Главная › Услуги › Особенности операционной системы виндовс. Лекция: Операционная система Windows, основные особенности. Установка нескольких систем и использование виртуальных машин

Особенности операционной системы виндовс. Лекция: Операционная система Windows, основные особенности. Установка нескольких систем и использование виртуальных машин

Лекция 2. Операционная система Windows 3

Особенности операционных систем Windows 3

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности 3

Технология Plug-and-Play 4

Графический пользовательский интерфейс 5

Концепция Windows XP 5

Пользовательский интерфейс Windows XP 7

Основные элементы экранного интерфейса 7

Меню Пуск 10

Панель задач 15

Ярлыки для программ, файлов и папок 19

Запуск программ 20

Начало и завершение работы Windows XP 20

Окна в системе Windows 22

Окно приложения и окно документа 22

Диалоговое окно 23

Управление окнами 24

Дополнительные возможности Windows XP 26

Работа с компакт-дисками 26

Работа с цифровыми фотографиями 28

Справочная система Windows XP 29

Поисковая система Windows XP 31

Встроенные приложения Windows XP 34

Программа Калькулятор 35

Графический редактор Paint 37

Текстовые редакторы Блокнот и WordPad 39

Проигрыватель Windows Media 40

Создание слайд-фильма с помощью Windows Movie Maker 43

Особенности операционных систем Windows

Операционные системы семейства Windows, начиная с версии Windows 95, имеют общие особенности, ключевыми из которых являются:

простота в работе, достигаемая использованием графического интерфейса, технологии поддержки самонастраивающейся аппаратуры Plug-and-Play, встроенной сетевой поддержки, усовершенствованной обучающей и справочной системы, допустимостью применения длинных имен файлов и др.;

повышенная производительность, обусловленная такими свойствами Windows, как вытесняющая многозадачность и многопоточность, повышенная устойчивость к сбоям, ускоренная печать, наличие высокоэффективных мультимедийных компонентов и т.д.;

совместимость с существующими приложениями MS-DOS и предыдущих версий Windows, поддержка любого оборудования и драйверов устройств, сетевая совместимость с другими сетевыми операционными системами (далее – ОС).

Рассмотрим основные принципы и технологии Windows более подробно.

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности

ОС Windows обеспечивает возможность выполнения одновременно нескольких задач. Каждая из разных по содержанию задач решается практически одновременно в своем окне (отсюда и происхождение самого названия windows – «окна»). Информация о вызванных программах в виде значков отображается на Панели задач . Однако, несмотря на производимое впечатление, в действительности обычные компьютеры (с одним центральным процессором) не могут выполнять большое количество разных приложений в один и тот же момент времени. Как правило, компьютеры одновременно работают с одной задачей. Правда при этом отдельные операции могут выполняться с очень большой скоростью. Таким образом, операционная система может очень быстро переключаться с одного приложения на другое, и у пользователя создается впечатление одновременной работы приложений.

Самые первые версии Windows (например, Windows 3.11) требовали от каждого приложения «добровольной» передачи контроля над центральным процессором в различные моменты выполнения задачи, что позволяло операционной системе передавать управление другой запущенной программе. Такой режим работы называется режимом кооперативной многозадачности . При этом каждое приложение могло захватить столько процессорного времени, сколько считало нужным, и часто то или иное приложение «не желало» делиться ресурсами центрального процессора, т.е. операционная система не могла «навести порядок».

Современные версии Windows поддерживают режим вытесняющей многозадачности , который более совершенен. Он основан на приоритетах . Приоритет - это величина, отражающая важность приложения.

Каждое приложение имеет некоторый приоритет. Операционная система выделяет выполняющемуся приложению процессорное время в соответствии с текущими приоритетами. Операционной системе не приходится ждать, пока приложение или какая-нибудь операция в нем не откажется от контроля за ресурсами центрального процессора, для того чтобы передать управление другой, более приоритетной программе. Говорят, что более приоритетное приложение вытесняет менее приоритетное. Это позволяет избегать так называемых зависаний системы.

В Windows для повышения эффективности системы используется также принцип многопоточности .

Многопоточность - это особый механизм, предусмотренный для 32-разрядных приложений, позволяющий создавать и выполнять несколько потоков в одном приложении. Поток ( thread) - часть программы, которой может быть выделено процессорное время и доля ресурсов наряду с другими частями программы для одновременного выполнения. Например, текстовый редактор, состоящий из нескольких потоков, способен существенно увеличить скорость обработки отдельных операций и упростить работу пользователя: один поток может управлять вводом текста с клавиатуры и отображением его на экране дисплея, другой одновременно выполнять какую-то фоновую операцию, например, проверку орфографии, а третий распечатывать документ на принтере.

Распределение времени между активными приложениями в Windows осуществляет ядро операционной системы, а поддержка вытесняющей многозадачности обеспечивает плавное переключение между одновременно выполняемыми приложениями и не позволяет одному приложению занять все системные ресурсы.

Принципы организации операционной системы.

Понятие об операционной системе Windows.

Операционная система (ОС) – это главная программа ПК. Она позволяет запускать программы, организует их работу, распределяет между ними память, организует обращение к диску, позволяет нам работать с принтером, клавиатурой, мышью…

ОС персональных ПК делятся на многозадачные (Windows, OS/2, Mac OS, Unix и др. ) и однозадачные (MS-DOS, DR-DOS и др.).

Однозадачные – это вчерашний день компьютерных технологий. В них может в один момент работать ровно одна программа.

Многозадачные же позволяют параллельно работать с несколькими программами – количество этих программ зависит только от мощности системы, пока хватит памяти, можно запускать программы еще и еще…

Самая распространенная многозадачная ОС – Microsoft Windows. Из других ОС для ПК можно отметить набирающую популярность ОС Linux (Линукс) из семейства Unix, а также можно отметить системы BeOS (Биос) и OS/2 фирмы IBM. На ПК Макинтош – применяют систему MacOS.

Обычно ОС храниться на жестком диске. Системный диск – это диск, где хранятся основные модули операционной системы и сервисные программы, расширяющие ее возможности. При включении компьютера ОС автоматически осуществляет загрузку своих программ с системного диска в оперативную память и передает им управление.

Microsoft Windows – это многозадачная 32-разрядная сетевая операционная система c графическим интерфейсом и расширенными системными возможностями. Разработано два семейства ОС Windows.

Windows 95/98/Me – мощная настольная ОС, оптимизированная для использования мультимедиа-приложений.

Windows NT/2000 – мощная универсальная сетевая ОС для бизнес-вычислений. Существует в двух основных исполнениях:

сервер – серверная ОС, оптимизированная для применения в качестве сервера файлов, печати и приложений;
рабочая станция – настольная ОС, оптимизированная для использования в качестве высокопроизводительного защищенного сетевого клиента и корпоративной ОС.

Все ОС семейства Microsoft Windows имеют следующие общие свойства:

имеют единый графический интерфейс пользователя Windows 95 ;
поддерживают многозадачные и многопоточные вычисления;
имеют встроенную поддержку мультимедиа .
поддерживают различные аппаратные платформы: Intel-совместимые, на основе RISC-процессоров и на базе процессоров PowerPC;
поддерживают файловую систему FAT.

Кроме этого, Windows NT/2000 имеют дополнительные свойства:

Защита . Windows NT/2000 имеет более надежную защиту файлов папок, принтеров и других ресурсов компьютера на уровне пользователя, в то время как Windows 95/98/Me обеспечивает защиту только на уровне ресурса.
Надежность . Каждое приложение в Windows NT/2000 работает в собственном адресном пространстве. Приложения, аварийно завершившие работу, не влияют на другие приложения или ОС в целом. Свойства архитектуры Windows NT/2000 защищают ОС некорректно работающих приложений.

Особенности ОС Windows.

Стандартизация интерфейса пользователя (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением)Графический интерфейс пользователя в Windows основан на идее оконного интерфейса, принятого так же и в ряде других современных ОС (например, UNIX). Каждая программа имеет собственное окно, в котором и происходит обмен сообщений с пользователем. Для наглядности в Windows широко применяются иконки (пиктограммы), изображающие отдельные программы;

оптимальное управление оперативной памятью большого объема;

возможность без проблем подключать новые внешние устройства (plug and play) Операционная система может программным путем определить назначение такого устройства, выяснить, какие варианты его настройки возможны, и выбран, наиболее подходящий из них;

интеграция функций программ (возможность использовать в конкретной программе объекты, созданные средствами другой программы). Возможен обмен данными между приложениями, что позволяет, например, информацию созданную в электронной таблице, перенести в текстовый документ через буфер обмена. ТехнологияOLE;

многозадачность (возможность одновременно выполнять несколько приложений и легко переключаться с одной программы на другую). Многозадачный режим работы позволяет запускать одновременно несколько приложений, например, текстовый процессор, базу данных, игру и переключаться между ними;

Микроядерная архитектура.

Современная тенденция в разработке операционных систем это перенесение значительной части системного кода на уровень пользователя и одновременной минимизации ядра. Речь идет о подходе к построению ядра, называемом микроядерной архитектурой (microkernel architecture) операционной системы, когда большинство ее составляющих являются самостоятельными программами. В этом случае взаимодействие между ними обеспечивает специальный модуль ядра, называемый микроядром. Микроядро работает в привилегированном режиме и обеспечивает взаимодействие между программами, планирование использования процессора, первичную обработку прерываний, операции ввода-вывода и базовое управление памятью.

Рис. 1.4 Микроядерная архитектура операционной системы

Остальные компоненты системы взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений через микроядро.

Основное достоинство микроядерной архитектуры высокая степень модульности ядра операционной системы. Это существенно упрощает добавление в него новых компонент. В микроядерной операционной системе можно, не прерывая ее работы, загружать и выгружать новые драйверы, файловые системы и т. д. Существенно упрощается процесс отладки компонент ядра, так как новая версия драйвера может загружаться без перезапуска всей операционной системы. Компоненты ядра операционной системы ничем принципиально не отличаются от пользовательских программ, поэтому для их отладки можно применять обычные средства. В то же время, микроядерная архитектура операционной системы вносит дополнительные накладные расходы, связанные с передачей сообщений, что существенно влияет на производительность. Для того чтобы микроядерная операционная система по скорости не уступала операционным системам на базе монолитного ядра, требуется очень аккуратно проектировать разбиение системы на компоненты, стараясь минимизировать взаимодействие между ними. Таким образом, основная сложность при создании микроядерных операционных систем необходимость очень аккуратного проектирования.

Объектно-ориентированный подход

Хотя технология микроядер и заложила основы модульных систем, способных развиваться регулярным образом, она не смогла в полной мере обеспечить возможности расширения систем. В настоящее время этой цели в наибольшей степени соответствует объектно-ориентированный подход, при котором каждый программный компонент является функционально изолированным от других.

Основным понятием этого подхода является "объект". Объект - это единица программ и данных, взаимодействующая с другими объектам посредством приема и передачи сообщений. Объект может быть представлением как некоторых конкретных вещей - прикладной программы или документа, так и некоторых абстракций - процесса, события.

Программы (функции) объекта определяют перечень действий, которые могут быть выполнены над данными этого объекта. Объект-клиент может обратиться к другому объекту, послав сообщение с запросом на выполнение какой-либо функции объекта-сервера.

Объекты могут описывать сущности, которые они представляют, с разной степенью детализации. Для обеспечения преемственности при переходе к более детальному описанию разработчикам предлагается механизм наследования свойств уже существующих объектов, то есть механизм, позволяющий порождать более конкретные объекты из более общих. Например, при наличии объекта "текстовый документ" разработчик может легко создать объект "текстовый документ в формате Word 6.0", добавив соответствующее свойство к базовому объекту. Механизм наследования позволяет создать иерархию объектов, в которой каждый объект более низкого уровня приобретает все свойства своего предка.

Внутренняя структура данных объекта скрыта от наблюдения. Нельзя произвольно изменять данные объекта. Для того, чтобы получить данные из объекта или поместить данные в объект, необходимо вызывать соответствующие объектные функции. Это изолирует объект от того кода, который использует его. Разработчик может обращаться к функциям других объектов, или строить новые объекты путем наследования свойств других объектов, ничего не зная о том, как они сконструированы. Это свойство называется инкапсуляцией.

Таким образом, объект предстает для внешнего мира в виде "черного ящика" с хорошо определенным интерфейсом. С точки зрения разработчика, использующего объект, пока внешняя реакция объекта остается без изменений, не имеют значения никакие изменения во внутренней реализации. Это дает возможность легко заменять одну реализацию объекта другой, например, в случае смены аппаратных средств; при этом сложное программное окружение, в котором находятся заменяемые объекты, не потребует никаких изменений.

С другой стороны, способность объектов представать в виде "черного ящика" позволяет упаковывать в них и представлять в виде объектов уже существующие приложения, ничего в них не изменяя.

Использование объектно-ориентированного подхода особенно эффективно при создании активно развивающегося программного обеспечения, например, при разработке приложений, предназначенных для выполнения на разных аппаратных платформах.

Полностью объектно-ориентированные операционные системы очень привлекательны для системных программистов, так как, используя объекты системного уровня, программисты смогут залезать вглубь операционных систем для приспособления их к своим нуждам, не нарушая целостность системы.

Но особенно большие перспективы имеет этот подход в реализации распределенных вычислительных сред. В то время, как сейчас разные пакеты, работающие в данный момент в сети, представляют собой статически связанные наборы программ, в будущем, с использованием объектно-ориентированного подхода, они могут превратиться в единую совокупность динамически связываемых объектов, где каждый объект оперативно устанавливает и разрывает связи с другими объектами для выполнения актуальных в данный момент задач. Приложения, созданные для такой сетевой среды, основанной на объектах, могут выполняться, динамически обращаясь к множеству объектов, независимо от их местонахождения в сети и независимо от их операционной среды.

Поскольку любое объектно-ориентированное приложение представляет собой набор объектов, разработчику желательно иметь стандартные средства для управления объектами и организации их взаимодействия. При использовании и разработке объектно-ориентированных приложений в неоднородных распределенных средах, нужны также средства, упрощающие доступ к объектам сети. При возникновении запроса к какому-либо объекту распределенной среды, независимо от того, находится требуемый объект на том же компьютере или на одном из удаленных, прозрачным образом должен быть выполнен поиск объекта, передача ему сообщения, и возврат ответа. Для обеспечения прозрачного обнаружения объектов, все они должны быть снабжены ссылками, хранящимися в каталогах. Отсюда вытекает очень сложная проблема организации службы каталогов, позволяющей программистам именовать и искать объекты в сети, которая, вообще говоря, может быть разбросана по всему миру.

Однако, несмотря на упомянутые сложности и проблемы, объектно-ориентированный подход является одной из самых перспективных тенденций в конструировании программного обеспечения.

Средства OLE

Для пользователей Windows объектно-ориентированный подход проявляется при работе с программами, использующими технологию OLE фирмы Microsoft. В первой версии OLE, которая дебютировала в Windows 3.1, пользователи могли вставлять объекты в документы-клиенты. Такие объекты устанавливали ссылку на данные (в случае связывания) или содержали данные (в случае внедрения) в формате, распознаваемом программой-сервером. Для запуска программы-сервера пользователи делали двойной щелчок на объекте, посредством чего передавали данные серверу для редактирования. OLE 2.0, доступная в настоящее время в качестве расширения Windows 3.1, переопределяет документ-клиент как контейнер. Когда пользователь щелкает дважды над объектом OLE 2.0, вставленным в документ-контейнер, он активизируется в том же самом месте. Представим, например, что контейнером является документ Microsoft Word 6.0, а вставленный объект представляет собой набор ячеек в формате Excel 5.0. Когда вы щелкнете дважды над объектом электронной таблицы, меню и управляющие элементы Word как по волшебству поменяются на меню Excel. В результате, пока объект электронной таблицы находится в фокусе, текстовый процессор становится электронной таблицей.

Инфраструктура, требуемая для обеспечения столь сложных взаимодействий объектов, настолько обширна, что Microsoft называет OLE 2.0 "1/3 операционной системы". Хранение объектов, например, использует docfile, который в действительности является миниатюрной файловой системой, содержащейся внутри обычного файла MS-DOS. Docfile имеет свои собственные внутренние механизмы для семантики подкаталогов, блокировок и транзакций (т.е. фиксации-отката).

Наиболее заметный недостаток OLE - отсутствие сетевой поддержки, и это будет иметь наивысший приоритет при разработке будущих версий OLE. Следующая основная итерация OLE появится в распределенной, объектной версии Windows, называемой Cairo (Каир), ожидаемой в 1995 году.

Принципы организации операционной системы.

Понятие об операционной системе Windows.

ОС персональных ПК делятся на многозадачные (Windows, OS/2, Mac OS, Unix и др. ) и однозадачные (MS-DOS, DR-DOS и др.).

Windows 95/98/Me – мощная настольная ОС, оптимизированная для использования мультимедиа-приложений.

Windows NT/2000 – мощная универсальная сетевая ОС для бизнес-вычислений. Существует в двух основных исполнениях:

сервер – серверная ОС, оптимизированная для применения в качестве сервера файлов, печати и приложений;
рабочая станция – настольная ОС, оптимизированная для использования в качестве высокопроизводительного защищенного сетевого клиента и корпоративной ОС.

Все ОС семейства Microsoft Windows имеют следующие общие свойства:

имеют единый графический интерфейс пользователя Windows 95 ;
поддерживают многозадачные и многопоточные вычисления;
имеют встроенную поддержку мультимедиа .
поддерживают различные аппаратные платформы: Intel-совместимые, на основе RISC-процессоров и на базе процессоров PowerPC;
поддерживают файловую систему FAT.

Кроме этого, Windows NT/2000 имеют дополнительные свойства:

Защита . Windows NT/2000 имеет более надежную защиту файлов папок, принтеров и других ресурсов компьютера на уровне пользователя, в то время как Windows 95/98/Me обеспечивает защиту только на уровне ресурса.
Надежность . Каждое приложение в Windows NT/2000 работает в собственном адресном пространстве. Приложения, аварийно завершившие работу, не влияют на другие приложения или ОС в целом. Свойства архитектуры Windows NT/2000 защищают ОС некорректно работающих приложений.

«Основы программирования в Lazarus» - Имя объекта. Координаты измеряются в пикселях. Функция. По умолчанию левый верхний угол имеет координаты (0,0). Аргументы функции. Математические функции. Классы. Основы программирования в Lazarus. Тип данных. Вывод результатов вычислений на экран. Данные, с которыми работает программа, хранятся в оперативной памяти.

«Компьютерные системы» - Обзор программно-аппаратного обеспечения ПК. Программы архивирования данных. Системное программное обеспечение. Кнопка Пуск. Выход в Интернет. Смартфон и коммуникатор. Кнопки приложений. Программное обеспечение ПК. Диктофон. Игры. Звуковой проигрыватель. Дистанционное управление. Пиктограммы. Миникомпью?тер.

«Характеристика принтеров» - Периферийные устройства. Высокое быстродействие. Характеристики струйных принтеров. Низкая цена печати одной страницы. Требовательность к качеству бумаги. Количество цветов. Дорогие расходные материалы. Главный недостаток матричных принтеров. Характеристики матричных принтеров. Классификация принтеров по способу печати.

«Единицы измерения информации» - Кодирование - представление символов одного алфавита символами другого. Свойства информации. Простейший алфавит, достаточный для кодирования любого алфавита. Двоичный алфавит состоит из двух знаков 0 и 1. Операции. Единицы измерения информации. Алфавит – конечный набор знаков, из которых конструируются сообщения на данном языке.

«Электронная почта» - Названия. Заполнение анкеты. Для управления почтовыми рассылками используются менеджеры почтовых рассылок. Работа с почтой. Почтовые рассылки. Электронная почта. Спам. Примеры программ управления рассылками: mailman, sympa, majordomo. Регистрация. Электро?нная по?чта (англ. email). Электронная почта.

«Типы структур» - Вес вершин. Различают три основных типа структурных моделей данных: табличные, иерархические, сетевые. Сетевой тип. Составляющие графа. Граф. Структурная модель –представление информационной знаковой системы в виде структуры. Граф изображает совместимость. Граф показывает связь. Иерархический тип. Вес отображает на графе свойства компонента или связей.

Всего в теме 30 презентаций