Позиционные системы счисления

Система счисления - это способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр).

Существуют системы позиционные и непозиционные.
В непозиционных системах счисления вес цифры не зависит от позиции, которую она занимает в числе. Так, например, в римской системе счисления в числе XXXII (тридцать два) вес цифры X в любой позиции равен просто десяти.
В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее позиции в последовательности цифр, изображающих число.
Любая позиционная сиситема характеризуется своим основанием.
Основание позиционной системы счисления - это количество различных знаков или символов, используемых для изображения цифр в данной системе.
За основание можно принять любое натуральное число - два, три, четыре, шестнадцать и т.д. Следовательно, возможно бесконечное множество позиционных систем.

Десятичная система счисления.

Пришла в Европу из Индии, где она появилась не позднее VI века н.э. В этой системе 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, но информацию несет не только цифра, но и место, на котором цифра стоит (то есть ее позиция). В десятичной системе счисления особую роль играют число 10 и его степени: 10, 100, 1000 и т.д. Самая правая цифра числа показывает число единиц, вторая справа - число десятков, следующая - число сотен и т.д.

Двоичная система счисления.

В этой системе всего две цифры - 0 и 1. Особую роль здесь играет число 2 и его степени: 2, 4, 8 и т.д. Самая правая цифра числа показывает число единиц, следующая цифра - число двоек, следующая - число четверок и т.д. Двоичная система счисления позволяет закодировать любое натуральное число - представить его в виде последовательности нулей и единиц. В двоичном виде можно представлять не только числа, но и любую другую информацию: тексты, картинки, фильмы и аудиозаписи. Инженеров двоичное кодирование привлекает тем, что легко реализуется технически.

Восьмеричная система счисления.

В этой системе счисления 8 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Цифра 1, указанная в самом младшем разряде, означает - как и в десятичном числе - просто единицу. Та же цифра 1 в следующем разряде означает 8, в следующем 64 и т.д. Число 100 (восьмеричное) есть не что иное, как 64 (десятичное). Чтобы перевести в двоичную систему, например, число 611 (восьмеричное), надо заменить каждую цифру эквивалентной ей двоичной триадой (тройкой цифр). Легко догадаться, что для перевода многозначного двоичного числа в восьмиричную систему нужно разбить его на триады справа налево и заменить каждую триаду соответствующей восьмеричной цифрой.

Шестнадцатиричная система счисления.

Запись числа в восьмеричной системе счисления достаточно компактна, но еще компактнее она получается в шестнадцатеричной системе. В качестве первых 10 из 16 шестнадцатеричных цифр взяты привычные цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, а вот в качестве остальных 6 цифр используют первые буквы латинского алфавита: A, B, C, D, E, F. Цифра 1, записанная в самом младшем разряде, означат просто единицу. Та же цифра 1 в следующем - 16 (десятичное), в следующем - 256 (десятичное) и т.д. Цифра F, указанная в самом младшем разряде, означает 15 (десятичное). Перевод из шестнадцатеричной системы в двоичную и обратно производится аналогочно тому, как это делается для восьмеричной системы.

Почему люди пользуются десятичной системой счисления, а ЭВМ - двоичной?

Подготовил Садовой Игорь по материалам газеты "Информатика" 1998 N24 и книги Л.З.Шауцуковой, "Основы информатики в вопросах и ответах", Издательский центр "Эль-Фа", Нальчик, 1994.

Операционные системы

Операционная система определяет общие правила запуска программ, управления данными и доступа к ресурсам компьютера.

Наиболее широко распространенной и универсальной операционной системой для большинства типов ЭВМ с начала 1970-х годов является многозадачная и многопользовательская операционная система UNIX, разработанная компанией Bell Labs, подразделением AT&T. UNIX существует в десятках версий для компьютерных систем различных производителей.

Первой широко распространенной операционной системой для 8-разрядных персональных компьютеров, основанных на микропроцессоре Intel 8080, стала в 1970-е годы система CP/M-80 фирмы Digital Research.

Основной операционной системой компьютеров IBM PC и совместимых с ними, изначально основанных на микропроцессоре Intel 8088, а в дальнейшем — на последующих моделях микропроцесссоров Intel, стала (с 1981 г.) MS-DOS фирмы Microsoft. Существовали операционные системы, совместимые с MS-DOS, такие, как PC-DOS фирмы IBM, DR-DOS фирмы Digital Research (впоследствие стала продуктом фирмы Novell под маркой Novell DOS).

Попыткой уйти от стандарта MS-DOS была совместно разработанная фирмами Microsoft и IBM операционная система OS/2 (1987 г.). С 1990 года фирма Microsoft отошла от разработки OS/2 и полностью сконцентрировалась на линии операционных систем Windows, которые являются в настоящее время весьма популярными. OS/2 остается продуктом IBM и продолжает развиваться этой фирмой.

Операционная система Microsoft DOS

В настоящее время MS-DOS (Microsoft Disk Operatting System - "дисковая операционная система фирмы Microsoft) остается самой популярной в мире операционной системой для IBMPC-совместимых персональных компьютеров. Ее поставки начались в 1981 году вместе с компьютерами IBM PC (под названием PC—DOS). Многие черты MS—DOS были унаследованы от операционной системы CP/M—80 фирмы Digital Research, применявшейся в 8—разрядных персональных компьютерах.

Операционная система MS—DOS позволяет использовать программное обеспечение, созданное для MS—DOS, и предоставляет пользователю ряд возможностей по работе с файлами данных, их организации в каталоги и использованию устройств ввода-вывода. MS—DOS является однозадачной однопользовательской операционной системой, работающей в реальном режиме микропроцессоров x86, использующей 640 Кбайт памяти компьютера и поддерживающей сравнительно простую файловую систему (File Allocation Table, FAT). Изначально MS—DOS ориентирована на работу с микропроцессорами 8086 и 8088, имевшими только один режим работы — так называемый реальный. Защищенный режим работы микропроцессоров Intel 80286 и выше (с адресацией до 16 Мбайт памяти) могут использовать только некоторые драйверы MS—DOS, с виртуальной памятью система не работает.

Самой совершенной версией операционной системы MS—DOS, выпущенной отдельно, является MS—DOS 6.22 (1994 г.).

Для использования системой —MSDOS диск должен быть не только размечен на стандартные сектора и дорожки. При форматировании дисков в системе MS—DOS на них записывается стандартная служебная информация, необходимая для работы, и создаются структуры данных, входящие в системную область диска.

Системной областью диска в MS—DOS называется служебная область, в которой не могут храниться файлы данных. Системная область состоит из трех частей: загрузочной записи, таблицы размещения файлов и корневого каталога.

Загрузочная запись (Boot Record) размещается на каждом диске в логическом секторе с номером 0. Она содержит данные о формате диска, а также короткую программу, используемую в процедуре начальной загрузки операционной системы.

Таблица размещения файлов (File Allocation Table, FAT) находится после загрузочного сектора и содержит описание физического расположения всех файлов на диске; за FAT следует ее точная копия — такое дублирование повышает надежность хранения данных на диске.

Корневой каталог (Root Directory) всегда находится за копией FAT, и количество записей в нем никогда не превышает определенной величины, а именно: 112 на дискетах двойной плотности, 224 на дискетах высокой плотности и 512 на жестких дисках.

Все логические тома хранятся под общей физической “обложкой” одного жесткого диска. Информация о разбиении на тома фиксируется в самом первом физическом секторе диска, то есть в секторе 1 дорожки 0 стороны 0, в главной загрузочной записи (Master Boot Record).

Загрузочный код из загрузочной записи диска считывается программой начального загрузчика ROM BIOS (записанной на ПЗУ базовой системы ввода-вывода) компьютера и получает управление после включения компьютера. Загрузочная программа определяет, являются ли первые два файла на диске файлами IO.SYS и MSDOS.SYS (в системе MS—DOS). Если это так, то происходит загрузка операционной системы MS—DOS, в противном случае загрузочная программа выводит на дисплей сообщение о том, что диск не является системным. Для успешной загрузки —MSDOS также необходим исполняемый файл командного процессора, по умолчанию — COMMAND.COM.

Таблица размещения файлов (File Allocation Table, FAT) — это список кластеров диска. Кластер — это единица выделения дискового пространства, некоторое количество секторов, число которых равно степеням числа 2. Каждый файл в FAT охарактеризован цепочкой цифр — порядковых номеров его кластеров на диске.

Первые две записи в FAT зарезервированы для описания формата диска, первый кластер в области дисковых данных поэтому пронумерован числом 2. В FAT ровно столько значимых записей, сколько кластеров на диске. Если в ячейке FAT записано значение “0”, кластер пуст. Специальные обозначения приняты для последнего кластера файла, для дефектных и зарезервированных кластеров. Номер начального кластера каждого файла записан в каталоге. При записи и удалении файлов, модификации файлов и каталогов вносятся изменения в FAT, причем сразу в обе таблицы.

Корневой каталог состоит из ограниченного количества записей, каждая из которых содержит информацию о файле или подкаталоге, а может также включать одну запись с меткой диска. В списке файлов, доступных из корневого каталога, присутствуют записи с разными атрибутами, например файлы с атрибутом “Каталог” (Dir), то есть подкаталоги. В каталоге хранятся и номера начальных кластеров файлов, необходимые для того, чтобы начать “отслеживание” кластеров файла по цепочке номеров в ячейках FAT.

При удалении файла или подкаталога соответствующая ему запись не освобождается — просто первый символ имени заменяется на байт с номером 229, то есть “” (или “х” в кодировке 866). Корневой каталог системного диска обязательно начинается с записей “IO.SYS” и “MSDOS.SYS”, в любом подкаталоге сначала идут записи: “.” (текущий каталог) и “..” (надкаталог).

Подкаталоги являются файлами с атрибутами “Каталог”. Они имеют ту же структуру, что и корневой каталог, и также могут содержать записи о файлах и подкаталогах. В отличие от корневого каталога подкаталоги могут иметь неограниченную длину. В любом подкаталоге первыми являются записи: “.” (текущий каталог) и “..” (надкаталог) с атрибутами “Каталог”.

Имя файла в MS-DOS может состоять из двух частей. Первая часть имени файла содержит не более 8 символов. В качестве имени файла нельзя использовать имена PRN, LPT1, LPT2, LPT3, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4 и CON, а также имена NUL и CLOCK$, так как они зарезервированы за устройствами. Вторая, необязательная, часть имени файла называется расширением, она может состоять не более чем из трех символов. Между именем и расширением ставится символ “.”.

Файлы программ имеют расширения COM или EXE. Можно организовать также BAT-файлы, которые содержат списки команд, вызывающих внутренние программы MS-DOS, COM-, EXE- и другие BAT-файлы.

Полное имя каталога состоит из имени диска, имен надкаталогов и имени каталога, разделеных символом “\”.

C:\DOS (каталог DOS диска C)

C:\WINDOWS\SYSTEM (подкаталог SYSTEM каталога C:\WINDOWS)

Имя корневого каталога любого диска — \.

C:\ — корневой каталог диска C:.

Полный адрес файла состоит из полного имени каталога и имени файла.

C:\WINDOWS\WIN.COM (файл WIN.COM каталога C:\WINDOWS)

Файл IO.SYS содержит драйверы консоли ввода-вывода, последовательного и параллельного интерфейсов, системного таймера, устройства начальной загрузки и модуль SYSINIT, управляющий процессом загрузки операционной системы.

Файл MSDOS.SYS содержит ядро операционной системы —MSDOS. Ядро MS—DOS обеспечивает прикладным программам функции управления процессами, работы с памятью и дисковыми данными.

Если у пользователя возникает проблема нехватки дискового пространства, MS-DOS предполагает возможность уплотненного размещения файлов на диске. Дисковый компрессор обеспечивает сжатие данных, записываемых на диск и распаковку данных, с них считываемых, то есть осуществляет перехват и преобразование данных, передаваемых между оперативной памятью и дисками.

В MS—DOS 6.0 и 6.2 входит модуль динамического сжатия дисковых данных DBLSPACE.BIN, а в версию 6.22 — DRVSPACE.BIN.

Стандартным командным процессором MS—DOS является COMMAND.COM. Командный процессор MS—DOS обрабатывает команды, выданные пользователем. Резидентная часть командного процессора, которая постоянно находится в памяти, обрабатывает нажатия клавиш Ctrl+C, критические ошибки. При необходимости резидентная часть вызывает транзитную часть командного процессора, объем которой примерно в 10 раз больше. Она выполняет команды пользователя, в ней хранится код всех встроенных команд COMMAND.COM.

Для удобства работы с компьютером, выполнения дополнительных задач и повышения производительности в оперативную память могут загружаться резидентные программы и драйверы. Для использования старших адресов памяти, верхней, дополнительной и отображаемой памяти в MS—DOS входят драйверы.

Сразу после включения компьютера выполняется программа загрузчика операционной системы, проверяющая наличие файлов операционной системы на активном диске компьютера. Управление передается файлу IO.SYS. Процессом дальнейшей загрузки управляет модуль SYSINIT.

Загружается модуль ядра операционной системы MSDOS.SYS.

При использовании программы динамического сжатия дисковых данных Microsoft DriveSpace, входящей в —MSDOS 6.22 (в версиях MS—DOS 6.0 и 6.2 — DoubleSpace), загружается также модуль DRVSPACE.BIN (DBLSPACE.BIN).

После загрузки ядра MS—DOS модуль SYSINIT выполняет команды текстового файла CONFIG.SYS, находящегося в корневом каталоге системного диска.

Команды файла CONFIG.SYS определяют режимы работы MS—DOS и загружают драйверы устройств и резидентные программы. Если в зависимости от потребностей пользователя предполагается выполнение программ, требующих загрузки взаимоисключающих или несовместимых драйверов и резидентных программ, наличия различной конфигурации оборудования, можно организовать “интерактивное конфигурирование DOS” (вариантную загрузку). На дисплее отображается меню загрузки, пункты которого должны быть указаны командами MENUITEM в разделе (menu) файла CONFIG.SYS. После выбора пункта меню выполняются команды, находящиеся в секции с именем, определенным соответствующей командой MENUITEM, команды, находящиеся в секции (common) и в начале файла CONFIG.SYS. Затем SYSINIT вызывает командный процессор.

Процесс загрузки завершается выполнением команд файла AUTOEXEC.BAT. Выполнение программ и установка переменных окружения, определяемых в файле AUTOEXEC.BAT, также может быть вариантным, синхронизованным с меню CONFIG.SYS. Если файла AUTOEXEC.BAT нет в корневом каталоге системного диска, загрузка заканчивается выводом стандартного сообщения MS—DOS:

В начале —загрузки MSDOS 6.x на экране появляется сообщение

Starting MS-DOS…

В этот момент можно нажать одну из клавиш — Shift (недокументированная возможность), F5, F8, Ctrl+F5 или Ctrl+F8.

Если в любой момент после нажатия F8 или Ctrl+F8 нажать Esc, все оставшиеся команды будут выполнены без запроса на подтверждение. Если в файле CONFIG.SYS имеется команда SWITCHES=/N, нажатие Shift, F5 или F8 не повлияет на процесс загрузки, а нажатие Ctrl+F5 или Ctrl+F8 подействует, только если установлена система сжатия DoubleSpace (DriveSpace).

В основе работы с —MSDOS лежит система команд, которые пользователь набирает на клавиатуре в командной строке в ответ на приглашение к работе. Операционная система MS—DOS исторически поддерживает крайне недружелюбный интерфейс. В случае ошибки в командной строке приходится всю команду набирать заново, иногда это бывает несколько утомительно. Поэтому MS—DOS обычно используется в “сопровождении” файловых мониторов или оболочек, которые организуют удобную подачу команд.

Внутренние команды —MSDOS, такие как DIR, COPY, DEL, DATE, TIME, встроены в командный процессор COMMAND.COM. Программы, находящиеся на магнитных дисках в виде COM- и EXE-файлов, а также пакетные файлы вызываются внешними командами MS—DOS. Например, программа MS—DOS Editor, входящая в MS—DOS, вызывается командой EDIT (исполняемый файл EDIT.COM), а программа Norton Commander фирмы Symantec — командой NC (NC.EXE).

Если исполняемый файл не найден, MS—DOS выдает сообщение “Bad command or file name” (“Неверная команда или имя файла”). Поиск исполняемого файла производится в следующем приоритетном порядке:

— если есть COM-файл, выполняется он;

— если нет COM-файла, выполняется EXE-файл;

— если нет ни COM-, ни EXE-файлов, выполняется BAT-файл.

Для вызова программ, файлы которых находятся не в текущем каталоге, необходимо специально настроить переменную окружения PATH командой PATH.

Команда PATH с параметром — списком каталогов, в которых должен производиться поиск, модифицирует список каталогов, в которых MS—DOS должна искать программные файлы.

Path=c:\windows;c:\windows\command;c:\tools

Рекомендуется поместить команду PATH со списком необходимых каталогов в файл AUTOEXEC.BAT.

Символы “*” и “?” (называемые маской файлов) можно передавать многим программам вместо имен файлов или их частей. Символ “?” заменяет один любой символ, символ “*” заменяет любое количество любых символов.

Направить вход из файла (вместо клавиатуры) можно командой вида:

Направить выход в файл (вместо дисплея) можно такой командой:

При использовании символа > выходной файл перезаписывается. Для присоединения каждого последующего выходного файла к одноименному предыдущему используют >> вместо >:

Направить выход из команды_1 на вход команды_2:

Команда 1 команда 2

Операционная система PC—DOS фирмы IBM до последнего времени оставалась практически идентична —MSDOS. IBM PC—DOS 7.0 (1995 г.) обладает более широким набором сервисных программ, чем MS—DOS 6.22.

Операционная система Novell DOS 7.0 (бывшая DR-DOS фирмы Digital Research) обладала существенно более широкими возможностями, чем MS—DOS. В 1994 году фирма Novell прекратила выпуск этой операционной системы.

Многие операционные системы для IBMPC-совместимых компьютеров поддерживают работу программ для MS—DOS. В операционную систему Microsoft Windows95 входит ядро реального режима и ряд сервисных программ, которые в комплексе являются дальнейшим развитием MS—DOS, но не носят официального наименования MS—DOS 7.0. Операционная система IBM OS/2 позволяет работать практически с любыми программами для MS—DOS. Операционная система Microsoft WindowsNT также позволяет выполнять многие программы для MS—DOS и поддерживает команды MS—DOS.

Операционная система IBM OS/2

OS/2 — 32-разрядная графическая многозадачная операционная система фирмы IBM для IBMPC-совместимых компьютеров. OS/2 изначально создавалась фирмами IBM и Microsoft для полноценного использования приложениями возможностей современных микропроцессоров: всей адресуемой памяти, защищенного режима и многозадачности.

OS/2 использует виртуальную память, объем которой динамически меняется. Приложения работают в среде OS/2 в режиме вытесняющей многозадачности с разделением времени. При вытесняющей многозадачности операционная система жестко делит ресурсы процессора между выполняющимися программами, в отличие от кооперативной многозадачности (используемой, например, в Microsoft Windows3.x), при которой работающие программы делят процессорное время путем опроса друг друга. Возможна работа многопоточных приложений для OS/2, запускающих несколько процессов одновременно.

Файловая система (High Performance File System, HPFS) системы OS/2 обладает более высокой производительностью, чем файловая система FAT MS—DOS, лучше защищена от сбоев и поддерживает длинные (до 256 символов) имена файлов.

Workplace Shell, 32—разрядная графическая оболочка системы OS/2, основана на объектно-ориентированной модели (System Object Model, SOM).

OS/2 работает на компьютерах с микропроцессором не ниже 80386 (рекомендуется 486 или Pentium) и объемом оперативной памяти не менее 4 Мбайт (рекомендуется 8 Мбайт и более). В настоящее время наиболее широко используются версии OS/2 Warp 3 и OS/2 Warp Connect 3 (расширенная версия с сетевыми возможностями). В начале 1996 года выпущена OS/2 Warp Server — серверная операционная система для многоранговой локальной сети.

Все дисковые каталоги в системе OS/2 являются папками Workplace Shell. Папки, прикладные программы и другие объекты Workplace Shell в развернутом состоянии представляют собой окна, имеющие полосы прокрутки и кнопки управления, аналогичные таким же элементам окон Microsoft Windows.

На рабочем столе Desktop располагаются все открытые окна папок и прикладных программ, а также панель быстрого доступа к объектам LaunchPad, которая содержит кнопки вызова наиболее часто используемых программ, переключения окон, прекращения работы системы, ограничения доступа к системе и запуска программы поиска файлов.

Важными чертами интерфейса Workplace Shell являются:

— полная поддержка работы с объектами и группами объектов перетаскиванием мышью;

— пополняемый набор шаблонов для создания новых документов;

— возможность создания специальных объектов (shadow) для вызова определенных документов или приложений;

— анимированный интерфейс — “развертывающиеся” окна, сменяющиеся “закрытые” и “раскрытые” значки;

— широкие возможности конфигурирования оболочки.

В полные версии OS/2 входит лицензионный код Windows for Workgroups3.11, версии OS/2 для Windows позволяют использовать установленную на компьютере Windows в сеансе WIN—OS2. Благодаря этому OS/2 полностью совместима с программами для —MSDOS, Windows 3.1 и Win32s 1.15 (т.е., не многопоточными) — в отличие от Windows, в среде которой не могут выполняться программы для OS/2 (только в среде WindowsNT могут выполняться программы символьного интерфейса для OS/2 1.2).

Для работы MS—DOS-программ не требуется наличие файлов операционной системы DOS на компьютере. DOS-приложения выполняются в виртуальных DOS-машинах (VDM). Для каждой VDM можно назначить индивидуальный набор загружаемых драйверов устройств и файл AUTOEXEC.BAT. Прикладные программы DOS в сеансах VDM могут использовать XMS-, EMS- и DPMI-память.

WIN—OS2-сессия может выполняться в стандартном и в 386—м расширенном режиме Windows. Могут быть загружены одновременно несколько WIN—OS2-сессий, выполняющихся в режиме вытесняющей многозадачности; в этом случае нарушение в работе одного приложения не повредит другие.

В систему OS/2 встроена поддержка весьма развитых мультимедиа-технологий, в том числе:

— технология синхронизации воспроизведения аудио- и видеоряда SynchStream;

— высокоскоростной интерфейс прикладного программирования (Direct Interface Video Extension, DIVE) для игр и видеоприложений;

— встроенная программная поддержка стандартных форматов ADPCM (adaptive delta pulse code modulation —алгоритмы, используемые для сжатия данных. Определяют, в частности, правила хранения оцифрованного звука на дисках, позволяющие на 75% сжимать звук без дополнительной аппаратной поддержки), разработанных Interactive Multimedia Association и Microsoft;

— встроенные возможности дополнительной экономии дискового пространства для хранения и проигрывания анимаций в формате AVI.

Операционные системы семейства Microsoft Windows

Microsoft Windows - это семейство операционный систем, разработанных компанией Microsoft.

Следует различать операционные системы серии 3.x, 9x и NT x.x, так как они имеют существенные отличия.

Microsoft Windows 3.x — многозадачная операционная система защищенного режима для микропроцессоров Intel x86, обладающая оконным графическим пользовательским интерфейсом. Windows загружается из —MSDOS, она достраивает ядро и командный процессор системы MS—DOS собственными ядром и графическим интерфейсом (см. Ядро Windows 3.1).

Microsoft Windows 9x - многозадачная операционная система, являющаяся развитием операционных систем серии 3.x.

Серия Microsoft Windows NT x.x развивалась независимо от серии 3.x и 9x. И, как следствие, она не совсем совместима с другой серией.

Полная совместимость этих серий должна быть достигнута выпуском Windows NT версии 5.0 (т.н. Windows 2000).

Windows 3.0 (1990 г.) имела три режима работы:

— реальный режим для машин класса IBM PC XT с использованием только нижней памяти;

— стандартный режим для работы с микропроцессорами не ниже 80286 и объемом оперативной памяти не менее 1 Мбайта;

— 386—й расширенный режим для работы с 32-разрядными микропроцессорами (80386 и выше) и объемом оперативной памяти не менее 2 Мбайт. В этом режиме Windows 3.0 могла использовать виртуальную память фиксированного объема и выполнять MS—DOS-программы в окнах, имитирующих экран MS—DOS, в режиме вытесняющей многозадачности.

Windows 3.1 (1992 г.), как и практически идентичная ей Windows 3.11 (1993 г.), работает только в стандартном и 386—м расширенном режимах.

Windows for Workgroups3.11 (1993 г.), обладающая возможностями операционной системы одноранговой локальной сети, работает только в 386-м расширенном режиме.

Windows 95 (1995 г.) имеет единственный режим работы, являющийся улучшенным вариантом 386—го расширенного режима.

Windows 98 (1998 г.) является усовершенствованной версией операционной системы Windows 95 и имеет аналогичный ей режим работы.

Windows NT - многозадачная операционная система, которая работает в расширенном режиме и может поддерживать несколько параллельно работающих микропроцессоров. Microsoft Windows NT частично совместима с DOS, Windows 3.x, Windows 9x, OS/2 и POSIX приложениями.

Для работы с Windows 3.0 и приложениями для нее, такими, как Word 2.0 и Excel 4.0, можно использовать компьютер с микропроцессором 80386 и объемом оперативной памяти 4 Мбайта (формально для этих программ достаточно 2 Мбайта памяти).

Для работы с Windows 3.1x и приложениями для нее, такими, как Word 6.0 и Excel 5.0, тоже достаточно компьютера с микропроцессором 80386 и объемом оперативной памяти 4 Мбайта, но рекомендуется микропроцессор 486 (см. Семейство МП x88/x86) и объем оперативной памяти 8—12 Мбайт.

Для работы с Windows 95 требуется компьютер с микропроцессором 80386 и объемом оперативной памяти 4 Мбайта. При использовании приложений для Windows 95, таких, как Word7.0 и Excel7.0, требуется объем оперативной памяти не менее 8 Мбайт, рекомендуется микропроцессор 486 или Pentium и объем оперативной памяти 12—16 Мбайт.

Операционная система MS Windows 3.xx

Ядро Windows слагается из трех модулей: Kernel (низкоуровневая часть — управление распределением памяти, процессами, файловым вводом-выводом и др.), User (контрольные элементы пользователя — работа с клавиатурой, мышью, таймером и портами, отображение окон и меню) и GDI (Graphics Device Interface, работа с дисплеем и принтером, прорисовка линий, закрашивание, отображение шрифтов, операции с масштабируемыми шрифтами TrueType).

Модули User и GDI имеют области локальной памяти объемом 64 Кбайта каждая — системные ресурсы. Каждое открытое окно, другие элементы интерфейса и графическая информация занимают часть системных ресурсов.

При помощи динамически загружаемых модулей (Dynamic Link Library, DLL) поддерживаются отображение стандартных диалоговых окон Windows, протоколы обмена данными DDE (динамическое связывание данных, Dynamic Data Exchange) и OLE (связывание и встраивание объектов, Object Linking and Embedding), взаимодействие с драйверами устройств ввода-вывода и другие черты Windows.

Для поддержки принтеров в Windows 3.1 применена архитектура мини-драйверов: универсальный драйвер принтера выполняет аппаратно-независимые функции печати, а для поддержки конкретных устройств используются мини-драйверы производителей.

Для запуска Windows служит команда “WIN”. После запуска системы на экране появится оболочка Windows. Стандартной оболочкой для запуска приложений в среде Windows 3.1 является Диспетчер Программ. Значки вызова программ размещаются во вложенных окнах Диспетчера Программ — группах.

Каждой выполняемой программе в Windows отводится окно, которое может занимать часть экрана или весь экран.

Верхняя часть окна содержит заголовок с именем приложения и именем документа, который в данный момент редактируется в окне. Потянув мышью заголовок, можно перемещать окно по экрану.

Правее заголовка имеются две кнопки. Левая кнопка служит для свертывания окна до состояния значка. Чтобы развернуть окно приложения, надо дважды щелкнуть мышью по его значку. Значки можно перемещать по экрану мышью. Правая кнопка служит для разворачивания окна до полного размера экрана и для восстановления первоначального размера. В зависимости от состояния окна ее внешний вид меняется.

Рамка окна приложения Windows позволяет измененять размеры окна.

Полосы прокрутки служат для перемещения по рабочему полю приложений, списков и т.д.

Нажатием Alt+пробел или щелчком мыши по левому верхнему углу окна Windows-приложения активизируется оконное меню. Двойной щелчок мыши по значку системного меню закрывает окно. Системное меню содержит команды для действий с окном и переключения между работающими приложениями.

Многие приложения Windows, такие как Диспетчер Программ или текстовый процессор Microsoft Word для Windows, являются многооконными, то есть могут содержать одно или более вложенных окон.

Под заголовком окна расположено меню. В каждом приложении, работающем с документами, есть меню File (Файл). Многие приложения, работающие с данными, имеют меню Edit (Редактирование). Меню доступа к справочной системе (Help) всегда последнее.

Многие команды меню Windows можно вызвать комбинациями клавиш. Любую программу Windows можно завершить по команде Alt+F4, что эквивалентно меню File|Exit. Выход из оболочки Windows означает выход из Windows.

Для управления группами и значками Диспетчера Программ (Program Manager) служат команды меню File.

Перемещать значки из группы в группу проще всего при помощи мыши. Перетаскивание мышью с нажатой клавишей Ctrl не переместит программный элемент, а скопирует его.

Программы, значки которых находятся в группе StartUp (Группа Запуска), автоматически загружаются при запуске Windows.

Интерфейс Диспетчера Файлов

В левой части окна Диспетчера Файлов обычно изображено дерево каталогов, справа — содержимое текущего каталога. Если включить меню-переключатель Tree|Indicate Expandable Branches (Дерево|Отмечать Расширяемые Ветви), на значках каталогов появятся символы “+” и “—”, щелчок мышью на каталоге, помеченном “+”, “распахнет” следующий уровень подкаталогов, щелчок на значке “—” “захлопнет” открытую ветвь.

Перемещение с диска на диск осуществляется щелчком мышью по значку дисковода. В Windows3.1 пиктограммы дисководов находятся под заголовком каждого окна, а в Windows for Workgroups3.11 (для рабочих групп) — только в главном окне Диспетчера Файлов. Двойной щелчок мышью по значку дисковода создает новое окно Диспетчера Файлов.

Для копирования и перемещения файлов удобно пользоваться перетаскиванием мышью.

Любую программу можно вызвать на выполнение, выбрав в списке ее исполняемый файл и нажав Enter. С помощью мыши можно осуществить запуск любой программы с именем файла в виде параметра, подтащив этот файл к исполнимому файлу программы.

Файл, связанный с некоторой программой (например, файл с раширением DOC обычно связан с Microsoft Word, файл с расширением XLS — с Microsoft Excel и т.д.), может быть распечатан командой File|Print (Файл|Печать).

Совместное использование Диспетчера Файлов с другими приложениями Windows

Диспетчер Файлов позволяет создавать новые программные элементы в группах Диспетчера Программ перетаскиванием значков файлов из Диспетчера Файлов в Диспетчер Программ.

Загрузку файлов данных в активные приложения можно осуществлять путем перетаскивания значков файла данных из Диспетчера Файлов в окно приложения, предварительно свернутое до значка.

Для распечатывания документа можно “бросить” в пиктограмму свернутого Диспетчера Печати значок документа из Диспетчера Файлов.

В ОС для одноранговых сетей Windows for Workgroups 3.11 сетевые компоненты встроены внутрь усовершенствованной операционной оболочки Windows 3.1. Windows for Workgroups 3.11 дает возможность полностью использовать ресурсы сети и оперировать данными, функционирующими в сети. Пользователи Windows for Workgroups 3.11 могут совместно использовать файлы на дисковых накопителях и принтеры с помощью стандартных средств оболочки Windows — File Manager и Print Manager. Для этого необходимо определить компьютеры, устройства которых будут разделяться, и присвоить этим устройствам уникальные имена. Причем пользователь сам решает, какие из ресурсов своего компьютера сделать общими. Тогда, чтобы обратиться к директории или диску такого компьютера, достаточно указать его имя и после этого можно работать с ним, как с обычным локальным устройством. Отметим, что возможность работы с разделяемыми накопителями сохраняется и в сеансах DOS.

Windows for Workgroups 3.11 ориентирована на модели процессоров не ниже 80386-го и требует минимум 4 Мбайт оперативной памяти. Реализация полноценного графического интерфейса возможна только на видеоадаптерах VGA и SVGA.

Операционные системы MS Windows 9.x

В ядро Windows 95 введены 32-разрядные модули. Kernel является полностью 32—разрядным. Модуль GDI состоит из двух частей, в 32—разрядный модуль перенесена подсистема буферизации входных и выходных потоков, подсистема печати, растеризатор шрифтов TrueType и основные операции рисования, 16—разрядный модуль управляет окнами. Модуль User остался 16—разрядным.

Низкоуровневые компоненты Windows 95 изолированы от прикладных программ и пользуются сервисом нулевого уровня защиты микропроцессора 80386. Приложения Win32 выполняются в среде Windows 95 в режиме вытесняющей многозадачности, кроме того, Windows 95 поддерживает многопоточные приложения.

16—разрядные приложения для Windows и —MSDOS программы выполняются в среде Windows 95 примерно так же, как и в среде Windows3.x.

Для Win32-приложений в среде Windows 95 доступна плоская (несегментированная) модель памяти Windows 95. Система полностью использует адресуемую память 386—х процессоров, при этом для прикладных программ может быть отведен общий объем памяти (физической и виртуальной) до 2 Гбайт, и еще до 2 Гбайт Windows 95 может использовать для собственных нужд. Файл виртуальной памяти Windows 95 может динамически менять свой размер и не требует непрерывности.

Большая часть ресурсов Windows 95 хранится в областях памяти с 32-разрядной адресацией, поэтому объем ресурсов Windows 95 практически не ограничен. Старые Windows-программы, которые непосредственно обращаются к системным ресурсам, используют их в среде Windows 95 так же, как и в среде Windows3.1x.

Файловая система Windows 95 называется Virtual FAT и полностью поддерживает FAT. Система Virtual FAT реализована в ядре защищенного режима, благодаря чему система не должна переключаться в реальный режим для обращения к файлам, как это было в случае Windows3.x.

Virtual FAT позволяет Win32-приложениям пользоваться длинными (до 255 символов) именами файлов.

Система Windows 95 обеспечивает:

— полную поддержку разделения доступа к файлам (вместо резидентной программы MS—DOS SHARE.EXE);

— полную поддержку разнообразных звуковых плат, —CDROM-приводов и других мультимедиа-устройств (вместо MS—DOS-драйверов производителей этих устройств);

— поддержку файловой системы CD—ROM-дисков (вместо MSCDEX.EXE);

— ускорение доступа к дискам (вместо SMARTDrive);

— работу с мышью не только в графической среде, но и с MS—DOS-программами (вместо драйверов типа MOUSE.COM);

— динамическое сжатие данных (вместо DRVSPACE.BIN);

— полную поддержку работы станции в локальных сетях Microsoft (Microsoft LAN Manager, WindowsNT, Windows for Workgroups и Windows95) и Novell NetWare3.x, заменяя все резидентные программы, которые приходилось загружать для работы в этих сетях.

Windows 95 поддерживает автоматическую настройку множества моделей устройств ввода-вывода, в том числе на основе протокола Plug and Play.

Windows 95 может служить операционной системой одноранговой локальной сети, клиентом Novell NetWare3.x и сетевых операционных систем Microsoft, а также графической оболочкой для клиентов сетей других производителей. Система поддерживает все основные сетевые протоколы и стандарты, автоматически анализирует параметры локальной сети. Механический разрыв соединения не нарушает работу локальной системы. Windows 95 позволяет использовать длинные имена файлов на сетевых компьютерах, работающих в среде Windows 95, Windows NT, NetWare 3.x и выше.

Обычно после включения компьютера сразу загружается графическая оболочка Windows95. В некоторых случаях, например при входе в локальную сеть, может потребоваться ввод пользовательского идентификатора и пароля.

В нижней части экрана Windows 95 обычно расположена панель задач (taskbar), на которой находится кнопка Start (Пуск) и кнопки активных приложений и папок. Нажатие