Ядро операционной системы. Служебные программы, программы интерфейса. Операционные системы Windows. Сравнительные характеристики

Ядром -- центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации, переводя команды языка приложений на язык двоичных кодов, которые понимает компьютер. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС. Описанная задача может различаться в зависимости от типа архитектуры ядра и способа её реализации.

Типы архитектур ядер операционных систем

1. Монолитное ядро - предоставляет богатый набор абстракций оборудования. Все части монолитного ядра работают в одном адресном пространстве. Это такая схема операционной системы, при которой все компоненты её ядра являются составными частями одной программы. Монолитное ядро -- старейший способ организации операционных систем.

2. Модульное ядро - современная, усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер операционных систем. В отличие от «классических» монолитных ядер, модульные ядра, как правило, не требуют полной перекомпиляции ядра при изменении состава аппаратного обеспечения компьютера.

3. Микроядро - предоставляет только элементарные функции управления процессами и минимальный набор абстракций для работы с оборудованием. Большая часть работы осуществляется с помощью специальных пользовательских процессов, называемых сервисами. Решающим критерием «микроядерности» является размещение всех или почти всех драйверов и модулей в сервисных процессах, иногда с явной невозможностью загрузки любых модулей расширения в собственно микроядро, а также разработки таких расширений.

4. Экзоядро - ядро операционной системы, предоставляющее лишь функции для взаимодействия между процессами и безопасного выделения и освобождения ресурсов.

5. Наноядро - архитектура ядра операционной системы, в рамках которой крайне упрощённое и минималистичное ядро выполняет лишь одну задачу -- обработку аппаратных прерываний, генерируемых устройствами компьютера. После обработки прерываний от аппаратуры наноядро, в свою очередь, посылает информацию о результатах обработки вышележащему программному обеспечению при помощи того же механизма прерываний.

6. Гибридное ядро - это модифицированные микроядра, позволяющие для ускорения работы запускать «несущественные» части в пространстве ядра. Имеют «гибридные» достоинства и недостатки.

Операционная система Windows имеет целый арсенал простеньких и не только встроенных программ, которыми не грех воспользоваться при отсутствии более профессиональных аналогов,

1. Диспетчер задач - служит для отображения основных показателей быстродействия компьютера. В нем отображаются сведения о программах и процессах, выполняемых на компьютере. Для выполняемых программ можно просмотреть их состояние и завершить программы, переставшие отвечать на запросы. Кроме того, если компьютер подключен к сети, можно просматривать состояние сети и параметры ее работы.

2. Проверка диска - в процессе работы ПК иногда могут возникать сбои в работе как программного обеспечения (включая операционную систему), так и аппаратуры (например, при банальном отключении электропитания). В результате могут возникать ошибки в файловой системе - это когда информация о том или ином файле или каталоге перестает соответствовать действительности.

3. Очистка диска - свободное место имеет свойство сокращаться даже на самых емких винчестерах. Поэтому следует следить за тем, чтобы свободного места всегда хватало. Отчасти эту проблему решает программа Очистка диска, которая довольно успешно справляется с заведомо ненужным содержимым вашего винчестера. Ряд программ, в частности Microsoft Internet Explorer, тратят уйму места на диске для хранения различных временных файлов. Временные файлы создаются и при установке новых программ, а также при работе уже установленных. Как правило, такие файлы записываются в специально выделенную для этого папку - TEMP, расположенную в каталоге Windows. Теоретически программа, помещающая туда файлы, должна их удалять, но практически это происходит не всегда.

4. Дефрагментация диска - еще один способ повышения производительности компьютера - это проведение дефрагментации диска. Поскольку файловая подсистема разбивает диск на кластеры, в которые укладываются файлы, то вполне резонно предположить, что по мере роста размера файла он будет занимать все больше и больше кластеров. Хорошо, если рядом есть свободное место, но часто такового не оказывается. В результате разные части файла оказываются разбросанными по всей поверхности диска. Такие файлы называют фрагментированными. Для того чтобы собирать файлы в единое целое, и предназначена программа дефрагментации.

5. Архивация диска - одним из способов защиты важной информации от утери является ее регулярная архивация, или, как это чаще называют, резервное копирование. Для этого в Windows предусмотрена специальная программа - Архивация данных.

6. Восстановление системы - утилита для восстановления утраченной информации. Ее принципиально отличие от архивации состоит в том, что она «бережет» настройки самой ОС, включая установленные драйвера устройств, профили оборудования и т.д. Для обеспечения такой функциональности Windows регулярно создает контрольные точки восстановления, начиная с первого запуска системы после ее установки на компьютер. Кроме того, создать контрольную точку можно самостоятельно при помощи того же мастера восстановления.

7. Таблица символов - Иногда возникает потребность ввести в текстовый документ какой-либо отсутствующий на самой клавиатуре символ. В таком случае пригодится специальная программа - Таблица символов. С ее помощью можно выбрать любой символ из имеющихся в шрифте. Для этого следует либо указать нужный символ и нажать Enter, либо дважды щелкнуть по нему мышкой.

8. Сведения о системе - Сведения о системе позволяют получить подробные сведения не только о каждом установленном в системе устройстве и используемых им ресурсах, но и о прикладных программах, драйверах и кодеках. Можно проинспектировать не только ваш собственный, но и удаленный компьютер, подключенный через локальную сеть. 9. Мастер переноса файлов и параметров - мастер поможет перенести файлы и параметры исходного компьютера на новый компьютер. Можно перенести параметры программ Internet Explorer и Outlook Express, параметры рабочего стола. Экрана, подключений удаленного доступа и т.п.

Интерфейс - это определенная совокупность программных средств, которые обеспечивают взаимодействие всех программ вычислительной системы. Например, когда в процессе работы переходят с одного языка программирования на другой.

Операционная система - это комплекс программ, который выполняет ряд функций. Например: выполнение других программ, распределение ресурсов, планирование, ввод-вывод данных, управление данными или взаимодействие с оператором. Общими словами, операционная система -- это первый и основной набор программ, загружающийся в компьютер. На сегодняшний момент операционная система Windows фирмы Microsoft во всех ее проявлениях бесспорно считается самой распространенной операционной системой на ПК: в мире более 150 млн. IBM PC-совместимых компьютеров, и система Windows установлена на 100 млн. из них. Наиболее распространенные операционные системы, которыми мы пользуемся в повседневной работе: Windows 3.Х, Windows 9Х, Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows7 и Windows Vista.

Windows 3.X

Операционная оболочка Windows 3.Х -- это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS, обеспечивающая большое количество возможностей и удобств для пользователей и программистов. Оболочка Windows 3.Х включает в себя множество компонентов и обеспечивает пользователям различной квалификации комфортные условия работы.

Версия 3.0 оболочки Windows (и появившаяся следом 3.1) исповедует совершенно другие принципы в части интерфейса пользователя с ЭВМ. Основная идея, заложенная в основу оболочки Windows, -- естественность представления информации. Информация должна представляться в той форме, которая обеспечивает наиболее эффективное усвоение этой информации человеком. Несмотря на простоту (и даже тривиальность) этого принципа, его реализация в интерфейсах прикладных программ персональных ЭВМ по разным причинам оставляла желать лучшего. Но эта оболочка представляет собой существенный шаг вперед по сравнению с предыдущими интерфейсами пользователя с ЭВМ. Оболочка Windows 3.1 делает новую технологию работы с компьютером, основанную на графическом интерфейсе, более естественной и ясной. Еще большую роль, чем в прошлых версиях, здесь играет мышь как основной инструмент управления компьютером.

При наличии опыта работы с Windows 3.0 освоение следующей версии 3.1 -- не потребует больших усилий, так как внешний вид и способы управления практически не отличаются. Большинство нововведений сводится к упрощению сервиса и устранению неудобств управления. Речь идет в первую очередь об увеличении скорости работы, упрощении процедуры инсталляции, усовершенствовании форматов диалоговых окон и повышении эффективности и интеллектуальности Менеджера Печати

Windows NT

Windows NT была разработана «с нуля», развивалась отдельно от других ОС семейства Windows (Windows 3.x и Windows 9x) и, в отличие от них, позиционировалась как надёжное решение для рабочих станций (Windows NT Workstation) и серверов (Windows NT Server). Разработчики Windows NT сохранили привычный интерфейс Windows и реализовали поддержку существующих файловых систем (таких ,как FAT )и различных приложений (написанных для MS - Dos, OS/2 1.x, Windows 3.x и POSIX ). Разработчики также включили в состав Windows NT средства работы с различными сетевыми средствами. Windows NT не привязана к однопроцессорной архитектуре компьютеров, а способна полностью использовать возможности, предоставляемые симметричными мультипроцессорными системами. В настоящее время Windows NT может функционировать на компьютерах с числом процессоров от 1 до 32.

Windows 95

При создании Windows 95 фирма Microsoft в полной мере реализовала объектно-ориентированный подход

Windows 95 -- гибридная 16- и 32-разрядная графическая операционная система, выпущенная 24 августа 1995 года корпорацией Microsoft. Русская версия поступила в продажу 10 ноября 1995 года.

Это первая система семейства Windows, интерфейс которой используется во всех последующих версиях Windows: именно в ней появились такие элементы графического интерфейса, как рабочий стол со значками, панель задач и меню «Пуск». Windows 95 -- результат объединения продуктов MS-DOS и Windows, которые ранее распространялись отдельно. В Windows 95 была реализована лишь часть возможностей Win32, доступных в Windows NT. Однако этого было достаточно для того, чтобы многие приложения, разработанные на основе API Win32, смогли работать как в среде Windows NT (которая позиционировалась как система для деловых применений), так и в среде Windows 95 . Это способствовало популярности Windows 95.

Windows 2000

Операционная система семейства Windows NT компании Microsoft, предназначенная для работы на компьютерах с 32-битными процессорами (с архитектурой совместимой с Intel IA-32).

WindowsXP

Это новая OC от Microsoft, начиная с которой сделана попытка объединить две, ранее существовавшие независимо, линейки W95 и NT

Windows Vista

Windows Vista -- операционная система семейства Microsoft Windows NT, линейки операционных систем, используемых на пользовательских персональных компьютерах. В стадии разработки данная операционная система имела кодовое название «Longhorn». В Windows Vista обновлена подсистема управления памятью и вводом-выводом. Новой функциональностью также является «Гибридный спящий режим» или режим «гибернации», при использовании которого содержимое оперативной памяти дополнительно записывается на HDD, но и из памяти также не удаляется. В результате если подача энергии не прекращалась, то компьютер восстанавливает свою работу пользуясь информацией из ОЗУ. Если питание компьютера выключалось, операционная система использует сохранённую на HDD копию ОЗУ и загружает информацию с неё (аналог спящего режима). Режим реализован благодаря так называемым «файлам гибернации», которые занимают объём на жёстком диске, равный объёму установленной на компьютере оперативной памяти. Возможно пользовательское удаление этих файлов с утратой функции гибернации. При этом, восстановление этих файлов без особых затруднений возможно путём вызова специальных команд из командной строки.

Windows 7

В состав Windows 7 вошли как некоторые разработки, исключённые из Windows Vista, так и новшества в интерфейсе и встроенных программах. Из состава Windows 7 были исключены игры Inkball, Ultimate Extras; приложения, имеющие аналоги в Windows Live (Почта Windows, Календарь Windows и пр.), технология Microsoft Agent, Windows Meeting Space; из меню «Пуск» исчезла возможность вернуться к классическому меню и автоматическая пристыковка браузера и клиента электронной почты.

Большинство проведенных тестов не показало значительного преимущества Windows 7 над Windows XP. Однако для операционной системы, которая намного богаче в плане возможностей и интерфейса, результаты Windows 7 были совсем не плохими. Наиболее впечатляющий отрыв от Windows XP новая операционная система показала в тестах завершения работы и в JavaScript. Возможно, многие из вас обратили внимание, что Windows 7 обошла во всех тестах Vista. Однако Vista в действительности показала свое преимущество над XP в тестах завершения работы и в SunSpider. Хотя и значительно дольше загружалась, чем XP.

При цитировании материалов в рефератах, курсовых, дипломных работах правильно указывайте источник цитирования, для удобства можете скопировать из поля ниже:

Поделиться материалом