Взаимодействие с аппаратными средствами

Ни один разработчик программного обеспечения не в состоянии предусмотреть все варианты взаимодействия средств аппаратного обеспечения вычислительной техники со своей программой.

Выпуская устройство, его разработчик прикладывает к нему несколько драйверов – специальных программных средств управления, предназначенных для основных операционных систем.

Драйверы имеют точки входа для взаимодействия с прикладными программами, а диспетчеризация обращений прикладных программ к драйверам устройств — это одна из функций операционной системы.

Загрузка драйверов устройств может быть ручной или автоматической, когда команды на загрузку и настройку драйверов включаются в состав файлов, автоматически читаемых при загрузке компьютера.

В операционных системах Windows, операционная система берет на себя все функции по установке драйверов устройств и передаче им управления от приложений. Во многих случаях операционная система даже не нуждается в драйверах, полученных от разработчика устройства, а использует драйверы из собственной базы данных.

Операционная система анализирует требования устройств о выделении им ресурсов и гибко реагирует на них, исключая захват одних и тех же ресурсов разными устройствами. Такой принцип динамического распределения ресурсов операционной системой получил название plug-and-play, а устройства, удовлетворяющие этому принципу, называются самоустанавливающимися.

Лекция 22 Операционная система WINDOWS

22.1 История развития графической системной среды

22.2 Характеристика операционной системы Windows

22.3 Объектная ориентация Windows

22.4 Программные средства Windows

22.5 Управляющая программа Total Commander

22.1 История развития ОС Windows

В 1975 году Пол Ален и Билл Гейтс создали компанию – MicroSoft. Свой первый год новая компания, в которой работало три человека, закончила с оборотом $16 005.

Первая операционная система, созданная Microsoft, называлась не MS – DOS, a Xenix OS (это была операционная система семейства UNIX), которая была анонсирована 25 августа 1980 года.

I BM попросила Microsoft разработать для нового компьютера IBM: Basic, Fortran, Cobol. и еще операционную систему. ОС должна была содержать около 30 тысяч строк кода. Основой для создания MS-DOS стала 16-разрядная операционная система SCP-DOS.

Октябрь 1981. PC-DOS 1.0 поставляется вместе с новым компьютером IBM PC. Вскоре после этого корпорация Microsoft выпускает MS-DOS и выдает лицензии на MS-DOS всем желающим.

Январь 1983. Компания Apple выпускает один из первых микрокомпьютеров с графическим пользовательским интерфейсом Lisa. Отличительными чертами Lisa и Mac стало WIMP -интерфейс (wimp – занудный; WIMP - windows, icons, mice, pointers – окна, пиктограммы, мышь, указатели), а также папки и длинные имена файлов – эти компоненты начали появляться в Windows, начиная с версии 2.0. Некоторые из них были полностью реализованы лишь в Windows 95.

Март 1983. В MS-DOS 2.0 внесены существенные изменения, появились функции работы с жесткими дисками и более крупными программами, инсталлируемые драйверы устройств и новая, UNIX –подобная, иерархическая файловая система. По-прежнему используются текстовый интерфейс.

10 ноября 1983. Впервые Microsoft Windows была представлена как графическое расширение для MS-DOS, но Windows (1.0) не была выпущена до августа 1985 года. Windows 1.х базировалась на MS-DOS 2.0, и из-за ограничения аппаратных средств и ограничения программного обеспечения MS-DOS 2.0 успеха не достигла.

Октябрь 1987 вышла в свет и получила признание версия Windows 2.0. Для нее был разработан табличный процессор Microsoft Excel и ряд текстовых процессоров, в том числе Word 1.0.

Май 1990 вышла в свет Windows 3.0. Она имела полноценный графический интерфейс и поддерживала режим многозадачности. Появился Диспетчер программ (Program Manager), который позволил перейти на управление компьютером с помощью мыши.

Но, Windows 3.x оставалась графической надстройкой над MS DOS.

Август 1993 вышла Windows NT (NT —англ. N ew T echnology) — это 32-разрядная ОС со встроенной сетевой поддержкой и развитыми многопользовательскими средствами и файловой системой NTFS. Она предоставляет пользователям истинную многозадачность, многопроцессорную поддержку, секретность, защиту данных и многое другое.

24 августа 1995 вышла Windows 95 первая графическая ОС для компьютерной платформы IBM PC. Файловая система – FAT 32. Благодаря значительно усовершенствованному интерфейсу наконец-то ликвидировано отставание от платформы Mac и компьютеры Mac оказываются окончательно оттесненными в узкую нишу рынка. Достоинства Windows 95 были весьма значительны, что и послужило началом ее триумфального шествия в компьютерном мире.

25 июня 1998, выпущена Windows 98, отличается от Windows 95 тем, что в ней ОС объединена с браузером Internet Explorer посредством интерфейса, выполненного в виде Web -браузера, улучшена совместимость с новыми аппаратными средствами компьютера, расширен комплект стандартных программ, до этого поставлявшихся отдельно.

Windows 95 и Windows 98 очень близки по выполняемым функциям и предоставляют пользователю для работы почти одинаковые интерфейсы.

17 февраля 2000, вышла Windows 2000,— операционная система нового поколения для делового использования на самых разнообразных компьютерах — от портативных до серверов. ОС Windows 2000 является дальнейшим развитием линии ОС Windows NT с файловой системой NTFS. Система имеет привычный интерфейс ОС семейства Windows.

14 сентября 2000 вышла Windows Millennium Edition (ME)

Систему напичкали улучшенными средствами мультимедиа, играми, была реализована более удобная обработка цифровых изображений, цифрового и аналогового видео, цифровой музыки...

Windows ME оказалась самой неудачной ОС из всех, когда-либо, выпущенных Microsoft, имела "низкую стабильность" и "обилие ненужных и недоработанных функций".

25 октября 2001, вышла ОС Windows XP — это попытка объединить две «линии» — Windows 9x и NT. Это полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью. В ее основе лежат те же принципы, на которых базировались все NT.

Архитектура этой ОС обеспечивает более надежную, чем в ОС Windows 98, защиту приложения от повреждения друг другом и самой операционной системой.

Эта ОС имеет более удобный интерфейс пользователя и более последовательную реализацию принципа Plug and Play при ее установке и настройке в сравнении с ОС Windows 2000 и Windows 98.

24 апреля 2003 вышла Windows Server 2003, это серверная система, основанная на принципах повышенной надежности, масштабируемости и управляемости.

Это многозадачная операционная система, способная централизовано или распределено управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей.

Ноябрь 2006 выпуск Windows Vista («WinVI») — следующая версия ОС семейства Windows, продолжающая линейку Windows NT.

"Сердцем" новой Vista является интерфейс Windows Aero – полностью переработанный пользовательский интерфейс с полупрозрачными окнами в стиле "молочного стекла". В Windows Vista используется файловая система NTFS. Ранее планировалось выпустить Windows Vista с поддержкой новейшей файловой системой WinFS.

Microsoft Windows Server 2008 (кодовое имя «Longhorn Server») — новая версия серверной операционной системы. Эта версия замена Windows Server 2003 как представитель операционных систем поколения Vista (NT 6.x).

22 октября 2009 вышла Windows 7, многие специалисты отметили, что по многим параметрам она превосходит Vista и Windows XP.

Windows 7 поддерживает то же программное и аппаратное обеспечение, что и Vista. Она более эффективно использует ресурсы аппаратного обеспечения компьютера. Windows 7 требует меньше оперативной памяти, и вполне приемлемо работает с объемом RAM в 1 Гб. Система более эффективно работает с многоядерными процессорами, и с системами в которых несколько процессоров. Кроме того, она лучше оптимизирована для использования в новой эре 64-битных архитектур. Windows 7 менее закрыта и более интуитивно понятна, организована и более настраиваемая, она получила такую совершенную систему безопасности, которая снимает необходимость устанавливать сторонний антивирус. Также в Windows 7 появилась поддержка сенсорных экранов.

Новые возможность упрощают подключение Windows 7 к сети.

26 октября 2012 вышла Windows 8

Операционная система Windows 8 получила полностью переработанный «плиточный» интерфейс Metro, задачей которого было привести мобильные устройства с сенсорным экраном и компьютеры к схожему пользовательскому опыту. Для удобства работы с ПК без сенсорного экрана в систему был встроен и «классический» рабочий стол. Кнопку «Пуск» убрали, заменив ее «активным углом», нажатие на который открывало стартовый экран с «плитками». Плитки на стартовом экране можно перемещать и группировать, давать группам имена и изменять размер плиток.

Windows 8 — это типичный продукт своего времени. Здесь есть магазин приложений с интерфейсом Metro, поддержка единой учетной записи Microsoft для синхронизации разных устройств между собой, интеграция облачного сервиса OneDrive и социальных сетей Facebook и Twitter.

Сегодня подавляющая часть компьютеров все еще работает под Windows XP и Windows 7, и многие еще не успели (или на захотели в силу своего консерватизма) попробовать на вкус «плиточную» Windows 8.

30 сентября 2014 вышла Windows 10.

Компания Microsoft была вынуждена признать, что ее попытки сделать интерфейс Metro основным пришлись не по вкусу консервативным пользователям ПК, и ей не оставалось ничего, кроме как вернуть кнопку «Пуск». Также система получит несколько рабочих столов, возможность запуска Metro -приложений в оконном режиме, а также центр уведомлений.

22.2 Характеристика операционной системы Windows

ОС Windows создана на базе объектно-ориентированной методологии программирования, ее основные понятия: объект, его свойства и действия, которые объект может выполнять в зависимости от запроса.

Основными характеристиками Windows являются:

- 32 или 64-разрядная архитектура;

- многозадачность и многопоточность,

- графический пользовательский интерфейс;

- подключение новых периферийных устройств по технологии Plug and Play;

- использование виртуальной памяти;

- совместимость с ранее созданным программным обеспечением;

- наличие коммуникационных программных средств;

- наличие средств мультимедиа.

Разрядная архитектура

Windows 95 – была первая 32-разрядная операционная система для компьютеров IBM PC (возможность использования 32 разрядов при адресации и передаче данных по адресным шинам и шинам данных).

В среде Windows 16-разрядные программы также функционируют, но не задействуют все ресурсы системы.