Привет, друзья! В сегодняшней статье я решил написать для вас свою небольшую историю операционной системы Windows. Решился я на это после одного небольшого события. Недавно мой хороший приятель — преподаватель информатики в школе, попросил меня помочь настроить локальную сеть в его компьютерном классе.
Дел у меня в этот день особо никаких не было и я пришёл в школу раньше запланированного времени, но как оказалось, у второй смены ещё шёл последний урок. Мой друг успокоил меня и усадил за последнюю парту, пообещав отпустить детей домой пораньше. Короче, не успел я опомнится, как оказался на настоящем уроке.
Надо сказать, я был немного не в своей тарелке, ведь в классе находились ученики и все они периодически оборачивались и смотрели на меня, но довольно быстро ко мне все привыкли и перестали обращать внимание на чужого дяденьку. Через несколько минут я тоже освоился и с удивлением понял, что десятиклассник, находящийся у доски, рассказывал историю операционной системы Windows, но рассказывал он её в таком духе, что можно было просто уснуть! Молодой человек сильно путался в деталях и было заметно, что ему явно неинтересна данная тема.
Что такое Windows?
– А ведь это 20 лет моей жизни! – Подумал я. И интереснейшей жизни! Я просто не смог терпеть дальше и поднял руку. Мой приятель с удивлением посмотрел на меня и чисто машинально кивнул. Я встал и громко сказал:
– Друзья мои! Если кто-нибудь скажет мне сейчас, как Билл Гейтс первоначально хотел назвать операционную систему Windows, тому я в течении года бесплатно буду настраивать личный компьютер, ноутбук, Макбук и даже планшет, и неважно, какая на перечисленных устройствах будет установлена операционная система!
И представляете, весь класс оживился и втянулся в дискуссию, но к сожалению никто ответить на мой вопрос не смог , и даже мой друг не смог, что же говорить об учениках! В процессе общения с почти уже подросшим поколением я с удивлением отметил для себя, что наши дети прекрасно умеют пользоваться компьютерными устройствами с любой операционной системой, но год рождения Windows и Mac OS не знают. Нет, кто такие Билл Гейтс и Стив Джобс они ещё знают, а вот не переврать имена основателей поисковой системы Google смог только один из тридцати. Основателей поисковой системы «Яндекс» вообще никто не смог назвать. В результате я сделал замечание десятиклассникам, что все компьютеры в классе с установленной Windows 10 и вряд ли ситуация изменится в скором времени, поэтому историю винды нужно хотя бы немного знать!
Тут прозвенел звонок, урок закончился, класс мигом опустел. Приятель поблагодарил меня за сорванный урок и мы потихоньку занялись настройкой локалки. В процессе работы я с интересом отметил для себя, что мой друг сам конкретный «яблочник», так как ноутбук у него на Mac OS, а телефон на iOS. Вечером я вернулся домой, решив произвести небольшое расследование и установить, какие именно операционные системы предпочитает пользовательская аудитория в наше время. Также я написал для вас свою историю операционной системы Windows и надеюсь без ошибок.
Видео #19. Кортана (Cortana) и шпионство Windows 10
История операционной системы Windows
Понятие «персональный компьютер», вместо его трактовки в истинном значении как технического устройства, с которым во время одной сессии может работать лишь один человек, давно используют как термин, обозначающий компьютер на базе ОС Windows. Тогда как компьютерные устройства на базе прочих операционных систем носят названия, связанные с их программной составляющей – макинтош, макбук, хромбук.
Ассоциация с общим понятием – результат популярности Windows, правда, наработанной прежде, в условиях небольшой конкуренции. Долгое время на рынке десктопов и лэптопов Windows удерживала лидерство: по 2011 год включительно доля этой ОС превышала 80%. Windows 7 и 10 и ныне занимают лидирующие позиции в нише десктопов – 40% и 27% соответственно по состоянию на конец 2016 года.
Но в целом среди различных устройств пользователей (десктопы, лэптопы, мобильные гаджеты) доля Windows по итогам 2016 года не превысила и 40%. Пользовательская аудитория нынче предпочитает (точнее, не столько предпочитает, сколько сам ритм жизни обуславливает) работать с мобильной техникой. А, соответственно, с их программными платформами Android и iOS.
- Тем не менее. Windows – это целая эпоха развития компьютерных технологий. Сможет ли Windows в формате десктопной, мобильной ОС или среды голографической реальности завоевать былые симпатии аудитории в будущем, покажет лишь время. В этой же статье отправимся в прошлое Windows и вспомним её былое — каков был её путь от версии к версии. Историю Windows не стоит путать с историей её создателя – компании Microsoft. Компания возникла в 1975 году и 10 лет до выпуска Windows создавала примитивное ПО (примитивное с высот наших дней). В частности, выпустила известную MS-DOS, ставшую основой для первых версий Windows.
Windows 1.0
Дебютная версия Windows 1.0 была выпущена в 1985 году. Она, по сути, являла собой надстройку с графическим интерфейсом к MS-DOS. Windows 1.0 запускалась из-под MS-DOS и расширяла возможности последней. Это, в частности, касалось многозадачности ОС. С самой первой версией Windows неразрывно связана история названия ОС.
Конечному решению назвать продукт «Windows» предшествовала идея Билла Гейтса дать системе название «Interface Manager». Автором идеи с названием «Windows» был руководитель маркетингового отдела Microsoft. Базируясь на принципах маркетинга, тот посоветовал Гейтсу использовать простенькое, незамысловатое, понятное массам название. Название «Windows» (переводится как «Окна») было именно таким, плюс к этому, оно отображает принцип оконного режима ОС.
Windows 2.0
В 1987 году была выпущена версия Windows 2.0. Это была ОС, в целом не сильно отличающаяся от дебютной версии, но с некоторыми усовершенствованиями. Во второй версии Windows, в частности, была улучшена поддержка процессоров, несколько увеличена скорость работы, добавлена возможность перекрытия окон.
Windows 3.0
Ни Windows 1.0, ни 2.0 не совершили фурора на тогдашнем IT-рынке. Успех у пользовательской аудитории удалось завоевать лишь Windows 3.0, вышедшей в 1990 году. Модернизация коснулась прежде всего функциональности ОС. В её графическом интерфейсе можно было запускать написанные под MS-DOS текстовые редакторы.
Появились новые системные настройки, возможность смены цветовой схемы интерфейса, функции для отслеживания активности программ и оперирования файлами. Третья версия Windows – родоначальница известных и ныне штатных приложений «Блокнот», «Калькулятор», карточных игр, в частности, любимой многими офисными сотрудниками «Косынки».
Windows 3.1
Версия-апгрейд Windows 3.1 была выпущена в 1992 году. Будучи 16-разрядной ОС, она поддерживала 32-разрядный доступ к жёсткому диску. Из прочих особенностей версии – поддержка сетей, компьютерной мышки, функции Drag https://remontcompa.ru/raznoe/1325-istoriya-operacionnoy-sistemy-windows.html» target=»_blank»]remontcompa.ru[/mask_link]
Windows 1.0: как создавалось окно к умным компьютерам
Операционная система Windows настолько небезупречна именно потому, что пытается быть идеальной. Как была создана и как развивалась эта ОС, вплоть до Windows 10 — в нашем обзоре.
Компьютер, конечно, вещь универсальная, но когда речь идет о каких-то сложных задачах, то приходится звать специалистов. Универсальный инструмент всегда хуже, когда речь идет о специализированной, быстрой и эффективной работе. Это как разница между перочинным ножом и ножом для хлеба.
Конечно, у перочинного ножа есть штопор, открывалка для бутылок, большие и маленькие лезвия, ножницы и много чего еще. Но перочинный нож, который лучше режет хлеб, чем нож для хлеба, — такого, пожалуй, не будет никогда. Также пока не предвидится и компьютера, который позволит более простое взаимодействие со всеми своими механизмами, чем это делает Mac.
34 года с Windows
Постепенно Windows 1.0 превратилась в 10 — более 30 лет назад предшественник нынешней операционной системы от Microsoft пришел на рынок. С Windows 1.0 компания Microsoft представила первый графический пользовательский интерфейс для MS-DOS. Отчетной датой стал день 20 ноября 1985 года. На тот момент никто еще даже ожидать не мог триумфального успеха линейки продуктов Windows: поначалу только для компьютерных энтузиастов, Windows позволила отказаться от сложного ввода команд в командную строку, а позволила «общаться» с системой с помощью мыши через простой графический интерфейс. Сегодня уже трудно представить как домашние, так и офисные компьютеры без «оконной операционной системы».
Проблемы, такие же, как у Windows 10
Но независимо от того, Windows 1.0 или Windows 10, несмотря на целых 34 года разницы между ними, проблемы у ОС от Microsoft остаются схожи: системе требуется большой объем памяти под собственные нужды, она часто трудна в эксплуатации, и до сих пор остаются «не очень зрелыми» основные элементы тестирования системы. И это еще речь не идет о защите от вирусов, червей и других опасностей. Впрочем, про Apple тоже можно сказать, что за последние 34 года она не изменила своему концепту — операционная система непревзойденно проста, но при этом цена на нее непомерно высокая.
Меньше стресса благодаря «Desk Top»
Работа с компьютерами, что в офисе, что дома, всё еще остается очень сложной. Сложные меняющиеся командные структуры забирают концентрацию и время. «Desk Top» — имитирующий реальность экранный интерфейс, который должен помочь уменьшить стресс при работе с компьютером. Desk Top помогает тем, что его внешний вид и структура ориентированы на привычную человеку визуальную среду и его естественные рабочие привычки. Когда Apple, через три года после конкурента, поразила весь мир совершенно новой компьютерной концепцией, Lisa, некоторые начали предрекать новый мощный подъем компании Apple. Но Lisa была слишком дорогой, и даже упрощенная версия в виде MacIntosh не смогла завоевать ведущих позиций на рынке, что было не в последнюю очередь следствием ценовой политики Apple.
Некоторые, кто видел в Mac идеальный компьютер из-за непревзойденной простоты и безопасности работы и надеялся, что и Apple наконец-то примет участие в общем снижении цен, ждет до сих пор… напрасно. Однако сейчас многие разработчики лихорадочно пытаются создать пользовательский интерфейс для персональных компьютеров, аналогичный стандарту Mac. Первые результаты: IBM предлагает Top-View для своих собственных устройств, Microsoft также разработала для стандарта IBM PC интегрированный программный пакет Windows, а Digital Research недавно вышла с пересмотренной версией GEM.
Windows, Word: удалить его можно на уровне DOS.
Обязанность пользователя: резервное копирование и еще раз резервное копирование
Microsoft действительно внесла большой вклад со своими окнами. Они предназначены не только для совместимости с IBM, но и для обслуживания любого компьютера под управлением MS-DOS, если это возможно. И, похоже, это разработчикам тоже удалось — за исключением «непереносимости» определенных программ.
Редко, но все же Windows вступает в конфликты с другими программами. Однако их немного, и, к счастью, это те, что требуются редко, особенно если воспользоваться преимуществами встроенных приложений Windows. Однако с некоторыми компьютерами и программами, использующими специальные сочетания клавиш для начала работы, следует соблюдать осторожность.
Некоторые комбинации, такие как [Prt Sc] (Print Screen), Windows не допускает вообще, а другие приводят к сбою программы. Незащищенные файлы будут безвозвратно утеряны. Таким образом, Windows не освобождает вас от первой обязанности пользователя: резервное копирование и еще раз резервное копирование.
Вывод по продукту
Windows хочет предложить пользователям многозадачность, где можно было бы работать с разными программами на одном экране, и пытается, с одной стороны, устанавливать стандарты с целым рядом приложений, но с другой стороны хочет оставить открытой дверцу для обычных пользовательских программ. Windows показывает, что это в принципе возможно, но есть определенная цена, которую за это придется заплатить — потеря времени и безопасности программ.
Надежда на то, что компьютерные стандарты будет так легко изменить, вероятно, уже испарилась. И обвинять в этом производителей программного обеспечения бессмысленно. Они делают все возможное, и за это достойны уважения. Скорее, ошибка кроется в аппаратном обеспечении. Новый стандарт невозможно установить по старым рецептам.
Desk-Top — это новый стандарт, но пока не для всех. К программам претензий нет. Нет компьютеров, которые соответствовали бы ему.
- Успехи и неудачи Windows 10
- 34 совета по оптимизации и настройке Windows
Источник: ichip.ru
Основные сведения об операционной системе Windows
Windows – это операционные системы защищенного режима (32-битные и 64-битные версии). Система безопасности этих операционных систем построена на разделении кода пользователя и системного кода. Код пользователя работает в режиме «user mode» и на него наложено множество ограничений. Системный код работает в режиме «kernel mode» и почти ничем не ограничен.
Основанная единица выполнения в Windows – это поток (по терминологии защищенного режима – задача). Потоки объединяются в процессы. В общем случае одна программа – это один процесс. В процессе может быть сколько угодно потоков. Каждый процесс обособлен от всех остальных. Это достигается за счет того, что у каждого процесса своя собственная виртуальная память.
Тем не менее, если программе надо получить доступ в памяти других процессов, она может осуществить это через специальные системные сервисы.
Диспетчеризация потоков осуществляется на основе приоритетов. Приоритеты у потоков являются динамическими, т. е. могут меняться в зависимости от того, что делает поток. В некоторый момент времени процессором всегда выполняется поток с наибольшим приоритетом.
Память в Windows
Каждый процесс имеет свое собственное виртуальное адресное пространство. Адресное пространство любого процесса разбито на две равные части: память процесса и память системы. Младшие 2 Гбайт памяти являются памятью процесса, старшие 2 Гбайт – памятью системы. Память системы одна для всех процессов, она недоступна из режима пользователя «user mode» даже для чтения. Любое обращение к ней приводит к ошибке доступа и завершению приложения.
В некоторых случаях под память процесса выделяется 3 Гбайт памяти, а под память системы – 1 Гбайт. Так делается тогда, когда используются приложения, требовательные к памяти, которым 2 Гбайт памяти недостаточно. Для 64-битных систем этот метод потерял актуальность.
Адреса в диапазоне 0h – FFFFh никому не доступны. Эта память нужна для выявления нулевых указателей. Любой указатель, значение которого меньше 100000h, считается нулевым. Таким образом, каждому процессу в Win32 в общем случае доступно 2 Гбайт (за вычетом 64 Кбайт) виртуальной памяти.
Исполняемые компоненты Windows
В операционных системах (ОС) Windows имеется несколько типов исполняемых файлов. Все они имеют формат РЕ (Portable Executable). Наиболее часто используемые исполняемые компоненты в Windows: EXE (приложение), DLL (динамическая библиотека), SYS (драйвер).
EXE-файлы – это самый распространенный тип исполняемых файлов в Windows. В них находятся программы.
DLL-файлы – это динамически загружаемые библиотеки. В них хранятся функции и процедуры, которые могут использовать другие исполняемые компоненты.
SYS-файлы – это файлы драйверов режима ядра. В них находится код нулевого кольца операционной системы.
Файлы формата РЕ состоят из заголовка и секций. Секция в РЕ-файле – это его основная составляющая единица. В заголовке содержатся основные характеристики файла и таблица секций.
Рассмотрим базовые характеристики исполняемых файлов. Самые главные характеристики файла – точка входа и база образа, т. е. указание, по какому адресу должен быть загружен данный модуль.
При создании исполняемого файла компоновщик должен вставить в код программы вместо меток конкретные адреса и подразумевает, что этот код будет загружен по некоторому базовому адресу. Загрузчик Windows должен знать, по какому адресу надо загрузить данный исполняемый файл, и именно для этого используется поле базы образа в заголовке исполняемого файла.
Очень часто при загрузке файлов DLL и SYS адрес, указанный в поле базы образа, является уже занятым или просто недоступным. Если при загрузке исполняемого файла адрес, указанный в поле базы образа, уже занят, то он грузит файл по другому адресу и при этом загрузчику надо подправить в коде программы все обращения к данным. Для этого загрузчику будут нужны релокейшены. Релокейшены содержат информацию о командах, в которых есть обращения к памяти для поправки адресов. Точкой входа содержит адрес, с которого начнется выполнение исполняемого файла.
Каждый файл может иметь таблицу импорта и экспорта. С помощью таблицы импорта исполняемый файл может импортировать функции, которые находятся в других модулях, загруженных в текущее адресное пространство, и использовать эти функции как свои. Для того чтобы другие модули могли использовать функции из данного модуля, адреса этих функций должны быть прописаны в таблице экспорта.
Как было сказано выше, в заголовке PE-файла содержится таблица секций, она описывает каждую секцию в РЕ-файле: начало данных в секции, размер данных, адрес, куда должна быть спроецирована данная секция и ее характеристики. Наиболее часто в секциях находятся данные, код, импорты, экспорты и релокейшены.
Итак, файлы с расширением .EXE являются обычными программами. В 99,99 % случаев ЕХЕ-файл представляет процесс, в память которого он загружен. Файлы с расширением .DLL являются библиотеками, где содержатся функции, которые могут использовать другие программы или другие DLL. Файлы с расширением .SYS являются драйверами режима ядра.
Код, содержащийся в них, выполняется на нулевом уровне привилегий, в режиме ядра. В файлах DLL и SYS точка входа указывает на инициализирующую функцию.
Системные библиотеки и подсистемы
В коде Win32, выполняемом в режиме пользователя, запрещены любые прямые обращения к устройствам и портам ввода-вывода. Это значит, что любые обращения к портам ввода-вывода, вызов прерываний и выполнение привилегированных инструкций приведут к ошибке и завершению программы. Обращение к памяти, на которую спроецированы регистры устройств, обращение к другим важным областям памяти (например, 0B8000h) ничего не даст. Без обращения к внешним устройствам и портам ввода-вывода польза от программ, работающих в третьем кольце, нулевая. Для того чтобы они могли обратиться к внешним устройствам и наладить взаимодействие с «окружающим миром», операционная система предоставляет программам API-функции (Application Program Interface).
Программирование в Windows основывается на использовании интерфейса прикладного программирования API. Он предоставляет программисту набор готовых классов, функций, структур и констант. Их количество составляет около двух тысяч. API-функции обеспечивают взаимодействие приложения с внешними устройствами и ресурсами операционной системы.
Все API-функции содержатся в системных DLL-библиотеках. Самые главные из DLL-библиотек:
1) kernel32.dll – взаимодействие с системой;
2) user32.dll – пользовательский интерфейс;
3) gdi32.dll – графика.
Библиотека kernel32.lib предназначена для работы с объектами ядра операционной системы, ее функции позволяют управлять памятью и другими системными ресурсами. Библиотека user32.lib отвечает за окна и интерфейс пользователя, в ней сосредоточены функции для управления окнами, обработки сообщений, работы с меню, таймерами и т.п. Библиотека gdi32.dll обеспечивает графический интерфейс операционной системы. В состав библиотеки входят функции управления выводом на экран монитора, управления выводом принтера, функции для работы со шрифтами и т. п.
Функции библиотеки kernel32.dll в основном являются оболочками вокруг функций из ntdll.dll.
Функции из библиотеки ntdll.dll являются переходниками к функциям ядра Windows. Эти функции принимают параметры, подготавливают их к вызову команды «sysenter». Библиотека ntdll.dll – важнейший компонент пользовательской подсистемы Windows и является основополагающей для всех подсистем, так как именно через нее пользовательский код может взаимодействовать с кодом ядра.
Эта библиотека загружается в память любого процесса одной из первых и всегда по одному и тоже адресу. Библиотека kernel32.dll является основополагающей для подсистемы Win32. Она загружается во все процессы Win32 одной из первых (после ntdll) и всегда по одному и тому же адресу.
Модель вызова функций в Win32
В системах Win32 при вызове всех системных функций используется модель вызова stdcall.
Согласно этой модели параметры функций передаются через стек в обратном порядке. При этом за очистку стека от параметров ответственна вызываемая функция. Например, если у функции есть три параметра, то вызов по соглашению stdcall будет выглядеть так:
Результат выполнения функции будет содержаться в регистре ЕАХ.
При использовании API-функций следует помнить, что они сохраняют значение не всех регистров общего назначения. Соглашение stdcall предусматривает сохранение содержимое регистров ЕВХ, ESI, EDI и ЕВР. При написании функций обратного вызова также надо обязательно сохранять содержимое этих регистров, поскольку код системных функций не ожидает их изменения.
Выполнение программ в Win32
При загрузке исполняемого файла загрузчик Windows выполняет такие действия:
1) создает для файла виртуальное адресное пространство размером 4 Гбайт, причём нижние 2 Гбайт из них доступны приложению;
2) загружает системные библиотеки ntdll.dll, kernel32.dll и библиотеки, указанные в таблице импорта файла;
3) создает первичный поток процесса, который начинает свое выполнение с точки входа программы.
Во время выполнения процесса, вернее, его потоков, ему запрещены какие-либо обращения к портам ввода-вывода и вызов каких-либо прерываний, запрещена работа с привилегированными регистрами и выполнение привилегированных команд. Чтобы программы могли работать с внешними устройствами, Windows предоставляет им API-функции, позволяющие им работать с внешними устройствами, взаимодействовать с системой, а также друг с другом. API-функции находятся в системных библиотеках. Каждая функция, которая работает с ресурсом, охраняемым системой (файлы, процессы, устройства и т. д.), вызывает соответствующую функцию ядра системы.
Резюмируем все вышесказанное. Операционная система помещает программу в некоторое изолированное адресное пространство, разрешая ей взаимодействовать с «внешним миром» посредством функций (системных сервисов), которые сама же и предоставляет. Операционная система избавляет программиста, который пользуется ассемблером, от множества забот, которые вообще-то не должны его касаться. Например, от работы с системными регистрами и структурами, взаимодействия с внешними устройствами, реализации работы с файловой системой и т. д.
В связи с этим программирование на ассемблере под Win32 намного легче. Например, при работе с файлами программисту не нужно заботиться о том, какая же модель жесткого диска установлена на компьютере: достаточно просто вызывать функции, которые предоставляет операционная система, а она уже сама разберется со всеми проблемами.
Типы структур программ Windows
Возможны три типа структур программ для Windows:
1) диалоговая (основное окно – диалоговое);
3) классическая (GUI, graphical user interface).
Диалоговые приложения для Windows имеют минимальный интерфейс связи с пользователем и передают информацию посредством диалоговых окон (например, окна сообщения MessageBox).
Консольные приложения представляет собой программу, работающую в текстовом режиме. Работа консольного приложения напоминает работу MS-DOS. Но это лишь внешнее впечатление. Консольное приложение обеспечивается специальными функциями Windows. Диалог с пользователем ведется посредством консоли.
Примером консольного приложения является Far.
Оконные приложения строится на базе набора функций API, составляющих графический интерфейс пользователя GUI. Главным элементом такого приложения является окно. Окно может содержать элементы управления: кнопки, списки, окна редактирования и др. Эти элементы, по сути, также являются окнами, но обладающими особыми свойствами.
События, происходящие с этими элементами (и самим окном), приводят к приходу сообщений в процедуру окна. Диалог с пользователем ведется посредством графического интерфейса.
Дата добавления: 2018-06-27 ; просмотров: 1940 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник: studopedia.net