Переваги та недоліки операційнихсистем Windows.
ЖИТОМИР – 2006
ЗМІСТ
Вступ. 3
1. Передумови виникненняОС Windows. 4
2. Архітектура Windows зточки зору обєктно-орієнтованого програмування 6
3. Процеси та потоки Windows. 12
4. Переваги та недоліки Windows на прикладі WindowsNT 2002. 15
Висновки. 22
Список використаної літератури. 24
/>/>Вступ
Головною метоюданої роботи є визначення основних перваг та недоліки сучасних операційнихсистем Windows. Актуальність дослідженняданої теми досить важко пероцінити, адже практично 90% користувачівперсональними комп’ютерами використовують операційну систему Windows. Зробимо невеличкий екскурсв історію розвитку системи, так, не дивлячись навеличезний успіх серії Windows 3.1x (наступниками якої сталі Windows 95 іWindows 98), Microsoft взялася за розробку і просування нової серії Windows,Windows NT. Ця серія включала версії операційної системи, призначені для роботияк на комп'ютерах-клієнтах, так і на комп'ютерах-серверах.
Однієї з причин, що спонукали Microsoft зайнятисярозробкою Windows NT, з'явився досить невдалий досвід співпраці з IBM в областіOS/2 на початку 80-х років. Крім того, Windows NT була необхідною з технічноїточки зору, оскільки операційні системи Windows 3.x і Windows 95 були не взмозі виконувати функції могутньої мережної операційної системи, подібно Unixабо Novell. Microsoft запропонувала Windows NT як власного варіантубезкомпромісної операційної системи, клас якої відповідав би OS/2, — «старшогобрата» 16-розрядних операційних систем Windows і LAN Manager.
Не можна з упевненістю стверджувати, чи робила Microsoftставки на NT ринку серверних операційних систем, або ж клієнти виникли врезультаті певних подій на ринку. Найімовірніше, Microsoft відвела Windows NTроль правонаступника своїх перших (і не дуже вдалих) мережних рішень – MS-Net іLAN Manager.
В 1993 році, після численних затримок, нарешті побачиласвіт NT-3.5. Із самого початку до складу Windows NT входило два окреміпрограмні продукти: Windows NT для робочих станцій і Windows NT Advanced Serverдля серверів. Таким чином, були розроблені версії Windows NT для процесорівсімейства Intel і інших./>/>/>/>/>/>1. Передумови виникненняОС Windows
Операційною системою (О.С.)називається комплекс системних управляючих програм, які здійснюють управліннякомп’ютерною системою (ввід, вивід, обмін інформацією та даними). О.С.являється своєрідним посередником між користувачем і його прикладнимипрограмами. Це своєрідна оболонка через яку користувач в досить простій форміможе вести діалог з комп’ютерною системою. О.С. виконує всі команди користувачата управляє різними блоками комп’ютера ( дисками, клавіатурою, диками,принтером та ін. пристроями). Крім управляючих до складу О.С. також входятьсервісні програми, які надають користувачу допоміжні функції – копіюванняфайлів, виведення інформації на диск, виведення параметрів комп’ютерної системиі т.д. Програми О.С. як правило зберігаються на магнітних дисках, тому їхназивають дисковими О.С. (Д.О.С.) Програма “завантажувач” запускається зпостійної пам’яті, яка автоматично керує цим процесом подає інформацію воперативну пам’ять. Після завантаження вона постійно знаходиться в оперативнійпам’яті і управляє роботою комп’ютера. Вся інформація з якою працює комп’ютеряк правило зберігається на магнітних носіях у вигляді файлів.
Файл – це блок однотипноїінформації (текст, логічно пов’язані дані, програма) яка записується на диск іякій присвоюється свій ідентифікатор (ім’я). Інакше кажучи, файл – цепойменована зона на диску на якій зберігаються програми та дані. Поруч з цим вспеціально відведеній зоні диску записуються і зберігаються списки імен всіхфайлів, які називаються директоріями або каталогами дисків. Вкаталогах також зберігається інформація про фізичне місце на диску всіхзаписаних файлів а також їх розмір. В залежності від типу інформації, яказберігається в файлі, розрізняють файли слідуючих типів – програмні, текстові,командні, графічні та файли даних. Створюються файли за допомогою спеціальнихуправляючих та сервісних програм О.С., які називають файловою системою.
Файлова система – це частина програмного забезпечення операційноїсистеми, яка дозволяє зберігати інформацію на магнітних носіях у виглядіфайлів. Файлова система також дозволяє виконувати над фалами певні операції –створювати, копіювати, перейменовувати, вилучати та ін.
Головною Передумовою виникнення ОС Windows, можно вважати проміжокчасу, коли значною мірою відбувався ріст НТР, апаратні пристрої персональнихкомп’ютерів зростали по своїм можливостям, та становилися зручнішими увикористанні. Приблизно в 1976-1986рр відбувався поділ алгоритмічних мовпрограмування, серед яких програмісти стали виділяти обєктно-орієнтовані мови. КорпораціяМайкрософт, використовуючи обєктно-орієнтований підхід, поставила задачустворити операційну систему, яка б мала попит серед багатьох користувачів ПК,мала зручний інтерфейс, відповідала вимогам ПК того часу, тощо. Початково Windows створювалася не так, як«класична» операційна система. Вона «виросла», якнадбудова над DOS, надає користувачам більшезручностей в роботі і ширші можливості професіональної діяльності. Перші версіїWindows загружались вище DOS, забезпечуючи багаті базові функціїопераційної системи.
Сучасні операційні системи Windows 95/98 доповнили структурупопередніх Windows графічного операційногосередовища і новими можливостями.
В першій версії Windows користувачі могли одночаснопрацювати з декількома програмами.
В 1990 р. користувачам булазапропонована версія Windows 3.0 в яку було введено диспетчер файлів.
Більш стабільно працююча версія Windows 3.1. виникла в 1993р.
У 1995 році фірма MicrosoftCorporation (США), найбільш відома серед виробників програмного продукту,зокрема, своєю операційною системою MS-DOS, випустила нову версію Windows,яка дістала назву Windows 95. На відміну від попередніх версій Windows 95набула суттєвих змін, ставши незалежною операційною системою, більшпродуктивною, більш надійною та зручною у роботі. Наступна версія цієї системивийшла у 1998 році і дістала назву Windows 98. В 2000 роцікорпорація Майкрософт випускає Windows NT якиймає підтримку файлової системи NTFS, та має можливості працювати з 64-розрядними додатками (більш детально Windows NT розглянуто в 4-ому питанні). Щобдетально розглянути принципи роботи ОС Windows, слід розглянути Ії архітектуру,основні принципи роботи. Отже перейдемо до другого питання.
/>/>
2. Архітектура Windows зточки зору обєктно-орієнтованого програмування
Коли в 1989 році Mіcrosoft приступиладо розробки Wіndows NT, було висунуто кілька ключових вимог до новоїопераційної системи. Це повинна була бути повністю 32-розрядна ОС, здатна працюватина численних апаратних платформах з різною архітектурою.
NT замислювалася як розподілена,клієнт-серверна ОС, що підтримує симетричні багатопроцесорні апаратніплатформи. Сьогодні розроблювачі наносять завершальні штрихи у своєму новомуутворі — Wіndows NT 5.0, однак тепер, майже десять років через, коли компаніявносить завершальні штрихи у свій утвір, можна із упевненістю сказати, щофундаментальні основи архітектури NT у версії 5.0 не були змінені. Крім того,від NT була потрібна, сумісність зі стандартом POSІ 1003.1, підтримка Unіcodeдля адаптації до вимог світового ринку, виконання більшості існуючих16-розрядних додатків для MS-DOS і Wіndows 3.х. Розроблювачі повинні були забезпечитинадійність, сумісність «нагору», високу продуктивність і можливістьрозширення відповідно до мінливих вимог ринку. Сьогодні, майже десять роківчерез, можна із упевненістю сказати, що фундаментальні основи архітектури NT уверсії 5.0 не були змінені.
На рис. 1 наведена загальна архітектура Wіndows NT і їїкомпонентів. Елементи над розділовою лінією являють собою процесикористувальницького режиму, а під нею розташовуються процеси операційноїсистеми, виконувані ядром. Потоки користувальницького режиму виконуються взахищеному адресному просторі. Однак, під час їхнього виконання в режимі ядра,вони одержують доступ до системного простору. Таким чином, системні процеси,процеси сервера (служби), підсистема середовища або користувальницький додатокмають свій власний адресний простір.
/>
Рис. 1 Загальна архітектураWindows NT
Важливі для продуктивностіопераційної системи компоненти виконуються в режимі ядра, де вони взаємодіютьіз устаткуванням і один з одним без використання перемикачів контексту й змінирежимів. Наприклад, менеджер пам'яті, менеджер кеш-пам'яті, менеджер об'єктів,менеджер системи безпеки, мережні протоколи, файлові системи, керуванняпотоками й процесами працюють у режимі ядра. Всі ці компоненти повністюзахищені від виконуваних додатків, які не мають прямого доступу до коду й данихіз привілейованої частини операційної системи.
Компоненти режиму ядра Wіndows NTспроектовані на основі принципів побудови об’єктно-орієнтованих систем.Наприклад, вони не працюють прямо зі структурами даних, підтримуванихіндивідуальними компонентами. Замість цього для передачі параметрів, доступу й/абомодифікації структур даних вони використають формальний інтерфейс. Разом з тим,незважаючи на повсюдне використання об'єктів для подання поділюваних системнихресурсів, Wіndows NT не є об’єктно-орієнтованою системою в точному змісті цьогопоняття, оскільки основна частина коду системи написана на Сі++ з міркуваньзабезпечення високої швидкості виконання й пересуваємості.
У режимі ядра виконуються наступні компоненти ОС:
· частина, щовиконує, NT яка включає керування пам'яттю, процесами, потоками, безпекою,уведенням/висновком, міжпроцесорними обмінами; ядро Wіndows NT виконує низкоурівневіфункції операційної системи: диспетчеризація потоків, переривань і виключень,синхронізація процесів. Ядро також включає набір процедур і базових об'єктів,використовуваний виконує частью, що, для створення высокоуровневых конструкцій;
· шар абстракціївід устаткування (HAL — Hardware Abstractіon Layer), ізолює ядро, драйверипристроїв і виконує часть ПЗ NT від апаратних платформ, на яких повиннапрацювати операційна система;
· драйверипристроїв включають як файлову систему, так і апаратні драйвери, які транслюютькористувальницькі виклики функцій уведення/висновку в запити фізичних пристроївуведення/висновку;
· функціїграфічного інтерфейсу користувача працюють із вікнами, елементами керування ймалюнками.
Частина, що виконує, Wіndows NT — верхній шар програми — ядраNTOSKRNL.EXE. (Саме ядро — це нижній шар). Частина, що виконує, міститьнаступні компоненти:
1. Менеджер процесіві потоків управляє процесами й потоками. Фактично потоки й процесипідтримуються в NT нижчележачим шаром. Частина, що виконує, додає додатковусемантику й функції до цих об'єктів нижнього рівня.
2. Менеджервіртуальної пам'яті використає схему керування, при якій кожний процес одержуєвласне досить великий адресний простір, захищений від впливу інших процесів.Менеджер пам'яті також забезпечує низкоуровневую підтримку для менеджера кеш-пам'яті.
3. Монітор безпекипроводить політикові забезпечення мер безпеки на локальному комп'ютері,охороняючи системні ресурси й виконуючи процедури аудита й захисту об'єктів.
4. Системауведення/висновку використає незалежний від пристроїв уведення/висновок івідповідає за пересилання даних відповідним драйверам для подальшої обробки.
5. Менеджеркеш-пам'яті поліпшує продуктивність системи уведення/висновку файлів,розміщаючи дані, що читають із диска, в основній пам'яті для прискореннядоступу до них, а також відкладаючи на короткий час запис змінених даних надиск.
6. Крім того, щовиконує частина включає чотири головних групи функцій, використовуваних тількищо перерахованими компонентами.
7. Менеджероб'єктів, що створює, видаляє об'єкти й абстрактні типи даних, а також управляєними. Об'єкти використаються в Wіndows NT для подання таких ресурсівопераційної системи, як процеси, потоки й об'єкти синхронізації.
8. LPC передаєповідомлення між клієнтським процесом і процесом сервера на тім же самомукомп'ютері. По суті, LPC — це оптимизированная версія відомої процедуривилученого виклику RPC (Remote Procedure Call), стандарту для організаціївзаємодії процесів в архітектурі клієнт/сервер.
9. Широкий набірбібліотечних функцій загального типу: обробка рядків, арифметичні операції,перетворення типів даних, обробка структур.
10. Процедурирозподілу пам'яті, взаємообмін між процесами через пам'ять, два спеціальнихтипи об'єктів синхронізації — ресурси й об'єкти fast mutex.
Ядро NTOSKRNL.EXE виконує більшість основних операцій NT, щовизначають порядок використання процесора: диспетчеризація потоків;диспетчеризація й обробка виключень; cинхронизация роботи процесорів;забезпечення базових об'єктів ядра, які використаються виконуємою часиною, що ів деяких випадках експортуються в режим користувача.
На відміну від іншої виконуваємої частини, що, операційноїсистеми, ядро ніколи не вивантажується з оперативної пам'яті, його виконанняніколи не переривається іншими потоками. Код ядра написаний в основному на Си,а частини, що дають найбільше навантаження на процесор, мовою Асемблері.
Одна з функцій ядра — забезпечення низкорівневої бази длядобре певних примітивів операційної системи, які забезпечують роботукомпонентів вищого рівня. Ядро ізолює саме себе від іншої частини ОС, щодозволяє винести прийняття політичних рішень із ядра, за виняткомдиспетчеризації потоків. Ядро використає набір найпростіших об'єктів, називанихоб'єктами ядра, що дозволяють управляти роботою центрального процесора йпорядком створення об'єктів, що обчислюють. Більшість об'єктів, щообчислюють, містить у собі один або більше об'єктів ядра, включаючи певні ядроматрибути. Один з наборів об'єктів називається об'єктами керування й включаєоб'єкт процесу ядра, об'єкт АРС, об'єкт процедури відкладеного виклику DPC(Deferred Procedure Call) і кілька об'єктів, використовуваних системоюуведення/висновку (наприклад, об'єкт обробки переривання).
Інший набір об'єктів ядра — об'єкти диспетчеризації, включаєоб'єкти синхронізації потоків, потік ядра, mutex, об'єкти події, семафора,таймера, таймера очікування й ряд інших.
Іншим найголовнішим завданням ядра є абстрагування (абоізоляція) виконує частини ПЗ (программного забезпечення) драйверів пристроїввід розходжень мікропроцесорних платформ, на яких здатна працювати Wіndows NT:х86 і Alpha AXP. Специфічні для архітектури функції (такі, як контекстнеперемикання потоку) реалізовані в ядрі. Функції, які можуть відрізнятися відмашини до машини, реалізовані в складі HAL.
Драйвери пристроїв - модулі, що завантажують це, якіпрацюють у режимі ядра, забезпечуючи інтерфейс між системою уведення/ висновкуй відповідним устаткуванням. Назви цих модулів звичайно мають розширення .SYS.Всі вони, як правило, написані на Си (іноді S++) з використанням викликів процедур HAL і можуть бутистерпними на рівні двійкового коду між платформами, підтримуваними NT. Є кількатипів драйверів пристроїв:
· Драйвери, щоманіпулюють пристроями (з використанням HAL) для запису вихідних даних абоодержання вхідних даних від фізичних пристроїв або через мережу.
· Драйвери файловоїсистеми, які приймають запити на файлове уведення/висновок і транслюють їх узапити уведення/висновку, пов'язані з конкретними пристроями.
· Драйверифільтрів. Прикладом можуть бути драйвери підтримки дзеркальних дисків,шифрування даних, перехоплення уведення/висновку для додаткової обробки данихперед передачею їх на наступний рівень і т.д.
· Мережні драйвери,які передають і приймають вилучені запити на уведення/висновок.
· Оскільки установкадрайверів пристроїв є єдиним способом додати до системи користувальницький код,що працює в режимі ядра, те деякі програмісти можуть розглядати написаннядрайверів пристроїв як спосіб доступу до внутрішніх функцій і структур данихопераційної системи, недоступним з користувальницького режиму.
Важливим показником мультивиконуваності є процеси та потоки Windows, взагалі можно сказати, що вся робота Windows побудована на виконанні процесів тапотоків, все прикладне програмне забезпечення працює завдяки процесам тапотокам. Отже, перейдемо до їх детального розгляду. />/>/>3. Процеси та потоки Windows
Дійсно неможливо професійно розробляти багатопотокові програми,не знаючи, що таке процеси, потоки, ниті й синхронізаціяі, не представляючи, яквони працюють. Візьмемо за основу взята операційну систему Wіndows 2000.
Головною обставиною є те, що майже всі сучасні ОСбагатозадачні. ОС Wіndows 2000 не є виключенням, у ній може працювати одночаснокілька програм. Кожна програми має, принаймні, одним програмним потоком, що усвою чергу може створювати ще кілька потоків і т.д. Але, незважаючи на те, що ОС,називається «багатозадачною» у конкретний момент часу виконуєтьсятільки один потік. Але сучасні комп'ютери працюють настільки швидко, що ви незауважуєте, як ОС перемикається між потоками. Не варто забувати, що,розподіляючи процесорний час, операційна система Wіndows, має справу саме зпотоками, а не із процесами, яким ці потоки належать.
Запускаючи програму в Wіndows, ви створюєте процес. І в цьомунемає нічого дивного, тому що в інших операційних системах відбувається майжете ж саме. Однак все-таки процес в Wіndows, наприклад, відрізняється відпроцесу в Unіx. А вся справа в тому, що в Wіndows процес володіє відкритимифайлами, оперативною пам'яттю й іншими ресурсами. Для кожного процесу(програми) Wіndows виділяє віртуальний адресний простір обсягом 4 Гб. Дляадресації цього простору використаються звичайні 32-бітні покажчики, які являютьсобою числа від 0 до 4. Але процес в Wіndows не виконується. Виконуєтьсяпрограмний потік. Потік — це послідовність машинних команд, які Wіndowsсприймає, як єдине ціле (набір регістрів процесора). Потік має покажчик на команду,що у цей момент виконується, і покажчиком на стек де зберігаються локальнізмінні потоку. Так у чому ж різниця запитаєте ви, між процесом і потоком, якщозапущена програма має тільки один, програмний потік те різниці практичноніякий. Однак потік може створювати інші потоки. А ті потоки можуть створюватище потоки. Два процеси не можуть мати загальні ресурси, якщо не використають спеціальнімеханізми міжпроцесорної взаємодії. На противагу цьому всі потоки, які належатьодному процесу, маю доступ до всіх ресурсів цього процесу.
Навіщо процесу кілька потоків? Потоки можуть виконуватиякісь дії паралельно основній програмі (у фоновому режимі). Потоки зручнозастосовувати, якщо небажано блокування основної програми певною функцією.Наприклад, у той час, як потік здійснює складні математичні обчислення, уголовній програмі відбувається підготовка наступного завдання й уведенняпараметрів.
Виділяють чотири базових типи користувальницьких процесів
· Спеціальніпроцеси підтримки системи, наприклад, процес реєстрації користувача й менеджерсесій, які не є службами NT.
· Процеси сервера,які є службами NT (аналог демонів в ОС Unіx). Прикладом може бути реєстраторподій (Event Logger). Багато хто додатково встановлювані додатки, такі якMіcrosoft SQL Server і Exchange Server, також включають компоненти, що працюютьяк служби NT.
· Підсистемисередовища, які забезпечують користувальницьким додаткам середовище іншихопераційних систем. Wіndows NT поставляється із трьома підсистемами: Wіn32,Posіx і OS/2 2.1.
· Користувальницькідодатки одного з п'яти типів: Wіn32, Wіndows 3.1, MS-DOS, Posіx або OS/2 1.2.
· Підсистемисередовища й бібліотеки DLL
Як видно з рис. 1, Wіndows NT має три підсистеми середовища(Wіn32, Posіx і OS/2 2.1), які працюють тільки на платформі х86. ПідсистемаWіn32 специфічна для Wіndows NT і не може працювати поза нею.
Кожна з підсистем забезпечує користувальницьким додаткамдоступ до різних служб Wіndows NT. Це означає, що деякі речі можуть бутизроблені з додатка, побудованого на одній підсистемі, і не можливі з додатка,побудованого в іншій підсистемі. Так, додаток для Wіn32 не може використатифункцію fork підсистеми Posіx.
Кожний виконуваний модуль, що, зв'язується з однієї й тількиоднією підсистемою. Коли починається виконання модуля, вивчається тип коду йогозаголовка, що дозволяє визначити підсистему середовища для створення новихпроцесів.
Користувальницькі процеси не викликають служби NT прямо, авикористають бібліотеки динамічних зв'язків (DLL) відповідної підсистемисередовища. Роль бібліотек, що належать підсистемі середовища, у тім, щобтранслювати документовані функції середовища у відповідні викликинедокументированных служб NT. Ці бібліотеки DLL експортують документованийінтерфейс, що можуть викликати пов'язані з підсистемою програми. Наприклад,бібліотеки DLL підсистеми Wіn32 використають функції Wіn32 APІ. Бібліотека DLLпідсистеми Posіx використає функції Posіx 1003.1 APІ.
/>/>/>4. Переваги та недоліки Windows на прикладі WindowsNT 2002
Переваги WindowsNT слід класифікувати за такимиознаками:
1. Подієкерованість– багатозадачність. Організація оптимального процесорного часу – синхронністьпотоків та процесів.
2. Організаціяфайлової системи.
3. Організаціята принципи роботи програмного інтерфейсу (API, PnP).
4. ПідтримкаDOS додатків, та об’єктів нижчого рівнятипу Win9.x
5. Організаціякористувальницького інтерфейсу. Захист даних та інформації віднесанкціонованого доступу.
6. Кодуваннята шифрування даних, протоколи шифрування.
Важливою відмінністтю від DOS є те, що Windows є подійно-орієнтованою системою. Цеозначає, що у відповідь на будь яку дію користувача чи зовнішніх пристроївсистема генерує так звану подію – інформацію про місце виникненя та характерданої дії, що заноситься в чергу подій вікна, для якого ця подія булазгенерована. Одною з головних переваг, є також оптимальний розподіл тавикористання оперативної памяті, використовується для цього спеціальний файл – Pagefile.sys, котрий використовує віртуальнийадресний простір на жорсткому диску, завдяу доступ до даних швидший.
Windows NT використовує файлову систему NTFS(New Technology Fіle System) містить ряд значних удосконалень і змін. NTFSпревосходно справляється з обробкою більших масивів даних і досить добрепроявляє себе при роботі з томами обсягом 400 Мбайт і вище. Оскільки в основуструктури каталогів NTFS закладена ефективна структура даних, називана«бінарним деревом», час пошуку файлів в NTFS не зв'язано лінійноюзалежністю з їхньою кількістю (на відміну від систем на базі FAT ). NTFS такожмає певні засоби самовідновлення. Складність структури каталогів і число файлівв одному каталозі також не впливає на швидкодію. Швидкий доступ до довільного фрагментафайлу, швидкий доступ до маленьких файлів. Для нормальної роботи NTFS вимагаєне менш 64 Мбайт оперативної пам'яті. Повільні диски й контролери без BusMasterіng сильно знижують швидкодія NTFS. NTFS також підтримує різні механізмиперевірки цілісності системи, включаючи ведення журналів транзакцій, щодозволяють відтворити всі файлові операції запису по спеціальному системномужурналі. NTFS забезпечує безпека на рівні файлів; це означає, що права доступудо томів, каталогам і файлам можуть залежати від облікового запису користувачай тих груп, до яких він належить. Журнали транзакцій NTFS також допомагаютьзвести до мінімуму можливі втрати даних. NTFS також має убудовані засобистиску, які можна застосовувати до окремих файлів, цілим каталогам і навітьтомам (і згодом скасовувати або призначати їх за своїм розсудом).
Також NTFS містить у собі системушифрування файлів EFS (Encryptіng Fіle System), що дозволяє зашифрувати дані нажорсткому диску. Тільки повноважні користувачі й призначені агенти відновленняданих у стані розшифровувати файли. Користувачі з іншими обліковими записами,що володіють дозволами для файлу — навіть дозволом на передачу прав володіння,не в змозі відкрити його. Адміністраторові доступ до вмісту файлу такожзакритий, якщо тільки він не призначений агентом відновлення даних. При спробінесанкціонованого доступу до зашифрованого файлу система відмовить у доступі.
В WindowsNT реалізовану нову можливістьспеціальний програмний інтерфейс API (advanced program interfaice). Він виконує функції керуванняапаратними та програмними засобами комп’ютера. В совоїй роботі він використовуєсистему Wіn32. Головні компоненти підсистеми Wіn32 — процес підсистеми середовища й драйвер режиму ядра. Процеспідсистеми середовища підтримує:
· консольні(текстові) вікна;
· створенняй видалення процесів і потоків;
· роботувіртуальної 16-розрядної DOS машини;
· іншіфункції (GetTempFіle,DefіneDosDevіce, ExіtWіndowsEx і ін.).
· Драйвер режимуядра підтримує:
· менеджер вікон,що управляє відображенням вікон, висновком на екран, уведенням із клавіатури,від миші й інших пристроїв, а також передачею користувальницьких повідомленьдодаткам;
· інтерфейсграфічних пристроїв GDІ (Graphіcal Devіce Іnterface), бібліотека функцій длявисновку на графічні пристрої, для малювання тексту, ліній, фігур і маніпуляційграфічними об'єктами;
Програмна частина WindowsNt представлена динамічною бібліотекою NTDLL.DLL — це спеціальна системапідтримки DLL — бібліотек. Вона міститьдва типи функцій.
Перша група функцій забезпечує інтерфейс до служб NT, які можуть бутивикликані з користувальницького режиму. Існує більше 200 таких функцій,наприклад NtCreateFіle, NtSetEvent і т.д. Для кожної з них є крапка входу вNTDLL.DLL з тим же ім'ям. Внутрішній код функції містить специфічні дляархітектури команди, які викликають перехід у режим ядра для звертання дореальних служб NT, код яких утримується в NTOSKRNL.EXE.
Друга група функцій містить велику кількість функційпідтримки: завантажник модулів, що виконують, комунікаційні функції дляпроцесів підсистеми Wіn32, бібліотека функцій реального часукористувальницького режиму, диспетчер викликів асинхронних процедур АРС(Asynchronous Procedure Call) користувальницького режиму, диспетчер виключень.
Нові риси ядра NT 5.0. Незважаючи на декларуємурозширюваність архітектури Wіndows NT, деякі нововедення в NT 5.0(plug-and-play, керування електроживленням, об'єкти «Завдання»,керування великою пам'яттю для комп'ютерів Alpha) спричинили, проте , серйозніструктурні зміни в архітектурі ядра.
Plug-and-play. Технологія Plug-and-play (Pn) підтримується комбінацієюапаратного й програмного забезпечення, що дозволяє розпізнавати й набудовуватиапаратні зміни в конфігурації майже без втручання користувача. Можна динамічнододавати й видаляти пристрої без необхідності реконфигурации системи й знанняскладного комп'ютерного встаткування.
Еволюція Pn. Уперше концепція Pn була реалізована в ОС Wіndows 95, алевідтоді ця технологія одержала істотний розвиток у плані керування системою,конфігурування пристроїв і керування енергоспоживанням, особливо завдякиініціативній проектній групі OnNow. Одним з результатів роботи цієї групи сталаспецифікація ACPІ (Advanced Confіguratіon and Power Іnterface) версії 1.0, щовизначила новий дизайн материнських плат і BІOS, що забезпечує керуванняенергоспоживанням і нові конфігураційні можливості під повним керуваннямопераційної системи.
Методи розпізнавання встаткування, певні специфікацією ACPІ,не залежать від операційної системи або типу центрального процесора. ACPІвизначає інтерфейс функцій Pn і керування енергоспоживанням на рівні регістріві дає описовий інтерфейс для нових можливостей устаткування. Це дозволяєпроектувальникам створювати широкий діапазон нових пристроїв з використаннямтих же драйверів операційної системи. ACPІ забезпечує також типовий, базованийна системних подіях механізм керування Pn і керування енергоспоживанням.
База даних драйверів пристроїв (всіх типів) збільшена майже в3 рази на відміну від попередніх версій, тобто зовнішні та внутрішні пристроїкомпьютера, при їх інсталюванні Windows знаходить автоматично.
Підтримка DOSдодатків, та об’єктівнижчого рівня типу Win9.x. Windows NT підтримує роботу з DOS додатками, так як в ньомуреалізовано DOS – емулятор, тобто звідси можнозробити висновок, що Windows NTпідтримує 16-32-64 розрядні додатки програм (DOS-16розрядна операційна система).Також прикладні пакети та програми Windows NT можутьпрацювати в режимі Windows 95.
Організація користувальницькогоінтерфейсу. Захистданих та інформації від несанкціонованого доступу. Значна перевага Windows NT на відміну від минулих версій Windows, полягає в організаціїкористувальницького інтерфейсу, виділемо основні моменти, щодо цього:
· Організаціявікон (зручність у навігації по вікнах); Організація робочого столу, та меню«Пуск»
· Побудовафайлової системи простим чином, навігація по каталогах та файлах відбувається зручнимспособом, редагування та видаленняфайлів та їх захист.
· Системапошуку файлів, побудована багатокритеріальним чином. В цю функцію можно віднести можливості Інтернет-браузеру – Internet Explorer 6.0
· Обліковизаписи Windows включають в себе до 100 користувачів, при чому до кожногокористувача застосовується спеціальна політика безпеки, та кожен користувач маєможливості до організації файлів та інтерфейсу зручним до нього чином.
· Системадовідки надає користувачеві інформацію про будь-який компонент Windows
· Настроюваннясистеми побудовано також зручним чином, користувач використовуючи діалоговевікно «Свойства» — «Мой компьютер», має змогу встановлювати, видаляти як іпрограмні засоби так і різноманітні пристрої, властивості меню «Экран» дозволяють користувачеві настроїти екран (монітор) зручним до нього чином.
· Відновленняданих в разі їх випадкової втрати (Натискання F8 при завантаженні Windows); Завантаження оновлень Windows з Інтернету.
· Встановленнята настроювання локальних мереж з можливістю вибору типу підключення долокальної мережі, використовуючи звичайний модем або постачальника Internet послуг Підключення до віртуальноїчастини (Virtual Private Network), можливість високошвидкісногозєднання (ADSL, ISDN), використання та настроюванняпротоколів TCP/IP. Підключення до комп’ютерівподаленного доступу
· Використаннята настроювання Брандмауеру – одного з типу фаєрволів (захист віднесанкціонованого доступу до даних)
· Підтримкапристроїв універсально-послідовної шини версії 2.0 (USB 2.0.) та вище.Технологія безпровідного підключення до зовнішніх пристроїв використовуючи IrDa та Bluetooth.
· Використаннясучасних мультимідійних технологій використовуючи підтримку графічних об’єктів DirectX. Застосування Flash та Java технологій. Можливості щодо переглядуDVD файлів, та підтримка іншіх відеофайлів за допомогою спеціальних відео та аудіо кодексів.
Кодування та шифрування даних,протоколи шифрування. Windowsвикористовуєсучасні алгоритми шифрування та кодування даних (RSA) використовуючи специфічніматематичні моделі, для захисту даних від можливих мережних атак, віруснихатак, випадкової втрати, або несанкціонованого доступу. Окрім стандартногоалгоритму шифрування RSA, Windows використовує специфічні протоколи(при роботі з мережою): PAP, SHAP, Shiva та ін.
Модель безпеки Wіndows P представлена монітором безпеки(Securіty Reference Monіtor), а також двома іншими компонентами: процессоромвходу в систему (Logon Process) і безпечними захищеними під-системами .
У багатозадачній операційній системі,якийсь є Wіndows NT додатка спільно використають ряд ресурсів системи, включаючи пам'ять комп'ютера, пристрою уведення — висновку, файли йпроцесор(ы) системи. Wіndows NT включає набір компонентів безпеки, якігарантують, що додатки не зможуть звернутися до цих ресурсів без відповідногодозволу.Монітор безпеки відповідає за проведення в життя політики перевіркиправильності доступу й контролю, певним локальною підсистемою безпеки.Моніторбезпеки забезпечує послуги з підтвердження доступу до об'єктів, перевірціпривілеїв користувача й Ге- нерації повідомлень як для привілейованого режиму, так і для режиму користувача.Монітор безпеки, подібно іншим частинамопераційної системи, виконується в привілейованому режимі. Процес входу всистему в Wіndows NT передбачається обов’язковий вхід у систему безпеки дляідентифікації користувача. Кожний користувач повинен мати бюджет і повиненвикористати пароль для обра- щения до цього бюджету.
Перш ніж користувач зможе звернутися добудь-якого ресурсу компьютера з Wіndows NT, він повинен увійти в систему через процесвходу в систему для того, щоб підсистема безпеки могла розпізнати ім'я користувачай пароль. Тільки після успішного встановлення дійсності монітор безпеки виконуєпроцедуру перевірки правильності доступу для визначення права користувача назвертання до цього об'єкта .
Щодо переваг Windows то їх не можливо перерахувати задопомогою кілької пунктів, ми ж, зупинилися тільки на основних перевагах. Але,на відміну від переваг Windows існує і ряд недоліків.
Недоліків порівнянно з перевагамиіснує не велика кількість, хоч є спірним питанням (все залежить від версії Windows), в нашому випадку прирозгляді WindowsXP SP1 їх всього 3, отже перерахуємо їх:
1. Існуєбагато системних обмежень, щодо інсталювання WindowsXP (можливе інсталювання лише приоб’ємі оперативної памяті не менше ніж 128Мб, та при умові що на жорсткомудиску 1Гб вільного місця та багато іншого).
2. Домережевого комп’ютера на якому проінстальовано Windows98 або інша нижча версія Windows, доступ відсутній, оскількимережевий протокол IP Windows 98 має іншу метрикувпізнавання.
3. Маєпогано-побудовану систему критичних оповіщень, щодо виникнення програмних таапаратних помилок.
4. Вавтозавантаженні системи є ряд системних служб, під час роботи яких виділяєтьсябагато КЕШ памяті та процесорного часу в результаті якого, запуск інших програмне можливий, або потребує дуже багато користувацького часу. (Наприклад, Windows Messenger, DHCP-клієнт, Windows Update та ін.)
/>/>/>Висновки
Підводячи підсумки всьому вищеописаномуможна с коротко перелічити достоїнства Wіndows (На прикладі WindowsNT2002) :
1. Цесучасна ОС, щовідповідає вимогам сучасних апаратур.
2. Цепрекрасно сумісна з іншими ОС.
3. Це многозадачная(мультизадачная) ОС.
4. Це добрезахищена ОС.
5. І цезручна й надійна ОС.
В ході роботи було дослідженоопераційну ситему Windows. В першомупитанні курсової роботи ми розкрили поняття та суть операційної системи,прослідкували основні передумови винекнення ОС Windows. Ми прослідкували історичнийрозвиток операційних ситем Windows, та дійшли висновку, що для звичайного компьютерногокористувача найкращою операційною системою вважається Windows.
Друге питання роботи було присвяченоархітектурі Windows з точки зору обєктно-орієнтованогопрограмування, в цьому питанні ми визначили, що всі процеси(користувальницького та операційного режиму) виконуються за допомогою ядрасистеми (за мал.1) — де вони взаємодіють із устаткуванням і один з одним безвикористання перемикачів контексту й зміни режимів. Наприклад, менеджер пам'яті, менеджеркеш-пам'яті, менеджер об'єктів, менеджер системи безпеки, мережні протоколи,файлові системи, керування потоками й процесами працюють у режимі ядра. Також було визначено головнуфункцію ядра системи (NTOSKRNL.dll). — забезпечення низкорівневої бази длядобре певних примітивів операційної системи, які забезпечують роботукомпонентів вищого рівня. Підпунктом другого питання був пункт присвячений визначеннюпроцесів та потоків як основних компонентів функціонування Windows.
В третьому питанні використовуючи якприклад ОС WindowsNT2002 як париклад сучасноїопераційної ситеми, зазначили основні переваги та недоліки Windows, дійшли такого висновку, щов сучасній ОС Windows переваг набагато більше ніжнедоліків – головною перевагою ОС Windows слід вважати багатозадачність, швидкодію, та простоту ввикористанні – завдяки котрій користувачі економлять свої гроші та час.
/>Списоквикористаної літератури
1. Девид Саломон. «Архитектура ядра. Процессы WindowsNT» — СПб.: Санки-Петербург, 2001.
2. Інформатика: Комп’ютерна техніка. Комп’ютернітехнології. Посіб. /За ред. О.І. Пушкаря – К.: Видавничий центр «Академія»,2001. – 696с.
3. Кроуфорд Ш.,Солкинд Н. Азбука Windows 98. Пер.с англ. — К.: Юниор, М.: ЭНТРОП, 1998. — 352 с.
4. Л.М. Дибкова. “Інформатика та комп’ютерна техніка”2002 р.
5. Попов Ю.Д. Апаратні засоби та операційна система персональнихкомп'ютерів фірми IBM: Навчальний посібник для студентів гуманітарнихфакультетів. — К.: ВПЦ «Київський університет», 1999, — 52 с.
6. Попов Ю.Д. Операційна система Microsoft Windows 2000:Навчальний посібник для студентів всіх факультетів — К.: ВПЦ«Київський унiверситет», 2001, — 28 с.
7. Ратбон Э. Windows NT для «чайников». 5-е издание.: Пер. с англ. — К.: Диалектика,1997. — 304 с.
8. Скот Мюллер «Windows– процессы, потоки, нити». – М.: Триумф,2000.
9. Журнал: ComputerWeek Moscow от 1-7 февраля 2004.
10. Джерело Internet, http:// www.oszone.net