В 1981 году корпорация Microsoft оснастила первый персональный компьютер фирмы IBM 16-разрядной однопользовательской операционной системой реального времени с командной строкой MS-DOS 1.0. Эта ОС в дальнейшем развивалась, у нее появлялось много новых функций, но она оставалась системой командной строки. Затем фирма Microsoft решила добавить к ОС MS-DOS графический интерфейс, который был назван Windows. С 1985 по 1995 годы было выпущено несколько версий Windows, но ни одна из них не была настоящей операционной системой. Машиной и графикой управляла по-прежнему MS-DOS, а Windows исполняла роль графического интерфейса поверх MS-DOS.
В 1995 году появилась Windows 95 — первая полноценная графическая ОС семейства Windows (95/98/2000/XP/2003). Она обладала большинством особенностей монолитной операционной системы, включая виртуальную память и управление процессами. Однако Windows 95 продолжала использовать файловую систему MS-DOS.
Windows 98, появившаяся в 1998 году, все еще содержала 16-разрядную MS-DOS. Ее отличие от Windows 95 заключалось в интерфейсе пользователя, интегрировавшем в себе Internet и рабочий стол пользователя.
В 2000 году компания Microsoft выпустила WindowsME (Millennium Edition). В ней были исправлены некоторые ошибки и добавлены некоторые функции, но в общем она не отличалась от Windows 98.
К концу 1980-х годов в фирме Microsoft поняли, что построение современной 32-разрядной ОС поверх 16-разрядной системы MS-DOSбесперспективно. Поэтому начались работы над Windows NT (New Technology), предназначенной для деловых приложений, решающих ответственные задачи, а также для домашнего использования. Во главу угла при разработке новой 32-разрядной ОС были поставлены безопасность и высокая надежность. В 1993 году была выпущена первая версия Windows NT 3.1. Постепенно эта ОС стала пользоваться спросом особенно на рынке серверов.
В 1999 году компания Microsoft переименовала версию Windows NT 5.0 на Windows 2000. Это было сделано в основном в коммерческих целях, чтобы найти нейтральное имя как для пользователей Windows 98 и побудить их к переходу на новую систему, так и для пользователей Windows NT.
Windows2000 — 32-разрядная ОС с многозадачной системой и индивидуально защищенными процессами. Каждый процесс имеет свое собственное 32-разрядное адресное пространство. Сама ОС работает в режиме ядра, а процессы — в пользовательском режиме, что обеспечивает хорошую защиту ОС. Эта операционная система сохранила все полезные свойства Windows 98, технологию Plug and Play (включай и работай), простой пользовательский интерфейс, широкие возможности управления. Windows 2000 защищает основные файлы системы от перезаписи при установке драйверов, что позволяет избежать системных сбоев. Имеется специальная программа Microsoft Installer, которая помогает правильно устанавливать, настраивать, сопровождать, обновлять и удалять программы, снижая риск ошибок пользователя.
Система Windows 2000 состоит из единого двоичного кода, работающего во всех странах мира. В ней можно выбрать язык для каждого индивидуального пользователя. Это стало возможным потому, что все текстовые строки были удалены из ОС и помещены в специальные каталоги, по одному для каждого языка. Все нелатинские буквы кодируются в кодировке Unicode. Операции с папками и файлами выполняются с помощью системы окон. Для удобства работы с файлами предусмотрено мощное средство — программа Проводник. Проводник — служебная программа, интегрированная в ОС Windows и относящаяся к категории файловых менеджеров.
Основными технологическими принципами Windowsявляются:
Plug and Play(включай и работай);
OLE: Object Link and Embedding — связь и внедрение объектов;
Drag and Drop (перетащить и отпустить),
суть которых заключается в следующем. Технология Plug and Play ориентирована на автоматическое распознавание и настройку любого типа устройств компьютера. Она позволяет упростить настройку и управление оборудованием, обеспечить его работу без сбоев. Технология OLE обеспечивает размещение, внедрение или связывание с текущим документом документа любого другого приложения Windows. При этом сохраняется возможность изменять и редактировать внедренный документ или объект средствами "родного" приложения. Технологией Drag and Drop называется метод физического и логического перемещения документов, используемый для копирования или перемещения объекта или фрагмента документа в другое положение. Кроме того, методом Drag and Drop можно изменять границы абзаца и страницы документа, ширину и высоту строк таблицы, составлять пользовательские панели инструментов и выполнять многие другие операции.
Графический интерфейс Windowsразработан на основе принципа WYSIWYG (What You See Is What You Get — что видишь, то и получаешь). Этот принцип означает, что изображение документа на экране при его просмотре и редактировании и изображение документа на бумаге при его распечатке практически не отличаются.
Операционная система Windows 2000 обладает широкими возможностями индивидуальной настройки и представляет собой очень сложную систему, состоящую из более чем 29 млн. строк на языке Си, являясь на текущий момент одной из самых больших ОС в мире.
Продолжение совершенствования ОС Windowsпривело к созданию ОС Windows XP, объединившей достоинства Windows ME и Windows 2000 Pro. У нее обновлен пользовательский интерфейс, который может быть адаптирован к личным приемам работы пользователя. Одна из основных задач, поставленная разработчиками ОС, заключалась в обеспечении простоты, удобства, интуитивной очевидности пользовательского интерфейса, который спроектирован так, чтобы создать комфортные условия для пользователя и обеспечить объектно-ориентированную и документо-ориентированную работу. По сравнению с предыдущими версиями улучшилось оформление экрана: появились эффектные трехмерные интерфейсные элементы, изменилось оформление диалоговых окон, окон приложений и документов. Windows XP предоставляет удобные средства быстрого вызова программ, документов и папок с помощью меню Пуск. В ней усовершенствованы программы работы с аудио- и видеоданными, усилены коммуникативные возможности; в частности пользователи могут совместно работать с приложениями в сети. В систему встроена специальная программа (брандмауэр), обеспечивающая защиту пользователя от несанкционированного доступа из сети Internet.
Следующим программным продуктом, совершенствующим ОС серии Windows, является ОС Windows Vista. В этой ОС получили дальнейшее развитие все принципы, повышающие ее потребительские качества и привлекательность для пользователей, в частности:
a) повышен уровень безопасности пользователей по сравнению с предыдущими сериями. Windows Vista обладает широкими возможностями для ограждения пользователей от угроз последних поколений, в том числе различных вирусов и вредоносных программ;
b) усилен контроль учетных записей. Это позволяет учитывать права администратора и пользователя и совместимость приложений;
c) появился личный брандмауэр, обеспечивающий глубинную защиту данных и снижающий масштаб возможных последствий проникновения злоумышленников на компьютер. Например, службе RPC (Remote Procedure Call – процедура удаленного доступа) может быть запрещено заменять системные файлы и править реестр;
d) усилено и противодействие вредоносным программам. Windows Vista способна обнаружить и удалить множество злонамеренных приложений, обеспечивая целостность ОС и конфиденциальность данных;
e) введены усовершенствования в Internet Explorer. Windows Vista предоставляет Internet Explorer набор прав, достаточный для просмотра Web- страниц, но не позволяющий изменять пользовательские файлы или настройки. Эта особенность присуща только Windows Vista и носит название защищенного режима;
f) в состав Windows Vista ходит программа (агент), следящая за исправностью компьютеров в сети и конфигурацией доступа к серверам и пользователям. Компьютеры, не оснащенные последними обновлениями безопасности или антивирусных баз, не смогут подключиться к контролируемой ОС сети. Защита доступа к сети работает как для пользователей удаленного доступа, так и для локальных сетей (LAN);
g) Windows Vista обладает улучшенной поддержкой защиты данных на уровнях: документа, файла, папки и компьютера. Система EFS (Encrypting File System – шифрованная файловая система), позволяющая пользователям шифровать файлы и папки, была доработана так, что теперь можно хранить ключи шифрования на смарт-картах;
h) Windows Vista рассчитана на новейшие комплектующие, но в то же время работает быстрее и стабильнее Windows XP в тех же аппаратных условиях;
i) в Windows XP и более ранних версиях ОС, для восстановления после сбоя служб обычно требовалась перезагрузка компьютера. В Windows Vista большинство ошибок в работе служб незаметны для пользователя, т. к. в случае нарушения работы какой-нибудь сервисной программы ОС автоматически перезапустит ее. В случае необходимости Windows Vista проверяет зависимости программы и заново загружает весь комплекс зависимых программ, восстанавливая нормальную работу системы;
j) Windows Vista способна выполнять самодиагностику, например, содержит инструменты диагностики памяти, помогающие администраторам выявлять причины нарушения ее работы;
k) ОС Windows Vista содержит программу StR (Startup Repair Tool – восстановление при загрузке), которая при обнаружении ошибок при загрузке производит диагностику и определяет причину неполадки. Найдя проблему, вызвавшую сбой, StR пытается решить ее автоматически. Этот процесс происходит при минимальном участии пользователя или вовсе без него;
l) в ОС внесены исправления известных ошибок и расширенный инструментарий, который позволяет быстрее выявлять причину сбоев;
m) Windows Vista обеспечивает более высокую производительность и меньшее время реакции ОС по сравнению с Windows XP;
n) Windows Vista имеет специальный инструмент – WIM (Windows Imaging Format – формат образов системы Windows) – формат пофайлового копирования диска, основанный на посекторном копировании разделов. Формат WIM независим от аппаратной части, поэтому можно использовать один образ для разных конфигураций комплектующих;
o) усовершенствована система управления надстройками. Появилась программа WRP (Windows Resource Protection – защита ресурсов Windows), помогающая ОС защищать себя от нежелательного редактирования важных файлов, папок или ключей реестра, способного нарушить работоспособность отдельных приложений или компьютера в целом;
p) Windows Vista содержит четыре ключевые особенности для снижения стоимости обслуживания:
- сокращение количества неполадок;
- помощь пользователям в самостоятельном устранении неполадок;
- сокращение времени обслуживания;
- уменьшение стоимости поддержки удаленных пользователей;
q) ОС благодаря усовершенствованию пользовательского интерфейса достигает значительного повышения производительности работы каждого из пользователей;
r) в ОС появился новый пользовательский интерфейс под названием АЭРО (Authentic, Energetic, Reflective, Open – Аутентичный, Энергичный, Разумный, Открытый). Компьютеры под управлением Windows Vista создают привлекательное программное окружение, основанное на образе полупрозрачного стекла. Диалоговые окна предыдущих серий ОС Windows в Windows Vista выглядят ярче и привлекательнее;
s) в Windows Vista повышена возможность управления информацией. Это позволяет пользователям очень быстро находить документы, электронные письма и другие данные. Появился Обозреватель документов (Document Explorer), заменивший папку Мои документы в Windows XP. Вместо простого отображения ярлыков Обозреватель документов показывает их эскизы в высоком разрешении;
t) Windows Vista предоставляет единый интерфейс для подключения ко всем типам сетей. При этом ОС открывает наглядный доступ ко всем сетевым ресурсам.
Дальнейшая модернизация ОС типа Windows разрабатывается под именем Windows 7. Выпуск этой системы состоялся в 2010 год. Хронология развития программных продуктов серии Windows изображена на рис 3.6. Справочные сведения об ОС серии Windows можно найти в Интернете по адресам: https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_Microsoft_Windows, https://forum.oszone.net/thread-79669.ttml, https://www.winblog.ru/winxp/.
Каждая последующая версия системы типа Windows, сохраняя основные принципы построения пользовательского интерфейса системы Windows 95, обеспечивает больше функций для пользователя, чем предыдущая. В то же время каждая следующая версия системы предъявляет все больше требований к быстродействию компьютера, объему оперативной памяти и жесткого диска.
Рис. 6. Линейка программных продуктов серии Windows
Служебные программы
Файловые менеджеры
Это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами, такими, например, как DOS. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа "меню". Эти программы состоят из нескольких модулей, один из которых, называемый резидентным, постоянно находится в оперативной памяти компьютера и для выполнения каких-либо заданных пользователем функций загружает с диска в свободные области памяти необходимые исполнительные модули. Файловые менеджеры предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги. Первый широко известной программой-оболочкой был файловый менеджер Norton Commander. Самыми популярными сегодня в России являются файловые менеджеры Total Commander, FAR Manager и Frigate. Все программы работают под управлением: Windows 98/NT/2000/XP.
Перечень процедур управления компьютером и файловой системой с помощью этих программ весьма широк. Основными из них являются:
- выбор диска, папки и файла;
- создание новой папки и файла;
- просмотр и корректировка файлов;
- копирование, перемещение, удаление файлов и папок;
- поиск файлов и папок на дисках;
- работа с архивными файлами;
- получение информации о компьютере и оперативной памяти;
- сравнение папок на дисках;
- просмотр и корректировка атрибутов файлов;
- автоматизация загрузки обрабатывающих программ с помощью меню пользователя и специального файла расширений;
- настройка параметров задачи и их сохранение.
Программа FAR Managerможет работать как в оконном, так и в полноэкранном режиме, поддерживает длинные имена файлов, корректно работает с русскими буквами, переключается между DOS- и Windows-кодировками, окрашивает имена файлов в соответствии с их расширениями. Может определять размеры каталогов, переименовывать группы файлов, проверять орфографию при обработке текста в редакторе FAR и т. п. FAR поддерживает большинство архивных форматов, имеет развитую систему управления горячими клавишами, большой набор встроенных функций.
Total Commanderаналогичен предыдущему файловому менеджеру, имеет больше сходства с графическим интерфейсом Windows. Дополнительные функции: открывает несколько директорий в рамках одной панели, редактирует реестр, работает с сетевыми папками, позволяет просматривать содержимое носителей с использованием настраиваемых закладок. Total Commander легко настраивается, причем регулировать можно буквально все: цвета, наборы панелей, цвета для групп файлов, иконки папок и документов. Имеется поддержка практически всех известных архиваторов.
Сжатие информации
Сжатие данных, по сути, представляет собой устранение избыточной доли в информации. Все естественные языки избыточны примерно на 80%, причем показатели избыточности разных языков очень близки. Наличие избыточности допускает переход в иную систему кодирования, которая уменьшает избыточность.
Различают сжатие без потерь и сжатие с потерями. Сжатие с потерями применяется в основном для графики, звука и видео, т. е. там, где из-за больших размеров файлов степень сжатия очень важна, и можно пожертвовать деталями, несущественными для правильного восприятия сжатой информации. Особые возможности для сжатия информации имеются при компрессии видеофайлов. В ряде случаев большая часть изображения передается из кадра в кадр без изменений, что позволяет строить алгоритм сжатия на основе выборочного отслеживания только части картинки. Методы сжатия с потерями обладают и рядом недостатков. Во-первых, такое сжатие применимо не для всех случаев анализа графической информации. Во-вторых, повторная компрессия и декомпрессия приводят к эффекту накопления погрешностей.
Сжатие без потерь основано на принципе преобразования данных из одной группы символов в другую, более компактную. Наиболее применимы два алгоритма сжатия без потерь: алгоритм Хаффмана[1], алгоритм Лемпеля-Зива-Вельха[2] (LZW). Все архиваторы используют в какой-либо модификации эти два метода кодирования информации. Самым популярным архиватором является WinZip. Он же имеет самую длительную историю развития. Все архиваторы работают под управлением Windows 98/NT/2000/XP/ Windows Vista.
Программы-архиваторы позволяют создавать и такие архивы, для извлечения из которых содержащихся в них файлов не требуются какие-либо программы, т. к. сами архивные файлы могут содержать программу распаковки. Такие архивные файлы называются самораспаковывающимися.
Вышла версия архиватора WinZip – WinZip 11.1 Pro. Эта программа имеет удобный интерфейс, может автоматически распознавать типы файлов и поддерживает технологию drag-and-drop. Программа имеет улучшенный алгоритм компрессии, возможность работы с файлами в режиме, в котором окно программы напоминает окно программы Проводник. Версия Pro архиватора позволяет производит запись архивов на CD непосредственно из программы, совместима с Windows Vista. Также представлен режим отображения графических файлов в виде эскизов, автоматический выбор наилучших параметров сжатия.
WinZip 9.0 работает в двух режимах: классическом и режиме мастера (для неопытных пользователей). Архиватор ориентирован на ZIP-архивы, может поддерживать и другие архивные форматы. Программа может создавать самораспаковывающие файлы, поддерживает антивирусные программы, работает с электронной почтой. При создании архива можно защитить его от несанкционированного доступа, предусмотрена возможность шифрования информации.
WinRAR 3.3 — распространенная программа архиватор, удобная для практического применения. Работает в двух режимах: режиме командной строки и режиме полноэкранного интерфейса. Поддерживает русский язык. Обеспечивает лучшее сжатие, чем WinZip. Имеет дополнительные функции по сравнению с WinZip: функцию восстановления информации для поврежденных файлов и функцию блокировки архивов. Программа позволяет создавать многотомные и самораспаковывающие архивы, причем возможно шифрование с паролем архивируемой информации. Имеется функция поиска файлов внутри архивов. Из программы можно распечатывать как обычные, так и архивированные файлы.