История Windows. Структура и архитектура ОС Windows

Работа в операционных системах и средах 

История Windows. Структура и архитектура ОС Windows.

Операционные системы корпорации Microsoft можно условно разделить на четыре группы:

• MS-DOS и MS-DOS + Windows 3.1
• Потребительские (consumer) версии Windows (Window 95/98/Me)
• Линия ОС, ведущих начало от Windows NT (Windows NT/2000/XP/Vista)
• Версии Windows 7,8,10

MS-DOS и MS-DOS + Windows 3.1

Однозадачная 16-разрядная ОС MS-DOS была выпущена в начале 80-х годов, поменялась на ПК с процессом х86, была примитивная, её оболочка занималась обработкой командной строки. Затем под влиянием Microsoft была разработана система Windows. Широкое распространение получили версии 3.0, 3.1 и 3.11. Первоначально это была не самостоятельная ОС, а скорее многозадачная графическая оболочка MS-DOS, которая контролировала работу ПК и файловую систему.

Потребительские (consumer) версии Windows (Window 95/98/Me)

В 1995 году была выпущена 32-разрядная ОС Windows 95, где была реализована вытесняющая многозадачность. ОС Windows 95 включала большой объем 16-разрядного кода (если один из потоков был занят модификацией данных в ядре, другой поток, чтобы не получить эти данные в противоречивом состоянии, вынужден был ждать, то есть не мог воспользоваться системными сервисами). Это сводило на нет преимущества многозадачности.

Линия ОС, ведущих начало от NT (Windows NT/2000/XP/Vista)

ОС Windows NT (New Technology) - новая 32-разрядная ОС, совместимая с предшествующими версиям Windows по интерфейсу. В начале 1999 года была выпущена Windows NT 5.0, переименованная в Windows 2000. Следующая версия этой ОС данной серии - Windows XP появилась в 2001 году, а Windows Server 2003 - в 2003 году. В 2007 году выпущена Windows Vista, ранее известная под кодовым именем Longhorn.

Версии Windows 7,8,10

В 2009 году вышла ОС Windows 7, в том числе и для 64-разрядных процессов. В ней реализована поддержка Unicode, мульти-тач управление. Большинство драйверов определяется автоматически, в 90% случаев сохраняется обратная совместимость с драйверами для Windows Vista. Windows 8 выпущенна в 2012 году. Использует новый интерфейс под названием Metro. Добавлено две новые функции восстановления системы, новый Диспетчер задач и т.д. В 2015 году появляется Windows 10,призваная стать единой для разных устройств, таких как персональные компьютеры, планшеты, смартфоны, консоли Xbox One и пр.

Структура ОС Windows

Задача уровня абстрагирования (hardware abstraction layer, HAL) - скрыть различия аппаратных архитектур для переноса системы на другую платформу. Это позволяет изолировать ядро, драйверы и исполнительную систему ОС Windows от специфики оборудования (например, различий между материнскими платами). Microsoft называет ядром (kernel) компонент, находящийся в невыгружаемой памяти, содержащий низкоуровневые функции ОС (диспетчеризация прерываний, планирование потоков и др.). Ядро и HAL аппаратно-зависимы и написаны на языках Си и ассемблера. Верхние уровни написаны на языке Си и являются машинно-независимыми. Исполнительная система (executive) обеспечивает управление памятью, процессами, защиту, ввод-вывод и взаимодействие между процессами. В пространстве пользователя работают разнообразные сервисы. Среду для выполнения пользовательских приложений (user applications) предоставляют подсистемы окружения: Win32, POSIX и OS/2. Процессы пользовательского режима для взаимодействия с модулями режима ядра используют библиотеки Windows DLL (Dynamic Link Library - динамическая подключаемая библиотека). Каждая DLL экспортирует набор Windows API функций, которые может вызвать процесс. Win32 API (Application Programming Interface) – основной интерфейс программирования в семействе операционных систем Microsoft Windows. Функции Win32 API, например, CreateProcess или CreateFile – вызываемые подпрограммы, реализуемые Win32 подсистемой. В состав Win32 подсистемы входят, например, функции окон и рисования.