Курсовая работа: Основное программное обеспечение персональных компьютеров

При включении PC вначале выполняются программы BIOS. После тестирования и др. действий процедура POST (из модуля BIOS) осуществляет поиск и загрузку блока начальной загрузки. Блок начальной загрузки производит поиск в корневом каталоге системной дискеты (диска) файлов IO.sys и MSDOS.sys (эти файлы должны быть первыми и именно в таком порядке), загрузку файла IO.sys и передает ему управление. IO.sys загружает и настраивает MSDOS.sys, определяет состояние подключенных устройств, инициализирует подключенные устройства, загружает необходимые драйверы устройств, передает управление MSDOS.sys. MSDOS.sys инициализирует (настраивает) свои внутренние рабочие таблицы, загружает драйверы, указанные в файле config.sys, загружает командный процессор (файл COMMAND.com). Командный процессор “выполняет” команды, указанные в файле autoexec.bat, выдает на экран Монитора системную подсказку (prompt) MS DOS и ожидает команд пользователя.

1.2. Windows [2]

1.2.1. История создания и этапы разви­тия Windows

На сегодняшний момент операционная система Windows фирмы Microsoft во всех ее проявлениях бесспорно считается самой распространенной опера­ционной системой на ПК.

В те времена, когда работа над Windows только начи­налась, считалось, что будущее принадлежит интег­рированным средам. Фирма VisiCorp - создатель пер­вой электронной таблицы VisiCalc, занималась созда­нием пакета Vision, работавшего в текстовом режиме с возможностью управления манипулятором «мышь». Пакет предназначался для объединения нескольких приложений одной многооконной оболочкой. Фирма Quarterdesk в то время разрабатывала пакет DESQ, который впоследствии стал основой для ее многоза­дачной среды DESQView.

Позиция фирмы Microsoft была иной. Microsoft поста­вила себе задачу по созданию платформы для разра­ботчиков. Предполагалось обеспечить разработчиков встроенными функциями для реализации пользова­тельского интерфейса и его компонентов - окон, меню, панелей диалога, которые могли бы управ­ляться с помощью клавиатуры или мыши.

Когда работа над средой Windows только начиналась, в распоряжении Microsoft был компьютер с процес­сором 8088 и максимальным объемом памяти 640 Кбайт. Предполагалось, что пользователи этой среды имеют порядка 256 Кб памяти, а жесткий диск им не доступен из-за высокой цены. Наилучшим графиче­ским адаптером в те времена был CGA с разрешением 320 на 200 при работе с четырьмя цветами. Адаптер Hercules обеспечивавший разрешение 720 на 348 в монохромном режиме был тогда новинкой. Работа графической среды в таких условиях была безумно медленной. В 1983 г стали просачиваться первые cведения о разработке Windows.

Когда фирма Microsoft созвала пресс-конференцию на выставке Comdex, проходившей в ноябре 1985 года в Лас-Вегасе, многие посчитали это событие последним шансом, особенно после того как среда Windows не была выпущена, как было обещано, в июне того же года. Пресс-конференция плавно пере­текла в презентацию нового продукта - Microsoft Windows 1.0.

По сравнению с интерфейсом Macintosh, среда Windows 1.0 выглядела, мягко говоря, «бледно». Окна на экране не перекрывались (а располагались, запол­няя экран, что называется tile), но имели кнопки для изменения размера и могли перемещаться мышью. В первой версии Windows не была реализована мета­фора «рабочей поверхности» (desktop), к тому времени уже имевшаяся в среде Мас и в графической обо­лочке GEM фирмы Digital Research. Программа управления файлами MS- DOS Executive работала в текстовом режиме.

Среда Microsoft Windows 1.0 не была требовательна к ресурсам: для ее работы было достаточно 256 Кбайт памяти и компьютера с двумя дисководами. Но как показал опрос первых пользователей, наличие жест­кого диска и 640 Кбайт памяти существенно повы­шали производительность среды. Ряд проблем был решен, когда фирма Microsoft ввела поддержку рас­ширенной памяти (LIM), стандарт которой был изна­чально разработан фирмой Lotus для работы элек­тронной таблицы 1-2-3.

Используя расширенную память, среда Windows 1.03 могла свопировать код и данные в расширенную па­мять вместо жесткого диска, но программы могли выполняться только в оперативной памяти. Для Windows 1.0 поставлялось немного прикладных про­грамм AldusPage Maker 1.0 (перенесенный с Macintosh) и графический пакет In-A-Vision фирмы Micrografx. Обе программы работали чрезвычайно медленно, даже на компьютерах класса PC AT.

Очевидно, что для того, чтобы Windows заняла лиди­рующее положение, требовались коренные измене­ния. В 1987 году произошло два значительных собы­тия: была объявлена первая версия системы управле­ния электронными таблицами Excel for Windows (почему-то версии 2.0) и новая версия среды Windows.

По сравнению с версией 1.0, версия Windows 2.0 имела ряд усовершенствований. Тогда как программа MS-DOS Executive по-прежнему работала в текстовом режиме и не было графической программы управле­ния файлами и рабочей области, появились перекры­вающиеся окна с кнопками максимизации и миними­зации. Поддержка перекрывающихся окон стала одной из причин длительных судебных процессов между фирмой Apple и фирмами Digital Research (графическая оболочка GEM) и Microsoft. Окна могли перемещаться по экрану; была реализо­вана поддержка клавиатурных эквививалентов для большинства стандартных команд и функций меню.

Годом позже среда Windows была поделена на два продукта, символизируя тем самым разделение рынка на системы с процессором 386 и без него. Версия Windows/286 была улучшенной версией Windows 2.0 с поддержкой протокола управления расширенной памятью EMS 4.0. Версия Windows/386 предостав­ляла несколько больше возможностей. Используя аппаратные преимущества процессора 80386, эта среда могла эмулировать расширенную память в до­полнительной памяти и выполнять одновременно несколько программ, работая в виртуальном 8086 режиме процессора 80386.

Но даже при наличии Windows/386, высокопроизво­дительных процессоров, значительного количества памяти и поддержке VGA-графики среде Windows не доставало большого количества прикладных про­грамм. Большинство фирм - производителей про­граммного обеспечения делали ставку на OS/2. К их числу относились Borland и Lotus. В их планы разра­ботка приложений для среды Windows в ближайшее время не входила.

Крупным шагом вперед стал выпуск в мае 1990 года версии Windows 3.0. Фирма Microsoft ввела под­держку защищенного режима процессоров 80286 и 80386, что давало прикладным программам больше памяти. Поддержка 386 расши­ренного режима была перенесена из Windows/386. Прикладным программам теперь отводилось до 16 Мбайт памяти, причем не странично организованной, как в LIM EMS, а доступной для одновременного ис­пользования. Была реализована псевдомногозадач­ность и возможность выполнения DOS-программ в окне.

Заметно улучшился пользовательский интерфейс. Программы управления файлами File Manager и Program Manager были выполнены в стиле самой среды, появилась программа конфигурации Control Panel, были добавлены пропорциональные шрифты, а также объемные интерфейсные элементы: полосы прокрутки и кнопки.

Изменения в работе дисплейных драйверов и воз­можность адресации большего объема памяти позво­лили Windows работать существенно быстрее. Нако­нец-то, и пользователи, и разработчики программных продуктов получили именно ту среду, которую они так долго ждали.

Несмотря на все улучшения, в среде Windows 3.0 были и существенные упущения: недостаток систем­ных ресурсов, что делало невозможным использова­ние имеющейся памяти, и знаменитые системные ошибки (UAE), происходившие намного чаще, чем этого можно было ожидать. Решение этих проблем привело к появлению версии Windows 3.1, которая изначально планировалась как небольшое улучшение версии 3.0. На самом деле введение поддержки мас­штабируемых шрифтов технологии TrueType и ис­правление ряда принципиальных ошибок превратило Windows 3.1 в самостоятельный проект, к которому в результате добавились значительные новшества. Так, был реализован протокол создания составных доку­ментов OLE, документирован протокол Drag-and-Drop, улучшен интерфейс с протоколом DDE (библиотека DDEML), введены панели диалога об­щего назначения (COMMDLG), в ответ на многочис­ленные запросы были открыты ранее недокументиро­ванные функции и рабочие области ядра (TOOLHELP). Одним словом, среда Windows превра­тилась в хороший инструмент для разработчиков и удобный графический интерфейс для пользователей.

В ноябре 1992 года фирма Microsoft выпустила не­сколько обновленную версию Windows - Windows forWorkgroups 3.11, первую операционную систему Windows, включающую в свой состав сетевые сред­ства. Данная система логически продолжает линию Windows и позволяет соединить в единую сеть от­дельные компьютеры по бессерверной схеме (одноранговая сеть), а также позволяет работать как сетевой клиент для сервера Windows NT. Теперь для организации сети необходимо иметь только Windows и соответствующее оборудование - сетевые карты, кабели и т.д. В Windows forWorkgroups впервые стали использоваться 32-разрядные драйверы вирту­альных устройств (VxD) и 32-разрядный доступ к же­сткому диску, что значительно повысило производи­тельность. Еще одним новшеством стало то, что Windows forWorkgroups работала только в 386-м расширенном режиме, тем самым подписывая смерт­ный приговор устаревшим 286-м процессорам.

Windows NT, выпущенная в июле 1993 года, разрабо­тана как операционная система высокого класса для компьютеров класса high-end. Она изначально разра­батывалась как сетевая операционная система для работы как в качестве сервера, так и в качестве рабо­чей станции. Windows NT это не последовательница Windows 3.х, а в корне новая операционная система, открывающая новую линию Windows. Внешне Windows NT очень сильно похожа на Windows 3.х, но ее внутренняя структура в корне отличается от Windows 3.х. Архитектура Windows NT разрабатыва­лась таким образом, чтобы система обладала макси­мальной устойчивостью и надежностью. И надо ска­зать это разработчикам удалось, Windows NT обеспе­чивает стабильность вполне сравнимую с серверами UNIX. Windows NT функционирует не только на платформе Intel, но и на RISC-процессорах: PowerPC, MIPSR4000, DECAlpha. WindowsNT может испол­нять приложения DOS, Win16, Win32, POSIX и при­ложения OS/2, не использующее графический интер­фейс. Одним из важнейших новшеств стало ис­пользование новой файловой системой NTFS, обес­печивающей высокую надежность файловой системы и практически любого восстановления сбоев, кроме того могут использоваться старая система FAT и HPFS (OS/2 Warp), которые позволяют использовать Windows NT на одном разделе жесткого диска с DOS и OS/2. Также нововведением стала поддержка сим­метричной мультипроцессорной обработки и техно­логии OpenGL, позволяющей работать с 3-хмерными объектами.

24 августа 1995 года в продажу поступила новая опе­рационная 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 реклам­ная компания, все производители программного обеспечения стали переделывать свои продукты для этой новой операционной системы, производители компьютеров и комплектующих старались получить логотип DesignedforWindows 95. Причина же, по которой Windows 95 оказалась в центре всеобщего внимания, проста: это самое важное обновление сис­темы Windows со времени появления в 1990г. Windows 3.0.

Пользователи теперь получили теперь преимущества объектно-ориентированного интерфейса, включая настоящий «рабочий стол» и пиктограммы, копирова­ние 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 ме­тафоре «рабочего стола».

Windows 95 внесла значительные улучшения в архи­тектуру Windows, в том числе истинно 32-разрядный интерфейс прикладного программирования (API), защищенные адресные пространства для ее собствен­ных 32-разрядных прикладных программ, вытесняю­щую многозадачность, разделение прикладных про­грамм 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 про­граммами и драйверами устройств. Но на практике устойчивость системы оказывается лучше, чем у Windows 3.1х.

Осенью 1996 года на прилавках магазинов появилась Windows NT 4.0. Ее новый интерфейс полностью совпадает с применяемым в Windows 95. Не все, что есть в Windows 95, имеется в NT 4.0. Наи­более заметно отсутствие поддержки для конфигурирования уст­ройств по принципу Plug & Play. Некото­рые изменения коснулись и архитектуры: было достигнуто более высокое быстродействие и снижены потребно­сти в памяти.

В 1998 году вышла в свет очередная версия ставшей к тому времени популярной Windows 95 – Windows 98. Каких-либо революционных идей и нововведений в ней не оказалось – Windows 98 скорее является более доработанной и отлаженной версией Windows 95. Из изменений, введенных разработчиками в новую Windows, можно отметить улучшенный графический интерфейс (что для профессионального пользователя особой роли, в принципе, не играет), была расширена система инструментов для работы с сетью, в основном, это связано с интеграцией в систему новой версии InternetExplorer 5.0. Также в Windows 98 был интегрирован MicrosoftPlus! и введена широкая поддержка операционной системой новой, на тот момент, шины USB. Важной особенностью Windows 98 стало использование более надежной и быстрой файловой системы FAT32, поддерживающей диска огромного размера.

1999 и 2000 года ознаменовались выходом сразу двух версий Windows. Первая, WindowsMillennium, представляла собой усовершенствованную Windows 98 (она сделала с Windows 98 примерно тоже, что та в свое время сделала с Windows 95). Вторая же, названная разработчиками Windows 2000 Professional, представляет собой попытку соединить две линии развития Windows: Windows 9x и WindowsNT. Windows 2000 представляет собой гораздо более расширенную операционную систему, чем Windows 98 (чтобы в этом убедиться достаточно подсчитать занимаемое ей место на диске – около 600MB) и находится ближе к WindowsNT, чем к Windows 98. В настоящий момент Windows 2000 Pro еще не получила большого распространения, возможно, это связано с ее более высокими требованиями к «железу» и не совсем полной совместимостью с Windows 9x.

1.2.2. Windows 95[3]

Как и любой продукт с широкими функциональными возможностями, рассчитанный на удов­летворение запросов огромного рынка, Windows 95 не лишена компромиссных решений.

С точки зрения базовой архитектуры Windows 95 - истинно 32-разрядная, многопотоковая операционная система с вытесняющей многозадачностью. 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 при­кладные программы Windows 95 используют неструктуриро­ванное 32-разрядное адресное пространство, что де­лает их потенциально более быстродействующими при обработке боль­ших массивов данных.

Наиболее важные компромиссы в архитектуре Windows 95 были порождены решением корпо­рации Microsoft сделать ее совместимой с существующими 16-разрядными прикладными программами Windows и драйверами устройств реального режима. Это по­зволяет Windows 95 работать с гораздо более широ­ким спектром существующих аппаратных и про­граммных средств, чем работают OS/2, WindowsNT, UNIX. Недостаток этого решения заключается в том, что области памяти, содержащие 16-разрядные при­кладные программы и драйвера реального режима, должны оставаться незащищенными. Недоработанная программа по-прежнему отно­сительно легко может вызвать крах всей операционной среды.

В Windows 95 каждая 32-разрядная прикладная про­грамма выполняется в собственном адрес­ном про­странстве, но все они совместно используют 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 про­странство, поэтому они столь уязвимы друг для друга, как и в среде Windows 3.1. В практи­че­ской 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 зада­ний вызы­вает переключение на соответствующую программу. Это самый интуитивно понятный способ переключения задач из всех когда-либо существо­вавших.