-режает ее по быст-родействию во многих дисковых операциях. Но на машинах с ОЗУ 8 Мбайт и более ее производитель-ность сравнима или выше, чем у предыдущих версий Windows. Производительность системы при выполнении Windows-программ намного превышает аналогичный показатель системы Windows NT.

Windows 95 представляет собой продукт эволюционного развития системы Windows 3.1х и не означает полного разрыва с прошлым. Хотя она несет в себе много важных изменений по сравнению с 16-разрядной архитектурой Windows, в ней сохранены некоторые важнейшие свойства ее предшественницы. Результатом стало появление гибридной ОС, способной рабо-тать с 16-разрядными прикладными программами Windows, программами, унаследованными от DOS, и старыми драйверами устройств реального режима и в то же время совместимой с ис-тинными 32-разрядными прикладными программами и 32-разрядными драйверами виртуаль-ных устройств.

Среди наиболее важных усовершенство-ваний явившихся в Windows 95, - изна-чально заложен-ная в ней способность работать с 32-разрядными многопотоко-выми прикладными програм-мами, защи-щенные адресные пространства, вытес-няющая многозадачность, намного более широкое и эффективное использование драйверов виртуальных устройств и воз-росшее приме-нение 32-разрядных хипов для хранения структур данных систем-ных ресурсов. Ее наиболее су-ществен-ный недостаток состоит в относительно слабой защищенности от плохо рабо-тающих программ, содержащих ошибки.

Каждая собственная прикладная про-грамма Windows 95 видит неструктури-рованное 4-Гбайт адресное пространство, в котором размещается она сама плюс системный код и драйверы Windows 95. Каждая 32-разрядная прикладная про-грамма выполняется так, как будто она мо-нопольно использует весь ПК. Код прикладной программы загружается в это адресное про-странство между отметками 2 и 4 Гбайт. Хотя 32-разрядные приклад-ные программы «не видят» друг друга, они могут обмениваться данными через буфер обмена (Clipboard), механизмы DDE и OLE. Все 32-разрядные приклад-ные программы выполняются в соответ-ствии с моделью вытесняющей многоза-дачности, основанной на управлении от-дельными потоками. Планиров-щик пото-ков, представляющий собой составную часть системы управления виртуальной памя-тью (VMM), распределяет время среди группы одновременно выполняе-мых потоков на ос-нове оценки текущего приоритета каждого потока и его готовности к выполнению. Вытес-няющее планирование по-зволяет реализовать намного более плавный и надежный механизм многозадачности, чем коо-перативный метод, используемый в Windows 3.1х.

Системный код Windows 95 размещается выше границы 2 Гбайт. В пространстве между отмет-ками 2 и 3 Гбайт находятся системные библиотеки DLL кольца 3 и любые DLL используемые несколькими программами. (В 32- разрядных процессорах фирмы Intel предоставляются че-тыре уровня аппаратной защиты, поименованные, начиная с кольца 0 до кольца 3. Кольцо 0 наиболее привилегированно.) Компоненты кольца 0 в системе Windows 95 отображаются в пространство между 3 и 4 Гбайт. Эти важные участки кода с максимальным уровнем привиле-гий содержат подсистему управления виртуальными машинами (VMM), файловую систему и драйверы VxD.

Область памяти между 2 и 4 Гбайт отображается в адресное пространство каждой 32-разряд-ной прикладной программы, т. е. оно совместно используется всеми 32-разрядными приклад-ными программами в вашем ПК. Такая организация позволяет обслуживать вызовы API непо-средственно в адресном пространстве прикладной программы и ограничивает размер рабочего множества. Однако за это приходится расплачиваться снижением надежности. Ничто не может помешать программе, содержащей ошибку произвести запись в адреса, принадлежащие сис-темным DLL, и вызвать крах всей системы.

В области между 2 и 3 Гбайт также находятся все запускаемые вами 16-разрядные прикладные программы Windows. С целью обеспечения совместимости эти программы выполняются в совместно используемом адресном пространстве, где они могут испортить друг друга так же, как и в Windows 3.1х.

Адреса памяти ниже 4 Мбайт также отображаются в адресное пространство каждой прикладной программы и совместно используются всеми процессами. Благодаря этому становится воз-можной совместимость с существующими драйверами реального режима, которым необходим доступ к этим адресам. Это делает еще одну область памяти незащищенной от случайной за-писи. К самым нижним 64 Кбайт этого адресного пространства 32-разрядные прикладные про-граммы обращаться не могут, что дает возможность перехватывать неверные указатели, но 16-разрядные программы, которые, возможно, содержат ошибки, могут записывать туда данные.

Некоторые системные DLL Windows 95, в частности USER и GDI, все еще содержат 16-раз-рядный код. Одно из прискорбных следствий этого состоит в том, что 64- Кбайт локальные хипы модулей USER и GDI и сопутствующие им ограничения системных ресурсов по-преж-нему остаются. К счастью, в Windows 95 некоторые структуры данных переместились в 32-разрядные хипы, благодаря чему теперь стало намного сложнее истощить системные ресурсы, чем в среде Windows 3.1х. Другая проблема, связанная c l6-разрядным системным кодом, - эф-фект Win16Mutex. Так как 16-разрядный системный код нереентерабелен, только один поток может обращаться к 16-разрядным DLL в каждый момент времени, потенциально затормажи-вая другие процессы, которым нужен доступ к этим библиотекам.

Интерфейс Windows 98 характерен своей относительной простотой, по сравнению с предшествующими версиями операционной системы. Он отличается от его предшественников более красивой графической средой (поддержка 16-ти и 32-х битной глубины цвета), простотой (любое приложение можно вызвать, щелкнув на его ярлык). Отдельного внимания заслуживает рабочий стол Windows98.

На мониторе, перед собой, мы видим рабочий стол. На рабочем столе находится панель задач, а на панели задач - кнопка Пуск. Начинающие пользователи могут начать работу с Windows 98 с нажатия кнопки Пуск. Если щелкнуть по ней мышью, то появится система меню, которая открывает доступ ко всем основным элементам Windows 98.

С помощью этой кнопки можно найти и запустить любое приложение, установленное на компьютере. Единственный недостаток - это слишком маленькие пиктограммы, из-за чего их можно перепутать друг с другом. Рассмотрим основные компоненты пользовательского интерфейса:

Панель задач. На панели задач находится кнопка Пуск, и кнопки соответствующие активным приложениям и открытым окнам. На панели задач присутствуют все активные задачи, как работающие в окне, так и минимизированные, работающие в фоновом режиме.

Рабочий стол. На поверхности рабочего стола вы можете поместить наиболее часто используемые программы и документы (точнее указатели на них или ярлыки).

Активный рабочий стол. Если на компьютере установлен Internet Explorer, то вы можете использовать дополнительный вид рабочего стола, который называется Активный рабочий стол (Active Desktop). Эта опция делает рабочий стол похожим на web-страницу с активным окном и непрерывно обновляемой информацией.

Папки. Каталоги в рабочей среде Windows 98 называются папками. Если дважды щелкнуть мышью на пиктограмме папки, то откроется окно, в котором будет показано содержимое этой папки. Это самый простой способ просмотра дисков и файлов.

Поиск. Операционная система Windows 98 обладает мощными средствами поиска файлов по названию, содержимому и дате создания. Так, например, можно найти все файлы, в названии которых есть слово отчет, содержащие тест компьютер, и созданные на протяжении последней недели. Процедуры поиска можно сохранять и модифицировать

Ярлыки. Можно создавать указатели на файлы - так называемые ярлыки. Они используются для того, чтобы обеспечить доступ к одному и тому же файлу из различных мест, не копируя его. Ярлыки могут использоваться как для открытия документов, так и для запуска программ. Например, меню кнопки пуск состоит из ярлыков.

Коммуникации:

Удаленный доступ к сети. Использую эту функцию можно подключаться к своему компьютеру, расположенному в офисе, находясь дома или в гостинице, и работать с его ресурсами как с локальными.

Доступ к Internet. Можно подключаться к сети Интернет как с помощью локальной сети, так и с помощью модема. Высокоскоростной 32-х разрядный протокол TCP/IP позволяет полноценно работать со своего компьютера в этой сети.

Гипертерминал. Эта программа позволяет подключаться к электронным доскам объявлений, другим компьютерам и передавать файлы с использованием нескольких протоколов.

Управление файлами:

Длинные имена файлов. Названия файлов теперь могут состоять из 255 символов. Все программы, входящие в поставку Windows 98 поддерживают длинные имена.

VFAT (Virtual File Allocation Table). Обновленная файловая система представляет собой развитие идеи FAT, использующейся в DOS и предыдущих версиях Windows.

Динамическое кэширование в защищенной памяти. Windows 98 обеспечивает быстрое кэширование данных. Теперь не нужно выделять определенный объем пространства на жестком диске для поддержки виртуальной памяти. Кроме того, отпадает необходимость в постоянном файле подкачки. Размер файла подкачки динамически изменяется в зависимости от нужд системы.

Оборудование:

Самонастраиваемые устройства (Plug and Play). Процесс установки нового оборудования в системе Windows 98 значительно упростился. При установке самонастраивающихся устройств их конфигурирование и устранение аппаратных конфликтов выполняется автоматически.

Подключения оборудования, не отвечающего сертификатам Plug and Play. Все устройства установленные на компьютере, автоматически определяются при установке Windows 98. Программа установки создает базу данных об имеющимся в компьютере оборудовании. При добавлении новых устройств система обнаруживает возникшие аппаратные конфликты и оповещает о них пользователя.

Шрифты:

32-х разрядная растеризация TrueType. Растеризация - это процесс преобразования описания символа в набор точек на экране монитора.

Сглаживание шрифтов. В Windows 98 предусмотрены специальные алгоритмы улучшения внешнего вида символа на экране монитора.

Обработка ошибок и надежность:

Локальная перезагрузка. «Зависшие» приложения DOS и Windows могут быть перезапущены без перезагрузки всей системы.

Безопасный режим. Если система Windows 98 по какой-либо причине не загружается в нормальном режиме, то она загружается в безопасном режиме с минимальным набором драйверов. Это позволит сделать все необходимые изменения и устранить проблему.

Работа в сети:

Ориентация на работу в сети. Разработчики новой системы учли все достоинства и недостатки предыдущих версий, причем большое внимание было уделено работе в сети. Сетевые средства Windows 98 стали более надежными, быстрыми и защищенными.

Одновременная поддержка нескольких сетей. Компьютер может быть подключен к нескольким сетям разного типа. Window 98 поддерживает несколько протоколов TCP/IP. При необходимости в систему может быть добавлена и поддержка других протоколов.

Работа в Internet:

При создании операционной системы разработчики особое внимание уделили развитию ее коммуникационных возможностей. Наиболее ярким внешним новшеством по сравнению с предыдущей версией является интеграция операционной системы с обозревателем операционной системы Internet Explorer 4.0, предназначенным для просмотра web-страниц в сети Интернет. Интерфейс пользователя в Windows 98 можно настроить на работу в сети Интернет. В этом случае рабочий стол принимает вид web-страницы, а ярлыки действуют как web-ссылки, которые могут указывать не только на файлы компьютера но и на данные в сети Интернет. Подобный интерфейс является дополнением к традиционному интерфейсу Windows.

Взаимодействие прикладных программ с аппаратурой компьютера. Plug and Play.

Технология Plug and Play - технология, базирующаяся на возможностях BIOS, операционной системы и внешних устройств. Позволяет автоматически определять и настраивать подключенные устройства. Автоматическая настройка устройств помогает избежать конфликтов между адаптерами, а также оптимально настроить систему в целом.

Известно, что для подключения нового периферийного в среде операционной системы MS DOS пользователь должен обладать профессиональными знаниями: например, уметь написать файл конфигурации, знать структуру команды подключения необходимого драйвера.

В среде Windows эта задача решается достаточно просто. Система самостоятельно создает и изменяет файл конфигурации, распознает конкретное техническое устройство и производит его автонастройку. Подобная технология получила название Plug and Play - «включай и работай».

Дополнительные устройства подключаются специальными программами-мастерами, которые могут распознать любое устройство, поддерживающие технологию Plug and Play. Если устройство не поддерживает эту технология, то программы-мастера запрашивают дополнительную информацию в наиболее удобной для пользователя форме, благодаря чему процесс подключения устройства заметно упрощается.

Интерфейс API. Интерфейсы программирования приложений (Application Programming Interfaces - APIs) позволяют программистам выполнить больший объем работы меньшими усилиями за счет стандартизации форма доступа к системных ресурсам и объектам. Используя стандартный интерфейс, производитель программного обеспечения может легко изменить детали реализации без проникновения внутрь других программ, например, Windows API позволяет предполагать наличие у пользователя стандартных компонентов и устройств с заданным интерфейсом.

В состав Windows 98 включены дополнительные наборы API:

· TAPI - обеспечивает стандартное управление телефонными службами.

· MAPI - обеспечивает стандартное управление системами электронной почты.

Оба интерфейса предоставляют стандартные методы, обеспечивающие эффективную работу с модемом, и оба интерфейса поддерживаются в Windows 98 в форме особых утилит:

Утилита Модем, размещенная в Панели управления, позволяет полностью настроить модем. Любое приложение Windows 98, поддерживающее TAPI (Microsoft Exchange, Microsoft Outlook Express или Microsoft Network), применяет эти настройки. TAPI не используется старыми 16-ти разрядными приложениями, поэтому, чтобы воспользоваться возможностями TAPI, нужно установить обновленную версию этих приложений.

Примером приложения, использующего MAPI, является Microsoft Exchange, который получает доступ к почтовым службам и сообщениям при помощи специальных драйверов MAPI. Другой драйвер MAPI используется для доступа к службе CompuServe. Еще один драйвер MAPI позволяет посылать факсы. Фактически, для доступа к любой службе необходимо иметь драйвер MAPI. Преимущества набора этих драйверов, состоит в том, что доступ ко всем информационным службам осуществляется единообразно. Результатом такой унификации является изменение интересующей службы сообщения «одним нажатием клавиши».

Поддержка MAPI и TAPI не ограничивается только применением приложениями Windows 98. Например, команда Файл, Отправить в Microsoft Word использует встроенную в Windows 98 поддержку MAPI для отправки документа по требуемому маршруту. При этом совершенно не нужно закрывать Word и запускать программу электронной почты.

Многозадачный режим работы Windows 98. Кооперативная и вытесняющая многозадачность. Реализация многозадачности в Windows 98.

Операционная система Windows 98 является многозадачной (multitasking - мультизадачной) т. е. она способна «одновременно» выполнять несколько программ. На самом деле один микропроцессор может выполнять инструкцию только одной программы. Однако операционная система настолько оперативно реагирует на потребности той или иной программы, что создается впечатление одновременности их работы. Например, в процессе подготовки текста можно параллельно печатать содержимое какого либо файла и проверять на вирус жесткий диск.

Многозадачность может кооперативной и вытесняющей. При кооперативной многозадачности (cooperative multitasking) операционная система не занимается решением проблемы распределения процессорного времени. Распределяют его сами программы. Причем активная программа самостоятельно решает, отдавать ли процессор другой программе. Момент передачи управления здесь зависит от хода выполнения задачи. Таким моментом должен быть системный вызов, т. е. обращение к системе за какой-либо услугой (ввод или вывод на внешнее устройство). Фоновым задачам выделяется процессорное время при простое приоритетной задачи (ожидание нажатия клавиши и др.). Кооперативная многозадачность была реализована в среде Windows 3.1. В Windows 98 кооперативная многозадачность обеспечивается для 16-ти разрядных приложений, т. к. эти приложения, созданные для Windows 3.1 умеют самостоятельно распределять процессорное время.

При вытесняющей многозадачности (preemptive multitasking) распределением процессорного времени между программами занимается операционная система. Она выделяет каждой задаче фиксированный квант времени процессора. По истечению этого кванта времени система вновь получает управление, чтобы выбрать другую задачу для ее активизации. Если задача обращается к операционной системе до истечения ее кванта времени, то это также служит причиной переключения задач. Такой режим многозадачности Windows 98 реализует для 32-х разрядных приложений, а также для программ написанных для MS DOS.

32-х разрядный режим работы Windows 98. Windows 98 - это 32-х разрядная операционная система. Большинство программ для операционной системы MS DOS относилось к 16-ти разрядным программам, которые использовали реальный режим работы микропроцессора. Реальный режим значительно ограничивает возможности программы, т. к. в этом режиме затруднен доступ в верхние (свыше 1 Мб) области памяти. Операционная система MS DOS не имеет средств для поддержки 32-х разрядных программ, работающих в защищенном режиме микропроцессора. Чтобы такие программы могли работать в среде MS DOS, требуется дополнительное программное обеспечение, расширяющее функции MS DOS. Возможен также вариант, когда дополнительные функции, обеспечивающие защищенный режим, включаются непосредственно в код программы, увеличивая тем самым ее объем. Операционная система Windows 98 полностью обеспечивает работу 32-х программ, причем она спроектирована таким образом, что использование 32-х разрядных программ в ее среде является наиболее оптимальным. В среде Windows 16-ти разрядные программы также успешно функционируют, но они не могут задействовать все ресурсы системы.

32-х разрядные программы занимают больше оперативной и дисковой памяти, однако, это компенсируется, во-первых, увеличением скорости работы программ, во-вторых, удешевлением всех видов памяти, в том числе и электронной.

Физическая и виртуальная память, распределение памяти в Windows 98. Виртуальная память. Виртуальная память - расширение адресного пространства задачи, полученная за счет использования внешней памяти. В оперативной памяти всегда находится часть виртуального пространства, выделяемого для решения задачи, остальная его часть располагается на дисковой памяти. Если оперативной памяти не хватает для обеспечения работы текущего (активного) приложения, то приложение или его часть, которые не использует в данный момент микропроцессор выгружаются (вытесняются) из оперативной памяти на диск. На их место в оперативную память загружается (подкачивается) необходимый фрагмент активного приложения. Когда одному из выгруженных приложений передается управление, оно вновь загружается в оперативную память, что может привести к выгрузке на диск другого, пассивного в данный момент приложения.

Таким образом, программы циркулируют между диском и оперативной памятью.

Поддержка виртуальной памяти позволяет открыть большое количество приложений одновременно, но выгрузка на диск и загрузка с диска снижают производительность компьютера.

Используемая для это цели часть внешней памяти называется файлом подкачки, а описанный процесс подкачки - свопинг. Объем файла подкачки может в несколько раз превышать объем оперативной памяти.

Файл подкачки - файл на жестком диске, используемый для организации виртуальной памяти.

Настройка виртуальной памяти производится автоматически и вручную.

Физическая память. К физической памяти относится дисковая и оперативная т. е. та память компьютера, которая остается постоянной (неизменной), несмотря на операции проводимые компьютером. Размер физической памяти определяется характеристикой комплектующих компьютера (объемом жесткого диска, оперативной памятью и т. д.).

Распределение памяти. Виртуальная память используется для хранения данных которые в данный момент не загружены в оперативную память, но часто ею используются. Виртуальная память формируется за счет физической памяти, т. е. файл подкачки пользуется ресурсом жесткого диска.

Динамическое подключение библиотек (DLL - файлы). Dynamic Link Library (Библиотека динамической компоновки) - библиотека процедур, которые можно вызывать из приложения. Слова «динамическая компоновка» означают, что связь с процедурой устанавливается динамически, во время исполнения программы и только в том случае, если процедуру фактически требуется вызвать. Динамическая компоновка противоположна статической компоновке, когда используемая библиотека присоединяется к программе на этапе компиляции или редактирования связей. Библиотека динамической компоновки имеет следующие преимущества: библиотека может быть обновлена не зависимо от использующей ее программы, процедуры не занимают место в памяти до тех пор, пока они фактически не понадобятся.

Возможность обмена данными между приложениями Windows. Характеристика технологий clipboard, DDE, OLE. Место технологий в среде Windows. Буфер обмена (clipboard) играет важнейшую роль при организации обмена данными. Это часть виртуальной памяти, которая служит неким перевалочным пунктом при обмене данными. При небольших объемах передаваемых данных для буфера обмена выделяется часть оперативной памяти.

Буфер обмена - специальная область памяти, которая предназначена для временного хранения переносимого, копируемого или удаляемого объекта.

Основные приемы работы с буфером обмена поддерживаются большинством программных продуктов. Его широко используют:

При создании и редактировании простого документа, когда с помощью буфера обмена осуществляются копирование, перемещение или удаление его фрагментов;

· при создании и редактировании составного документа, когда необходимо использовать объекты из разных приложений;

· при перемещении или копировании объектов файловой системы, (файлов и папок);

· для сохранения в файле выделенного фрагмента документа.

Буфер обмена обслуживается операционной системой и характеризуется следующими свойствами:

· в буфере обмена хранится объект, помещенный в него одним из известных пользователю способов;

· в буфере обмена хранится объект до тех пор, пока не будет в него помещен новый объект;

· буфер обмена доступен из любого приложения;

· содержимое буфера обмена можно просмотреть или сохранить в файле с помощью приложения Просмотр буфера обмена;

· буфер обмена очищается при перезагрузке операционной системы либо специальной командой;

· объект в буфере обмена хранится в формате, определяемом приложением-источником, но при его вставке в составной документ, как правило, предоставляется возможность преобразования в другой формат.

При обмене данными между приложениями через буфер обмена можно установить связь между источником и приемником. Эта связь позволяет редактировать объект непосредственно в составном документе средствами приложения-приемника (связь между составным документом и приложением-источником) либо обновлять объект, если он был записан в файл и впоследствии изменен приложением-источником (связь между составным документом и файлом).

Обмен данными через буфер выполняется в следующей последовательности:

· выделяется объект, подлежащий копированию или перемещению;

· выделенный объект переносится в буфер обмена с помощью команды Копировать или Вырезать (например, через контекстное меню);

· указатель мыши устанавливается в место вставки объекта;

· объект вставляется в указанное место командой Вставить или командой Специальная вставка (через контекстное меню или меню Правка).

DDE (динамический обмен данными) является наиболее старой технологией обмена данными между приложениями. Тем не менее, поддержка DDE была сохранена в Windows 98 и, скорее всего эта технология будет использоваться еще достаточно долго. Даже в Проводнике Windows (приложении, разработанном специально для Windows 98) используется возможности DDE. Кроме того, каждое приложение, поддерживающее OLE, в той или иной мере использует и DDE. Однако при работе DDE существует ряд трудностей. В частности, с помощью DDE можно создать только статическую связь приложений, которая по своим возможностям не многим отличается от средств, предоставляемых Буфером обмена Windows. Достоинством DDE является стандартизованный макроязык, который позволяет открывать файлы и производить достаточно сложные операции с документами.

DDE - это протокол обмена сообщениями, позволяющий инициировать выполнение команды одного приложения из другого. Изначально технология DDE использовалась для выполнения операций с документами без открытия приложений и при работе с Буфером обмена Windows. Макроязык DDE включает в себя как команды DDE, так и команды макроязыка приложения. Таким образом, для использования макроязыка DDE недостаточно изучит внутренний язык интересующего приложения, необходимо еще знание DDE и знание языка серверного приложения. Макроязык DDE слишком сложен, - не только обычные пользователи, но и многие программисты считают работу с ним трудной. Поэтому, вопреки ожиданиям Microsoft, технология DDE не реализовала в полной мере всех возложенных на нее надежд.

И все же технология DDE сохранилась и используется до сих пор. Причина тому - возможность создания связи для проведения автоматизированной процедуры обмена данными между приложениями. Классическая спецификация OLE обеспечивает не все возможности по созданию связи между приложениями. Для изменения этого положения было предложено и другое решение, сочетающее в себе качества DDE и OLE. Новая технология получила название OLE Automation.

OLE (Object Linking and Embedding) - внедрение и связывание объектов, метод передачи и совместного использования информации различными приложениями, который позволяет создавать составные документы.

Файловая система Windows 98. Длинные имена файлов, виртуальная таблица файлов VFAT, 32-х разрядный доступ к дискам. Существуют некоторые особенности, которые отличают операционную систему Windows 98 от ее предшественников. Как и в Windows 95, имеется поддержка длинных имен файлов. FAT32 представляет собой усовершенствованную версию старой широко известной файловой системы FAT16. Кластер в этой файловой системе имеет меньший размер на жестких дисках большого объема, таким образом, увеличивается эффективность хранения информации, и также немного увеличивается скорость доступа к информации. Файловая система FAT32 появилась в версии OSR2 операционной системы Windows 95. (Эта версия Windows была доступна только поставщикам аппаратного обеспечения, ее нельзя купить в магазине.)

Рассмотрим кратко архитектуру файловой подсистемы Windows 98 и наиболее важного ее компонента -- VFAT. Виртуальная таблица размещения файлов (Virtual File Allocation Table -- VFAT) может выглядеть и работать как расширенная версия старой системы. Теперь рассмотрим файловую систему VFAT, которая поддерживает Windows 98. Главной причиной смены файловой системы была неудовлетворенность пользователей именами файлов в формате 8.3. Пользователям необходимо работать с длинными именами файлов, а файловая система FAT не могла их обеспечить. Файловая система VFAT представляет собой попытку компании Microsoft предоставить пользователям то, что им необходимо, и сохранить совместимость с предыдущими версиями MS-DOS на определенном уровне (и, что более важно, совместимость с приложениями MS-DOS). Следующие разделы содержат немного истории и текущие сведения о том, как Windows обрабатывает доступ к файлам.

Доступ к файловой системе в Windows 98. Windows 98 полностью обходит проблему доступа к диску в реальном режиме, потому что в этой операционной системе все функции включены в 32-разрядную архитектуру. Компания Microsoft называет эту технологию интерфейсом VFAT. Ее полное название звучит как файловая система FAT защищенного режима (protected mode FAT system). Использование драйверов защищенного режима означает, что у приложения меньше шансов вызвать сбой системы, т. к. Windows 98 никогда не остается в реальном режиме на время, достаточное для вызова сбоя -- она всегда выполняется в защищенном режиме. (Исключением из этого правила являются ситуации, когда при помощи файла CONFIG.SYS загружается драйвер реального режима для поддержки старомодного устройства, такого как CD-ROM. Windows 98 переключает процессор в виртуальный режим 8086, чтобы получить доступ к этому устройству, которое использует драйвер реального режима.) Использование защищенного режима означает, что операционная система постоянно следит за всеми событиями, происходящими на компьютере. За ней остается последнее слово прежде, чем произойдет определенное событие. Эта новая система выполняется полностью в защищенной области памяти и уменьшает возможность сбоя системы, связанного с доступом к диску, почти до нуля и значительно повышает скорость доступа к диску.

Существует несколько отдельных компонентов, составляющих файловую систему Windows 98. Компания Microsoft называет эти компоненты слоями (layers). Потенциально в файловой системе Windows 98 существует 32 слоя. (Текущая конфигурация не использует все 32 слоя.) Слой 0 наиболее близок к подсистеме ввода/вывода, в то время как слой 31 наиболее близок к аппаратному обеспечению. Текущая версия Windows 98 требует для своей работы 'только некоторое количество этих слоев (обычно 12). Остальные слои зарезервированы. Каждый слой предоставляет место для поставщиков программного обеспечения, используемого для поддержки специальных файловых систем и устройств. Например, добавление нового сетевого драйвера к слою файловой системы позволяет получать доступ к дискам, расположенным на других компьютерах. В отличие от предыдущих версий Windows, поставщик может изменить файловую систему Windows 98 таким образом, что она будет поддерживать некоторые дополнительные возможности.

Задание 2: Технические и программные средства для доступа и работы в Internet.