Операционные системы Windows XP

— Windows NT 5.1 — операционная система семейства Windows NT

корпорации Microsoft.
Выпущена 25 октября 2001 года и является развитием Windows 2000 Professional. Название XP происходит от англ. eXPerience (опыт).
Windows XP является исключительно клиентской системой. Её серверным аналогом является Windows Server 2003.

и предпринимателей и содержит такие функции, как удалённый доступ к

рабочему столу компьютера, шифрование файлов (при помощи Encrypting File System), центральное управление правами доступа и поддержка многопроцессорных систем. Windows XP Home Edition — система для домашнего применения. Выпускается как недорогая «урезанная» версия Professional Edition, но базируется на том же ядре.

Edition и содержит специальные приложения, оптимизированные для ввода данных стилусом

на планшетных персональных компьютерах. Важнейшим свойством является понимание текстов, написанных от руки и адаптация графического интерфейса к поворотам дисплея. Эта версия продаётся только вместе с соответствующим компьютером.
Windows XP Media Center Edition базируется на Professional Edition и содержит специальные мультимедийные приложения. Компьютер, как правило, оснащён ТВ-картой и пультом дистанционного управления (ПДУ). Важнейшим свойством является возможность подключения к телевизору и управление компьютером через ПДУ благодаря упрощённой системе управления Windows. Эта система содержит также функции для приёма УКВ-радио.

система на базе Windows XP Professional Edition и предназначена для

применения в различных встраиваемых системах: системах промышленной автоматизации, банкоматах, медицинских приборах, кассовых терминалах, игровых автоматах, VoIP-компонентах и т. п. Windows XP Embedded включает дополнительные функции по встраиванию, среди которых фильтр защиты от записи (EWF и FBWF), загрузка с флеш-памяти, CD-ROM, сети, использование собственной оболочки системы и т. п.
Windows Embedded for Point of Service — специализированная операционная система на базе Windows XP Embedded, сконфигурированная для пунктов обслуживания и оптимизированная для розничной торговли и сферы услуг. На базе этой платформы можно создавать банкомат, платежный терминал, АЗС, кассовый аппарат и т. п. Дополнительно Windows Embedded for Point of Service включает технологию POS for .NET для быстрой разработки торговых приложений и поддержки торгового периферийного оборудования.

версия, разработанная для процессоров с технологией AMD64 Opteron и Athlon

64 от фирмы AMD и процессоров с технологией EM64T от фирмы Intel.
Эта система не поддерживает процессоры других производителей, а также не работает с процессором Intel Itanium. Хотя первые 64-разрядные процессоры появились в 2003 году, Windows XP Professional x64 Edition вышла в свет только в апреле 2005 года.
Основным достоинством системы является быстрая работа с большими числами (Long Integer и Double Float). Таким образом, эта система очень эффективна, например, при выполнении вычислений, использующих числа с плавающей запятой, необходимых в таких областях, как создание спецэффектов для кинофильмов и трёхмерной анимации, а также разработка технических и научных приложений. Данная система поддерживает смешанный режим, то есть одновременную работу 32- и 64-разрядных приложений, однако для этого все драйверы должны быть в 64-разрядном исполнении.

формы и плавные цвета; а также дополнительные функциональные улучшения (такие,

как возможность представления папки в виде слайд-шоу в проводнике Windows). Поддержка метода сглаживания текста ClearType, улучшающего отображение текста на ЖК-дисплеях (по умолчанию отключена). Возможность быстрого переключения пользователей, позволяющая временно прервать работу одного пользователя и выполнить вход в систему под именем другого пользователя, оставляя при этом приложения, запущенные первым пользователем, включёнными. Функция «удалённый помощник», позволяющая опытным пользователям и техническому персоналу подключаться к компьютеру с системой Windows XP по сети для разрешения проблем. При этом помогающий пользователь может видеть содержимое экрана, вести беседу и (с позволения удалённого пользователя) брать управление в свои руки.

в определённое предшествующее состояние (эта функция является развитием аналогичной программы,

включённой в Windows ME), а также улучшение других способов восстановления системы. Так, при загрузке последней удачной конфигурации загружается также и прежний набор драйверов, что позволяет в ряде случаев легко восстановить систему при проблемах, возникших в результате установки драйверов; возможность отката драйверов и т. д.
Улучшенная совместимость со старыми программами и играми. Специальный мастер совместимости позволяет эмулировать для отдельной программы поведение одной из предыдущих версий ОС (начиная с Windows 95). Впрочем, функция совместимости присутствует в Windows 2000 с пакетом обновления 2.
Возможность удалённого доступа к рабочей станции благодаря включению в систему миниатюрного сервера терминалов (только в издании Professional).
Windows XP включает технологии, разработанные фирмой Roxio, которые позволяют производить прямую запись CD из проводника, не устанавливая дополнительное ПО, а работа с перезаписываемыми компакт-дисками становится подобной работе с дискетами или жёсткими дисками.

данных, в которой аккумулируется вся необходимая для нормального функционирования компьютера

информация о настройках операционной системы, используемом совместно с Windows программном обеспечении и оборудовании.
Все хранящиеся в реестре данные представлены в стандартизированной форме и четко структурированы согласно предложенной разработчиками Windows иерархической системе.

следующим образом: в процессе работы операционной системы как ее базовым

компонентам, так и прикладным программам периодически требуется получать сведения об установленном на компьютере оборудовании и его настройках, о параметрах и ограничениях, о составе и размещении других программ или библиотек.
В данном случае оптимальным вариантом организации доступа к такой информации является ее хранение в единой унифицированной базе данных, поиск соответствующих сведений в которой был бы возможен и для программных средств, и для администратора компьютера, желающего изменить конфигурацию Windows.
В роли этой базы данных и выступает реестр. В случае установки или удаления каких бы то ни было устройств, приложений или системных компонент, информация о подобных изменениях записывается в реестр и считывается оттуда в ходе каждой загрузки операционной системы. 

возникающие в процессе эксплуатации прикладного программного обеспечения, гибко настраивать режимы

работы приложений;
- устранять неполадки в работе оборудования, вызванные некорректным использованием различными устройствами ресурсов операционной системы или драйверов;
- настраивать параметры и ограничения пользовательской среды Windows, изменять заданные по умолчанию характеристики операционной системы;
- управлять быстродействием компьютера;
- перераспределять ресурсы операционной системы по усмотрению администратора компьютера;
- управлять конфигурацией компонент Windows и системных сервисов, что позволяет оптимизировать работу операционной системы в зависимости от назначения компьютера и стоящих перед пользователем задач.

аббревиатурой HKCR, включает в себя ряд подразделов, в которых содержатся

сведения о расширениях всех зарегистрированных в системе типов файлов и данные о COM-серверах, зарегистрированных на компьютере.
Фактически данную ветвь с функциональной точки зрения можно считать аналогом ключа HKEY_LOCAL_MACHINE\Software: здесь собраны все необходимые операционной системе данные о файловых ассоциациях.

HKCU, содержится информация о пользователе, ведущем на компьютере текущий сеанс

работы, который обслуживается реестром.
В ее подразделах находится информация о переменных окружения, группах программ данного пользователя, настройках рабочего стола, цветах экрана, сетевых соединениях, принтерах и дополнительных настройках приложений (переменные окружения используются в Windows XP в сценариях, записях реестра и других приложениях в качестве подстановочных параметров).

информация, относящаяся к операционной системе и оборудованию, например, тип шины

компьютера, общий объем доступной памяти, список загруженных в данный момент времени драйверов устройств, а также сведения о загрузке Windows.
Данная ветвь включает наибольшее количество информации в системном реестре Windows XP и нередко используется для тонкой настройки аппаратной конфигурации компьютера.

обо всех профилях пользователей данного компьютера.
Один из ее подразделов

всегда соотносится с подразделом HKEY_CURRENT_USER (через параметр Security ID (SID) пользователя). Другой подраздел, HKEY_USERS\DEFAULT, содержит информацию о настройках системы в момент времени, предшествующий началу сеанса текущего пользователя.

обо всех профилях оборудования, использующегося в данном сеансе работы.
Профили

оборудования позволяют выбрать драйверы поддерживаемых устройств для заданного сеанса работы (например, не использовать активацию порта док-станции переносного компьютера, когда он не подключен к станции). Эта информация берется из подразделов HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet.

Когда все электрические параметры в норме БП посылает сигнал Power

Good процессору. Время между включением питания и уходом сигнала обычно 0.1-0.5 секунд.
Таймер микропроцессора получает сигнал Power Good. С получением этого сигнала таймер перестает посылать сигнал Reset процессору, позволяя тому включиться.
CPU начинает выполнять код ROM BIOS. Процессор загружает ROM BIOS начиная с адреса FFFF:0000. По этому адресу прописан только переход на адрес настоящего кода BIOS ROM.

встречающаяся на этом этапе сообщается определенными звуковыми кодами (в прошлом

биканьем, сейчас уже вероятно более современно - голосом), так как видео система еще не инициализирована.
BIOS ищет адаптеры, которые могут потребовать загрузки своего BIOS-а. Самым типичным случаем в этом случае является видео карта. Загрузочная процедура сканирует память с адреса C000:0000 по C780:0000 для поиска видео ROM. Таким образом загружаются системы всех адаптеров.
ROM BIOS проверяет выключение это или перезагрузка. Процедура проверяет два байта по адресу 0000:0472. Любое значение отличное от 1234h является свидетельством "холодного" старта.

POST (Power On Self Test). Если это перезагрузка, то из

POST процедуры исключается проверка памяти. Процедуру POST можно разделить на три компоненты: 
1. Видео тест инициализирует видео адаптер, тестирует карту и видео память, показывает конфигурацию или возникшие ошибки.
2. Идентификация BIOS-а показывает версию прошивки, производителя и дату.
3. Тест памяти проверяет чипы памяти и подсчитывает размер установленной памяти.
Ошибки, которые могут возникнуть в ходе POST проверки можно разделить на смертельные и не очень :). Во втором случае они показываются на экране, но позволяют продолжить процесс загрузки. Ясно, что в первом случае процесс загрузки останавливается, что обычно сопровождается серией бип-кодов

область памяти (64 байт) питается от батарейки на материнской платы.

Самое главное для загрузки в ней - порядок, в котором должны опрашиваться приводы, какой из них должен быть первым - дисковод, CD-ROM или винчестер.  
Если первым является жесткий диск, BIOS проверяет самый первый сектор диска на наличие Master Boot Record (MBR). Для дисковода проверяется Boot Record в первом секторе.  Master Boot Record - первый сектор на цилиндре 0, 0 головке, 512 байт размером. Если она находится, то загружается в память по адресу 0000:7C00, потом проверяется на правильную сигнатуру - два последних байта должны быть 55AAh. Отсутствие MBR или этих проверочных байт останавливает процесс загрузки и выдает предупреждение. Сама MBR состоит из двух частей - системного загрузчика (partition loader или Boot loader), программы, которая получает управление при загрузке с этого жесткого диска; таблицы разделов (партиций), которая содержит информацию о логических дисках, имеющихся на жестком диске.

управление передается ее коду. Процесс установки нескольких операционных систем на

один компьютер обычно заменяет оригинальный загрузчик на свою программу, которая позволяет выбрать с какого диска производить остальную загрузку.
Дальше Boot Loader проверяет таблицу партиций в поисках активной. Загрузчик дальше ищет загрузочную запись (Boot Record) на самом первом секторе раздела. В данном случае Boot Record это еще 512 байт - таблица с описанием раздела (количество байт в секторе, количество секторов в кластере и т.п.) и переход на первый файл операционной системы (IO.SYS в DOS).

на правильность и если код признается правильным то код загрузочного

сектора исполняется как программа. Загрузка Windows XP контролируется файлом NTLDR, находящемся в корневой директории системного раздела. NTLDR работает в четыре приема:
1. Начальная фаза загрузки.
2. Выбор системы.
3. Определение аппаратуры.
4. Выбор конфигурации.

защищенный режим. Затем загружает соответствующий драйвер файловой системы для работы

с файлами любой файловой системы, поддерживаемой XP. Если кто забыл, то ОС может работать с FAT-16, FAT-32 и NTFS.
Если в корневой директории есть BOOT.INI, то его содержание загружается в память. Если в нем есть записи более чем об одной операционной системе, NTLDR останавливает работу - показывает меню с выбором и ожидает ввода от пользователя определенный период времени. Если такого файла нет, то NTLDR продолжает загрузку с первой партиции первого диска, обычно это C:\.

NT, 2000 или XP, то проверяется нажатие F8 и показ

соответствующего меню с опциями загрузки. После каждой удачной загрузки XP создает копию текущей комбинации драйверов и системных настроек известную как Last Known Good Configuration. Этот коллекцию можно использовать для загрузки в случае если некое новое устройство внесло разлад в работу операционной системы.
Если выбранная операционная система XP, то NTLDR находит и загружает DOS-овскую программу NTDETECT.COM для определения железа, установленного в компьютере. NTDETECT.COM строит список компонентов, который потом используется  в ключе HARDWARE ветки HKEY_LOCAL_MACHINE реестра.
Если компьютер имеет более одного профиля оборудования программа останавливается с меню выбора конфигурации.

XP (NTOSKRNK.EXE). В процессе загрузки ядра (но перед инициализацией) NTLDR

остается главным в управлении компьютером. Экран очищается и внизу показывается анимация из белых прямоугольников. Кроме ядра загружается и Hardware Abstraction Layer (HAL.DLL), дабы ядро могло абстрагироваться от железа. Оба файла находятся в директории System32.
NTLDR загружает драйвера устройств, помеченные как загрузочные. Загрузив их NTLDR передает управление компьютером дальше. Каждый драйвер имеет ключ в HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Services. Если значение Start равно SERVICE_BOOT_START, то устройство считается загрузочным. Для каждого такого устройства на экране печатается точка.

фазы - так называемую фазу 0 и фазу 1. Первая

фаза инициализирует лишь ту часть микроядра и исполнительные подсистемы, которая требуется для работы основных служб и продолжения загрузки. На этом этапе на экране показывается графический экран со статус баром.  XP маскирует прерывания в процессе фазы 0 и включает их только перед фазой 1. Вызывается HAL для подготовки контроллера прерываний. Инициализируются Memory Manager, Object Manager, Security Reference Monitor и Process Manager. Фаза 1 начинается когда HAL подготавливает систему для обработки прерываний устройств. Если на компьютере установлено более одного процессор они инициализируются. Все исполнительные подсистемы реинициализируются в следующем порядке:
Object Manager
Executive
Microkernel
Security Reference Monitor
Memory Manager
Cache Manager
LPCS
I/O Manager
Process Manager

системных драйверов. С того момента где остановился NTLDR загружаются драйвера

по приоритету.   Сбой в загрузке драйвера может заставить XP перезагрузиться и попытаться восстановить Last Known Good Configuration.
Последняя задача фазы 1 инициализации ядра - запуск Session Manager Subsystem (SMSS). Подсистема ответственна за создание пользовательского окружения, обеспечивающего интерфейс NT. SMSS работает в пользовательском режиме, но в отличии от других приложений SMSS считается доверенной частью операционной системы и "родным" приложением (использует только исполнительные функции), что позволяет ей запустить графическую подсистему и login. 

переключает компьютер в графический режим, SMSS стартует все сервисы, которые

должны автоматически запускаться при старте. Если все устройства и сервисы стартовали удачно процесс загрузки считается удачным и создается Last Known Good Configuration.
Процесс загрузки не считается завершенным до тех пор, пока пользователь не зарегистрировался в системе. Процесс инициализируется файлом WINLOGON.EXE, запускаемым как сервис и поддерживается Local Security Authority (LSASS.EXE), который и показывает диалог входа в систему.  Это диалоговое окно показывается примерно тогда, когда Services Subsystem стартует сетевую службу.

Windows NT, линейки операционных систем, используемых на пользовательских персональных компьютерах.

В стадии разработки данная операционная система имела кодовое название «Longhorn».
На раннем этапе разработки система была известна под кодовым именем Longhorn (по имени бара Longhorn Saloon вблизи лыжного курорта Вистлер в Британской Колумбии).
Название «Vista» было объявлено 22 июля 2005 года. Спустя несколько месяцев Microsoft также переименовали Windows Longhorn Server в Windows Server 2008. С 8 ноября 2006 года полноценная версия Windows Vista доступна для производителей оборудования. Публичный релиз для конечных пользователей состоялся 30 января 2007 года.
Windows Vista, как и Windows XP, — исключительно клиентская система. Microsoft также выпустила серверную версию Windows Vista — Windows Server 2008.

General Electric, AT&T Bell Laboratories и Массачусетский технологический институт, завершил

работу над научно-исследовательским проектом Multics, результатом которого стала одноименная операционная система, вобравшая в себя последние достижения в решении проблем многозадачности, управления файлами и взаимодействия с пользователем.

систему Unix, в которой использовались многие результаты проекта Multics.
Он

приспособил эту систему, предназначенную для работы на мини-ЭВМ, к потребностям исследователей.
С самого начала Unix стала удобной для всех и эффективной многопользовательской и многозадачной операционной системой.

росла, и в 1970 году Деннис Ритчи и Кен Томпсон

переписали код системы на языке програм­мирования С.
Д. Ритчи, коллега К.Томпсона по Bell Labs, создал этот язык с целью обеспечения гибкости при разработке программ. Одно из преимуществ языка С состоит в том, что он позволяет обращаться непосредственно к аппаратным средствам компьютера за счет использования обобщенного набора команд.

человека в стандартный программный продукт, распространяемый многими фирмами, включая Novell

и IBM.
Сначала эту ОС считали исследовательским продуктом, поэтому первые версии Unix распространялись бесплатно по факультетам вычислительной техники многих известных университетов.

официальные версии Unix и продавать лицензии на нее различным пользователям.

Одним из таких пользователей был факультет вычислительной техники Калифорнийского университета в Беркли. Его специалисты ввели в систему много новых особенностей, которые впослед­ствии стали стандартными.
В 1975 году в Беркли была выпущена собственная версия Unix, известная как Berkeley Software Distribution (BSD). Эта версия Unix стала основным соперником версии AT&T Bell Labs.

версии Unix. В 1980 году фирма Microsoft выпустила версию Unix

для ПК, получившую название Xenix. Компания AT&T разработала несколько версий Unix, а в 1982 году выпустила первую коммерческую версию, System 3.
За ней последовала System V, которая стала весьма серьезно поддерживаемым программным продуктом.

по Unix новой организации, Unix System Laboratories, которая сосредоточила свои

усилия на разработке стан­дартной системы, объединяющей основные версии Unix.
В 1991 году Unix System Laboratories разработала System V версии 4, в которой были реализованы практически все возможности вариантов System V версии 3, BSD версии 4.3, SunOS и Xenix.

отличалась высокой требовательностью по отношению к аппаратным средствам, для эффективной

работы ОС необходимо было иметь рабочую станцию или мини-ЭВМ.
Некоторые версии Unix были рассчитаны в основном на рабочие станции. Систему SunOS разработали для рабочих станций Sun, а систему AIX — для рабочих станций IBM.
По мере наращивания мощи персональных компьютеров стали появляться сообщения о разработке версий Unix для ПК. В частности, Xenix и System V/386 — коммерческие версии Unix для IBM-совместимых ПК. AUX — версия Unix, которая работает на ПК Macintosh.
To, что Unix устанавливается на компьютерах практически всех типов (рабочих станциях, мини-ЭВМ и даже супер-ЭВМ), — лишнее свидетельство присущей ей мобильности, которая и обеспечила возможность создания эффективной версии Unix для персональных компьютеров.

жизнеспособности, синхронизации и управления.
Достоинство UNIX состоит в том, что эти

API универсальны. Вот самые главные из них: open, close, read, write, stat, chown, chmod (суть почти всех вызовов интуитивно понятна из названия, кроме, разве что, последних трех, которые служат для управления атрибутами файлов, информации о владельце и прав доступа) и др.

что связано с файлами: управление, размещение, доступ.
Обмен данными с

драйверами может проходить двумя способами: с помощью буфера или потока.

прерываний и связь ядра с железом.
Здесь следует отметить лишь

пару моментов, во-первых, прерывания могут "прерывать" работу процессора и требовать внимания к себе (после этого процессор без проблем возвращается к выполнению оставленных процессов), а, во-вторых, обработку прерываний осуществляют специальные функции ядра.

с элементной базой Intel.
Ее разработка начиналась проектом Линуса Торвальда,

студента факультета вычислительной техники Хельсинкского университета.
В то время студенты пользовались программой Minix, которая демонстрировала различные возможности Unix.
Эта программа, которую разработал профессор Эндрю Таннебаум, широко распространилась по сети Internet среди студентов всего мира.

Unix для пользователей Minix. Он назвал ее Linux и в

1991 году выпустил версию 0.11. Linux широко распространилась по Internet и в последующие годы подверглась доработкам со стороны других программистов, которые ввели в нее возможности и особенности, присущие стандартным Unix-системам.
В Linux, в частности, были перенесены практически все основные программы-менеджеры окон. В этой ОС используются утилиты Internet, имеется и полный набор средств разработки программ, включая компиляторы и отладчики C++.
Несмотря на такие широкие возможности, операционная система Linux остается небольшой, стабильной и быстродействующей. В минимальной конфигурации она может эффективно работать даже на 386 компьютерре при наличии оператив­ной памяти объемом 4 Мбайта.

свою систему и ее программное обеспечение по-своему, а затем выпускает

пакет с собственной редакцией этой системы. Редакции могут включать в себя модифицированные версии программ, новое программное обеспечение.
Среди наиболее популярных редакций, и практичных дистpибутивы - RedHat based (RedHat, KSI, Mandrake, Caldera), Debian, SuSe, Slackware.