Организация и функционирование компьютеров

Дополнительная услуга, оказываемая системой Windows, заключается в автоматическом определении марок тех внешних устройств, которыми укомплектован компьютер в момент включения, после чего также автоматически выбираются соответствующие драйверы этих устройств (принцип Plug and Play). Естественно, это возможно только в случае, если устройство «умеет» отвечать на вопрос о своей марке (основные производители компьютерной техники это предусматривают).

Наиболее важная отличительная особенность Windows, из-за которой она и получила свое название (окна), – это взаимнооднозначная связь программ, работающих в текущий момент в операционной системе, и специальных графических объектов на экране монитора, называемых окнами. Это позволяет назвать Windows многозадачной системой. В каждый момент времени активна только одна программа и, соответственно, одно окно. Windows позволяет переходить от программы к программе просто путем выбора окна на экране монитора, запускать подпрограммы, образовывая новые окна, и заканчивать подпрограммы, закрывая окна. Можно также обмениваться информацией между отдельными программами с помощью специального промежуточного хранилища данных, называемого буфером Clipboard. Всю организацию взаимодействия программ друг с другом операционная система берет на себя.

Может случиться так, что при размещении в оперативной памяти нескольких программ для всех них места не хватит. В таких случаях Windows находит достаточный по объему участок памяти, обслуживающий те программы, которые в данный момент неактивны. Данные из этого участка переписываются на временно выделяемое на винчестере место, а сам участок используется для размещения активной программы и принадлежащих ей данных. Если активной станет предыдущая программа, то данные из использованного участка сохранятся в другом месте винчестера, а прежде сохраненная на винчестере часть оперативной памяти восстановится в прежнем виде. Такой метод называется своппингом или пэйджингом (в зависимости от способа обмена данных между оперативной памятью и винчестером). Чем больше оперативная память, тем реже используется своппинг и тем быстрее выполняются программы, то есть объем оперативной памяти напрямую связан с быстродействием.

Возникновение вычислительных сетей привело к появлению целого класса типовых задач, которые естественно было возложить на операционную систему. MS DOS ранних версий не выполняли сетевых функций. Самые поздние версии MS DOS и Windows поддерживают сетевые функции, но не в полном объеме. Для обеспечения сетевой связи между персональными компьютерами с подобными ОС обычно используется сетевая система типа NetWare фирмы Novell. Эта система не является собственно операционной системой, так как предполагает, что на каждом отдельном компьютере стоит своя операционная система (не важно, какая). Novell берет на себя все функции обеспечения процесса передачи данных между компьютерами с помощью следующего приема: для пользователя одного компьютера данные на другом компьютере представляются как еще один внешний носитель (диск) данного компьютера. При попытке прочитать в оперативную память файл этого диска (неважно, какой: данные или программу) операционная система обратится к сетевому входу, а подпрограммы, входящие в Novell, обеспечат правильную передачу данных с одного компьютера на другой. При этом следует обратить внимание, что компоненты Novell должны быть установлены как на одном компьютере, так и на другом.

Очередным шагом в развитии операционных систем является объединение операционных и сетевых систем в одну. К таким сетевым операционным системам относятся Windows NT и различные версии UNIX. Эти системы обеспечивают как работу отдельного компьютера, так и работу в сети. При этом на них возлагается множество дополнительных (по сравнению с рассмотренными) функций. Это все действия, связанные с установлением связи между узлами сети и с передачей данных в сети. Однако частично изменяются и рассмотренные выше функции операционной системы. Прежде всего это относится к файловой системе. При использовании сетевых ОС файловое пространство сети единое. По форме оно похоже на иерархическую файловую систему MS DOS (с небольшими вариациями в наименовании дисков, каталогов и файлов), но при этом разные диски физически располагаются на разных носителях разных компьютеров. Пользователь может совершать с файлами те же операции, которые он совершает с файлами отдельного компьютера, не заботясь о том, что фактически при этом происходит перемещение информации с одного компьютера на другой.