История развития графической системной среды Windows

До появления ОС Windows любая ОС требовала от пользователя знания языка команд по управлению компьютером. С Windows появился удобный графический интерфейс с достаточно простыми правилами работы. Отпала необходимость заучивать команды и правила работы с ними. Первые версии этого продукта не стали популярны, оставаясь невостребованными с 1985 по 1990г. Среда Windows изменила компьютерный мир в следующую пятилетку, пройдя путь от графической оболочки MS-DOS в первых версиях до полноценной ОС в версиях Windows 95, 98.

К работе над графической средой для компьютера IBM PC компания Microsoft приступила в 1981 году сразу после выпуска ОС MS-DOS 1.0. Первый этап работы завершился к апрелю 1983г. выпуском программы Interface Manager. Однако данная программа не была принята пользователями. После доработки, в июне 1985 г. этот проект увидел свет под названием Windows 1.0. Но так же не был принят. В октябре 1987г. вышла в свет Windows 2.0. За полгода был продан первый миллион этой программы. Для Windows 2.0 был разработан табличный процессор Microsoft Excel и ряд текстовых процессоров (Word 1.0). Версия Windows для компьютеров с процессором 80286 предоставила возможность использовать расширенную память, а в версии Windows для 80386 впервые реализована многозадачность.

В мае 1990г. появилась версия Windows 3.0 – графическая оболочка MS-DOS. Сразу стала очень популярна. Появился новый способ управления компьютером с помощью мыши.

Надежность работы Windows 3.0 была невысокой. Этот недостаток устранили в версии Windows 3.1, выпущенной в апреле 1992 года. Миллион копий был продан за 50 дней. Ещё и сегодня многие IBM-совместимые компьютеры работают в этой среде. Начиная с этой версии, появилась возможность работы с виртуальной памятью. В 1993г. объем продаж программного обеспечения для Windows превысил показатель для MS-DOS, но Windows до сих пор оставалась лишь надстройкой DOSа, наследуя все ее недостатки и ограничения.

Дальнейшее развитие Windows связано с организацией работы в сетях (использовались на фирмах, небольших компаниях).

В сентябре 1995г. появилась Windows 95 – первая графическая ОС. При ее эксплуатации были обнаружены недостатки (ненадежность работы), которые устранены в модификации OSR 2. С Windows 95 выпустили и Windows NT, предназначавшуюся для работы в локальных сетях и на мощных рабочих станциях.

ОС Windows 98, выпущенная летом 1998г. была более ориентирована на будущее. В ней расширен комплект стандартных программ, усилены коммуникационные возможности. Интерфейсы Windows 95 и 98 почти одинаковые. В Windows 98 улучшена работа с Интернетом, с FAT, используется большее дисковое пространство, лучше защищена работа с оперативной памятью, более надежная защита ядра ОС, более стабильная работа с внешними устройствами и т.д. В отличие от Windows 95, Windows 98 является многопользовательской и многозадачной.

Фирма IBM выпускает операционную систему OS/2, частично совместимую со средой Windows, но по некоторым параметрам превосходит ее.

Дата добавления: 2016-02-13 ; просмотров: 872 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Графическая операционная среда WINDOWS

Согласно фактам из истории корпорации Microsoft, самая первая версия (1.0) графической операционной среды Windows появилась на экранах компьютерных мониторов в ноябре 1985 года. Сегодня уже почти никто не помнит, как она выглядела, тем более в России, где в 1985 году количество IBM-совместимых персональных компьютеров можно было пересчитать по пальцам. Единственное место на земле, где эта «антикварная» система еще существует – музей корпорации Microsoft в небольшом американском городе Редмонд.

Вскоре после выхода первой версии программисты Microsoft начали совершенствовать данную версию Windows:

В 1992 году появилась версия Windows 3.1, затем –3.11, Windows_95, Windows_98, WINDOWS NT 4, WINDOWS 2000, WINDOWS XP – самая популярная на сегодняшний день среди рядовых пользователей.

Каждая последующая версия исправляла некоторые ошибки предыдущей версии и добавляла новые интересные компоненты.

Что же такое WINDOWS?

Операционная система Windows– это программа, обеспечивающая удобную среду, в которой вы будете работать. Она обеспечивает большее количество новых возможностей, лучшую производительность, более полную совместимость, чем любая предшествующая операционная система.

Основная идея, заложенная в основу оболочки Windows – естественность представления информации. Информация должна представляться в той форме, которая обеспечивает наиболее эффективное усвоение этой информации человеком.

Наиболее важными отличительными чертами Windows являются следующие:

· Windows – замкнутая среда. Практически все 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 завершению операции. Стандартизированы наборы операций и структура меню для сервисных и прикладных программ. Стандартны операции, выполняемые с помощью мыши для всех сервисных и прикладных программ.

· Windows – графическая оболочка. От пользователя не требуется ввода директив с клавиатуры в виде текстовых строк. С помощью мыши выбирается пиктограмма (объект) или кнопка.

· Windows обеспечивает независимый запуск и параллельное выполнение нескольких программ. Каждая из выполняемых программ имеет свое собственное окно. Переключение между выполняемыми программами производится с помощью мыши либо с помощью клавиш — Alt и Tab..

· Windows – интегрированная программа. Под управлением оболочки могут работать не только специальные программы, разработанные для эксплуатации в среде Windows, но и программы, работающие в среде DOS.

Фоновая часть экрана называется Рабочим столом. На рабочем столе располагаются Значки, соответствующие различным приложениям или документам, Панель задач, на которой расположена кнопка Пуск и кнопки запущенных приложений.

Если запущенных приложений на Панели задач становится слишком много, то кнопки объединяются. Например, кнопки отдельных сообщений электронной почты автоматически объединяются в одну кнопку электронной почты, либо кнопки текстовых файлов. При нажатии этой кнопки отображается удобное меню для выбора конкретного сообщения.

По умолчанию Панель задач появляется в самой нижней части экрана, но можно расположить панель задач на любом краю экрана, перетащив ее на новое место с помощью мыши.

Переключение между активными приложениями происходит с помощью щелчка по кнопке с названием приложения, находящейся на панели задач, либо с помощью клавиш — Alt и Tab.

Некоторые Значки, называемые ярлыками, снабжены в левом нижнем углу изображением маленькой изогнутой стрелки.

Ярлык объекта есть не что иное, как путь к объекту, который хранится где-нибудь в другом месте. Их добавление и удаление не влияет на сами программы и файлы. Ярлык объекта не является сам объектом, а представляет собой объект, на который он ссылается. Когда осуществляется двойной щелчок на ярлыке, Windows_95 использует информацию, которая хранится в файле связи, чтобы найти и открыть объект, связанный с этим ярлыком. Для чего создаются ярлыки? Ярлыки объектов позволяют сделать объект доступным из разных мест без того, чтобы иметь копию программы, документа в каталоге Windows\Рабочий стол. Можно создавать ярлыки программ, файлов документов, папок, дисков, принтеров или сетевых ресурсов.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

5.3. Операционная среда Windows

Операционная среда − это набор соответствующих интерфейсов, необходимых программам и пользователям для обращения к операционной системе с целью получения определенных сервисов. Все это есть в системе Windows, которая является графической, 32/64-разрядной, многозадачной, сетевой системой, представляющей собой комплекс программ.

В состав Windows входят операционная система (ОС) с файловой системой для организации работы с файлами и папками, а также некоторые служебные и прикладные программы.

Блок начальной загрузки (Boot record)

Чтобы можно было работать с КС, в оперативную память (ОЗУ) компьютера должна быть загружена ОС (по крайней мере, ее ядро), и только после ее загрузки (когда, например, на экране монитора появляется рабочий стол Windows) она готова обеспечить выполнение прикладной программы. В оперативную память загружается очень маленькая программа, ей передается управление, затем эта программа загружает собственно систему.

Загрузка ОС отличается от установки системы тем, что установка является начальным одноразовым действием. К концу установки ОС находится на жестком диске (в ВЗУ), готовая к загрузке в оперативную память компьютера.

Если ОС установлена, то при включении компьютера BIOS, хранящийся в ПЗУ, т.е. уже загруженный, автоматически делает самопроверку по включению питания (power-on self test – POST), чтобы удостовериться, что все компоненты компьютера работо-способны. Затем программа начальной загрузки BIOS определяет, где размещен файл начальной загрузки; BIOS считывает его первый сектор (512-байтовая область), называемый блоком начальной загрузки (boot record), копирует информацию из него в опреде-ленное место оперативной памяти и передает управление программе, содержащейся в нем. Эта программа, в свою очередь, загружает файл инициализации системы (NTLDR) из корневого каталога загрузочного диска. В файле NTLDR хранятся две части: модуль StartUp, после которого следует загрузчик ОС (osloader.exe); при загрузке NTLDR в оперативную память управление передается модулю StartUp, затем он загружает и запускает загрузчик ОС, который содержит основные функции для доступа к дискам, отформатированным в файловых системах FAT, NTFS, CDFS, ETFS или UDFS (в новейших версиях ОС).

Файл как объект файловой системы

В качестве единицы хранения данных на внешнем физическом носителе (ВЗУ) принят объект переменной длины, называемый файлом , который является поименованной областью памяти на этом носителе и представляет собой последовательность произвольного числа байтов, обладающую уникальным собственным именем. В отдельном файле хранятся данные, относящиеся к одному типу, который определяет тип файла.

Работа с файлами на компьютере производится с помощью файловой системы , которая, как правило, является функциональной частью ОС и определяет способ организации, хранения, именования данных, размещенных на внешних носителях, а также способ управления этими данными. Чтобы найти необходимый файл, пользователю должно быть известно имя файла и место его хранения на внешнем носителе.

В ОС, как правило, имя файла составляется из двух частей, разделенных точкой: слева от точки – само имя файла, после точки – часть имени, называемая расширением файла. Например, tp.exe.

Обычно в именах файлов употребляются латинские буквы и цифры. В большинстве ОС максимальная длина расширения – три символа. Кроме того, имя файла может и не иметь расширения. В ОС WINDOWS в именах файлов допускается использование русских букв; максимальная длина имени – 255 символов.

Расширение файла указывает, какого рода информация хранится в файле, и, как правило, определяет программу обработки этого файла. Например, расширение txt обычно обозначает текстовый файл (содержит текст); расширение zip – архивный файл (содержит сжатую информацию), pas

– текст программы на языке Паскаль. Исполняемые файлы, содержащие компьютерные программы, имеют расширения ехе или com . Инициализация программы происходит путем записи ее в оперативную память и перехода работы процессора к ее исполнению.

Логический диск – искусственно созданный программными средствами раздел жесткого диска, которому присваивается собственное имя ( D , E и т.д.) и обращение к которому производится как к реально существующему отдельному накопителю.

Каталог – это объект файловой системы, который пред-ставляет собой поименованную совокупность байтов на внешнем физическом носителе, содержащую информацию о каталогах и файлах, привязанных к данному каталогу.

Корневой каталог ( Root-Directory ) – каталог, прямо или кос-венно включающий в себя все прочие каталоги и файлы файловой системы (как правило, в Windows обозначается символом

Родительским каталогом называется каталог, в котором находится текущий каталог, являющийся для родительского под-каталогом; обозначается двумя точками «..». Подкаталог − это каталог, который входит в другой каталог.

Различают два состояния каталога – текущее (активное) и пас-сивное. ОС помнит текущий каталог на каждом логическом диске. Текущий ( активный ) каталог – каталог, с которым работает ОС, если ей не указать другого каталога; обозначается точкой «.». Пассивный каталог – каталог, с которым в данный момент времени нет связи.

Таким образом, любой каталог, содержащий каталоги нижнего уровня, может быть, с одной стороны, по отношению к ним родительским, а с другой стороны, подчиненным по отношению к каталогу верхнего уровня. Файл всегда привязан к какому-либо каталогу (в том числе и к корневому).

Файловая система не допускает одинаковых названий (идентификаторов) логических дисков, каталогов и файлов внутри одного каталога. Каталог расширения не имеет.

Свободное дисковое пространство, где хранятся каталоги, называется областью данных . Доступ к файлу. Доступ к файлу − это процедура уста-новления связи с памятью и

размещенным в ней файлом для записи и чтения данных. Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов, через которые проходит; это цепочка соподчиненных каталогов, которую необхо-димо пройти по иерархической структуре к каталогу, где нахо-дится искомый файл. Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается имя файла вместе с путем доступа к нему.

• исполняемые файлы. Являются программами, могут иметь расширения: . exe , . com (выполняемые программы); . bat (командные файлы); . sys (системные файлы); . drv (драйверы);

• файлы данных. Содержат пользовательскую информацию, могут иметь расширения: . dat (данные); . txt (текстовые файлы); . dbf (файлы баз данных); . pas , . c , . asm (тексты программ на языках PASCAL, С, ASSEMBLER соответственно); . bak (копия файла данных);

• каталоги ( директории или папки ) – специальные файлы. Содержат в себе списки других каталогов и файлов, расширения не имеют.

Организация файловой структуры ОС

Одним из элементов файловой системы, наряду с комплексом программных средств, реализующих управление файлами, является файловая структура , которая представляет собой совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними. Различные ОС могут поддерживать разные организации файловых структур, например, одноуровневую или многоуровневую.

Одноуровневая файловая структура – простая последовательность файлов: для поиска файла на диске достаточно указать лишь полное имя файла. Например, А:\tetris.exe.

Многоуровневая файловая структура – это древовидный (иерархический) способ организации файлов на диске. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором сохраняются файлы; файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги.

Файловые системы Windows

Файловая система FAT ( File Allocation Table ). Принцип организации FAT табличный: данные о том, в каком месте диска записан файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов ( FAT ) . Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор , размер которого составляет 512 байт. Так как размер FAT ограничен, то обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору невозможно, поэтому группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным, его размер не фиксирован и зависит от емкости диска.Область данных диска представлена в ОС как последовательность пронумерованных кластеров. Таким образом, FAT – это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска; каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT; элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла в области данных. На диске хранятся две копии FAT.

Например, операционные системы MS-DOS, Windows 95, Windows 98 реализуют 16разрядные поля в таблицах размещения файлов. Такие файловые системы называются FAT 16. В ОС Windows 98 было представлено расширение FAT 16, которое привело к FAT 32. ОС Windows 2000, Windows XP, Windows Vista поддерживают обе FAT, которые к настоящему времени уже устарели. Последнее время файловая система FAT 32 чаще применяется на съемных носителях небольшого объема.

Файловая система NTFS ( New Technology File System ) . ОС Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 созданные на базе NT, имеют собственную файловую систему NTFS, которая использует 64-битные дисковые адреса. NTFS применяется на системных дисках и для хранения файлов большого размера.

NTFS – это иерархическая файловая система (похожая на файловую систему ОС UNIX). Каждый том (дисковый раздел) NTFS содержит файлы, каталоги, битовые массивы и другие структуры данных. Основная структура данных каждого тома – это главная таблица файлов ( Master File Table – MFT ), которая является линейной последовательностью записей фиксированного размера (1 Кб). Файл в NTFS – это не просто линейная после-довательность байтов, как файлы в FAT 32, он состоит из мно-жества атрибутов, каждый из которых представлен потоком байтов. Большинство файлов имеет несколько коротких потоков (название файла и его 64битный идентификатор объекта) и один длинный (не именованный) поток данных. Каждый поток имеет имя, состоящее из имени файла, двоеточие и имени потока. Каждый поток имеет свой размер и может блокироваться независимо от всех остальных потоков.

Сравнительная характеристика NTFS и FAT 32:

1. Таблицы в NTFS устроены существенно лучше, чем в FAT 32.

2. Таблицы в NTFS устойчивей к сбоям, так как могут кор-ректно восстанавливаться, благодаря дублированию информации; уровень надежности и возможности сохранения файловой струк-туры при сбое работы NTFS обеспечивает высокую надежность работы системы.

3. В NTFS нет ограничения на размер файла. Теоретически она поддерживает работу с файлами размером около 16 Тб, а в FAT 32 максимальный размер файла – 4 Гб.

4. В NTFS имеются встроенные средства для разграничения прав доступа и предоставления

5. NTFS эффективнее при обращении к файлам больших размеров; в отличие от FAT 32, в которой производительность снижается из-за фрагментации, на NTFS фрагментация не влияет.

6. NTFS рационально использует дисковое пространство, а в FAT 32 из-за большого размера кластеров дисковое пространство при хранении большого числа маленьких файлов используется нерационально.

7. NTFS обеспечивает быстрый доступ к небольшому файлу или части файла, хотя FAT работает быстрее.

8. FAT 32 обеспечивает щадящий режим для жесткого диска, так как при считывании головка совершает меньше движений, соответ-ственно, степень механического износа будет меньше, но актуаль-ность этого свойства теряется из-за того, что FAT 32 практически не используется на жестких дисках, а конструкция флеш-накопителей и карт памяти механического износа не предполагает.

9. Для работы с файловой системой NTFS требуется значи-тельный объем оперативной памяти, поэтому ОЗУ должно быть не менее 64 Мб, а FAT 32 не предъявляет требований к объему ОЗУ.

10. Теоретический максимальный размер диска для NTFS – около 16 эксабайт, А для FAT 32 –

11. В NTFS выше возможность сжатия файла на уровне файловой системы.

Объекты Windows для пользователя

В системе Windows существует большое количество объектов, каждый из которых имеет имя, графическое обозначение (пиктограмма, иконка, значок) и свойства. Имя и графическое обозначение позволяют отличать данный объект от других. Свойства определяют характеристики объекта, его возможности и поведение. Пользователь может влиять на состояние объекта, изменяя его свойства.

Существуют логические и физические объекты Windows.

Логические объекты Windows – это объекты, которые не соответствуют ни одной из аппаратных частей КС. К основным логическим объектам относятся:

• документ (объект, содержащий любую информацию: текст, рисунок, звуки и т.д.);

• программа или приложение (объект, который служит для обработки документов);

• папка (объект, содержащий группы документов или приложений, может содержать другие папки или быть пустой);

• ярлык (объект, связанный с выполняемым приложением).