История создания компьютеров

История создания компьютеров

В конце XIX века Герман Холлерит в США изобрел счетно-перфорационные машины. В них использовались перфокарты для хранения числовой информации. Каждая такая машина могла выполнять только одну определенную программу, манипулируя с перфокартами и числами, пробитыми на них. Счетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод на печать числовых таблиц. На этих машинах удавалось решать многие типовые задачи статистической обработки, бухгалтерского учета и другие. Непосредственными предшественниками ЭВМ были релейные вычислительные машины. К 30-м годам XX века получила большое развитие релейная автоматика, которая позволяла кодировать информацию в двоичном виде. В процессе работы релейной машины происходят переключения тысяч реле из одного состояния в другое.

В первой половине XX века бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы. Электронные лампы стали технической основой для первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Первая ЭВМ — универсальная машина на электронных лампах, которая была построена в США в 1945 году. Эта машина называлась ENIAC расшифровывается как: электронный цифровой интегратор и вычислитель. Конструкторами ENIAC были Дж. Моучли и Дж. Эккерт. Скорость счета этой машины превосходила скорость релейных машин того времени в тысячу раз.

Первый электронный компьютер ENIAC программировался с помощью штеккерно-коммутационного способа, то есть программа строилась путем соединения проводниками отдельных блоков машины на коммутационной доске. Эта сложная и утомительная процедура подготовки машины к работе делала ее неудобной в эксплуатации. Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны крупнейшим американским математиком Джоном фон Нейманом.

Совершенствование электронно-вычислительной техники принято условно делить на поколения, в которых увеличивалось быстродействие и объем памяти, происходили существенные изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером.

Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов. Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тысяч операций в секунду (ЭВМ М-20).  Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты. Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд. Это довольно трудоемкая работа. Поэтому программирование в те времена было доступно немногим. В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. Транзисторы быстро внедрялись в радиотехнику.

Второе поколение ЭВМ. В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду. Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы. Такие системы связаны с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации.

Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ.

Третье поколение ЭВМ начали производиться во второй половине 60-х годов. Они создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах. С помощью очень сложной технологии специалисты научились монтировать на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см, достаточно сложные электронные схемы. Их назвали интегральными схемами (ИС). Первые ИС содержали в себе десятки, затем  сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС. Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств —магнитные диски. Как и на магнитных лентах, на дисках можно хранить неограниченное количество информации, но накопители на магнитных дисках (НМД) работают гораздо быстрее, чем НМЛ. Широко используются новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители. В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ).

В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ, производство которых превысило производство больших машин.  Машины этого типа хорошо приспособлены для целей управления различными техническими объектами: производственными установками, лабораторным оборудованием, транспортными средствами. По этой причине их называют управляющими машинами. Составление программы перестало зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием.

Четвертое поколение ЭВМ. Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Микропроцессор — это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Такие микропроцессоры осуществляют автоматическое управление работой этой техники. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ, которые были малы по габаритам (размеры бытового телевизора) и сравнительно дешевы. Персональные компьютеры – это самая популярная разновидностью ЭВМ.

Появление феномена персональных компьютеров связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка. В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году — Apple-2.

Программное обеспечение позволяет человеку легко общаться с машиной, быстро усваивать основные приемы работы с ней, получать пользу от компьютера, не прибегая к программированию. Общение человека и ПК может принимать форму игры с красочными картинками на экране, звуковым сопровождением. Неудивительно, что машины с такими свойствами быстро приобрели популярность, причем не только среди специалистов. ПК становится такой же привычной бытовой техникой, как радиоприемник или телевизор. Их стали выпускать огромными тиражами и продавать в магазинах.

Классификация операционных систем (ОС)

Операционная система - это совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с компьютером. Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т. д. ОС загружается при включении компьютера. Она предоставляет пользователю удобный способ общения (интерфейс) с вычислительной системой. Интерфейс при этом может быть программным и пользовательским. Программный интерфейс - это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной системы. Пользовательский интерфейс - это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ.

Операционная система состоит из нескольких компонент, которыми являются:

Ядро (kernel) - низкоуровневая основа любой операционной системы, выполняемая аппаратурой в особом привилегированном режиме. Ядро загружается в память один раз и находится в памяти резидентно – постоянно, по одним и тем же адресам; Подсистема управления ресурсами (resource allocator) – часть операционной системы, управляющая вычислительными ресурсами компьютера - оперативной и внешней памятью, процессором и др.; Управляющая программа (control program, supervisor) – подсистема ОС, управляющая исполнением других программ и функционированием устройств ввода-вывода

Каждый компьютер обязательно комплектуется операционной системой, для каждой из которых создаётся набор прикладных программ (приложений). Большинство операционных систем модифицируются и совершенствуются в направлении исправления ошибок и включения новых возможностей. В целях сохранения преемственности новая модификация операционной системы не переименовывается, а приобретает название версии. Версии ОС обозначаются, как правило, «десятичной дробью» вида 6.00, 2.1, 3.5 и т. д. При этом увеличение цифры до точки отражает существенные изменения, вносимые в операционную систему, а увеличение цифр, стоящих после точки, - незначительные изменения (например, исправление ошибок). Чем больше номер версии, тем большими возможностями обладает система.

Операционные системы классифицируются по различным принципам: количеству одновременно работающих пользователей (однопользовательские, многопользовательские); числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы (однозадачные, многозадачные); количеству поддерживаемых процессоров (однопроцессорные, многопроцессорные); разрядности кода ОС: 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные; ·типу интерфейса (командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические)); ·типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени; типу использования ресурсов: сетевые, локальные.

Многопользовательские операционные системы, в отличие от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами.

Понятие многозадачности означает поддержку параллельного выполнения нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени. Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени.

В соответствии с третьим признаком многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи.

Четвёртый признак подразделяет операционные системы на 8-, 16-, 32- и 64- разрядные. При этом подразумевается, что разрядность операционной системы не может превышать разрядности процессора.

В соответствии с пятым признаком ОС по типу пользовательского интерфейса делятся на объектно-ориентированные (как правило, с графическим интерфейсом) и командные (с текстовым интерфейсом).

Согласно шестому признаку ОС подразделяются на системы:

·пакетной обработки, в которых из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очерёдности с возможным учётом приоритетности;

·разделения времени (TSR), обеспечивающих одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания;

·реального времени, обеспечивающих определённое гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами.

В соответствии с седьмым признаком классификации ОС делятся на сетевые и локальные. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединённых в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов.

В большинстве случаев сетевые операционные системы устанавливаются на один или более достаточно мощных компьютеров-серверов, выделяемых исключительно для обслуживания сети и совместно используемых ресурсов.

ОС семейства Windows разработаны фирмой Microsoft. Они являются многозадачными операционными системами, предоставляющими удобный графический интерфейс. Основными представителями данного семейства являются ОС Windows 95 и ОС Windows NT. Windows 95 разработана на базе ОС MS-DOS и операционных оболочек Windows 3.х. Windows 95 является частично 32-разрядной, частично 16-разрядно операционной системой.

Операционная система Windows NT - одна из наиболее распространённых 32-разрядных сетевых ОС. Windows NT выпускается в двух модификациях: Windows NT Server и Windows NT WorkStation. Windows NT Server в первую очередь предназначен для управления сетевыми ресурсами. Система обеспечивает высокую мобильность и безопасность без потери производительности. Windows NT Server содержит средства для организации быстрого поиска информации и просмотра ресурсов глобальных сетей, обеспечивает возможность использования любых каналов связи (включая обычные телефонные линии), поддерживает до 256 одновременных подключений к одному серверу, а несколько серверов могут быть использованы для организации общедоступной сетевой службы.

Windows NT WorkStation - это версия ОС Windows NT, предназначенная для работы на локальных компьютерах и рабочих станциях. Она является полностью 32-разрядной операционной системой, наиболее защищённой и надёжной.

Все приложения в Windows NT работают в режиме многозадачности. Вместе с тем под Windows NT работают не все MS-DOS и 16-разрядные Windows - программы. Windows NT WorkStation целесообразно использовать, когда необходима надёжная защита конфиденциальных данных или программ, а также при выполнении инженерных, научных, статистических и других работ, когда важна высокая производительность при анализе больших объёмов данных.

История развития операционных систем

Первые классические операционные системы, такие как ATLAS, MULTICS, OS IBM/360, были разработаны в 1960-1970 гг. Главной характеристикой операционных систем данного периода стало мультирограммирование (multi-programming) – одновременная обработка нескольких процессов. Оно было реализовано в двух вариантах:

Пакетная обработка (batch mode) обработка пакета заданий, введенных с перфокарт или с терминалов, с учетом их приоритетов и требуемых ресурсов; Разделение времени (time sharing) – параллельная работа нескольких пользователей с терминалов (телетайпов или дисплеев), управлявших прохождением своих заданий, выполнявших их ввод в текстовых редакторах, компиляцию, выполнение и отладку.

В системах пакетной обработки данных результатом работы являлась возможность переключаться с одной на другую, готовую к выполнению задачу, что позволяло оптимизировать загрузку всех устройств компьютера и увеличивало количество выполняемых задач в единицу времени.

Для создания многотерминальных систем, в которых каждый пользователь мог работать за своим терминалом, была создана система разделения времени. Центральных процессор в таких системах соединялся в многочисленными терминалами, за счет чего осуществлялось выделение каждой программе своей доли времени процессора. Недостатком таких систем явилось снижение эффективности использования оборудования, по сравнению с системами пакетной обработки данных.

Для обеспечения возможности реализации мультипрограммирования потребовалась модернизация аппаратуры компьютера. Она заключалась в обеспечении быстрого переключения между выполняемыми программами и надежной их защиты. Было разработано два режима работы процессора: привилегированный и пользовательский. Отличие привилегированного режима заключалось в возможности выполнения процессором всех команд, в том числе осуществляющих защиту данных компьютера. В пользовательском режиме некоторые из таких команд были недоступны. Для обеспечения синхронизации работы различных устройств компьютера была создана система прерываний, осуществляющая параллельную работу таких устройств, как диски,. каналы ввода-вывода и т. д.

Операционная система UNIX

Для реализации возможности использования одной операционной системы на нескольких устройствах путем переноса ее кода в 1970г. Б. Керниганом была разработана первая мобильная операционная система UNIX. В данной операционной системе файл был представлен в виде последовательности байтов, исходный код был написан на языке С. Широкое распространение эффективных C-компиляторов сделало UNIX уникальной для того времени ОС, обладающей возможностью сравнительно легкого переноса на различные типы компьютеров. Поскольку эта ОС поставлялась вместе с исходными кодами, то она стала первой открытой операционной системой.

Процесс в UNIX может выполняться в одном из двух состояний: пользовательском и системном. В пользовательском состоянии процесс выполняет пользовательскую программу и имеет доступ к пользовательскому сегменту данных. В системном состоянии процесс выполняет программы ядра и имеет доступ к системному сегменту данных. Когда пользовательскому процессу требуется выполнить системную функцию, он делает системный вызов. Фактически происходит вызов ядра системы как подпрограммы. С момента системного вызова процесс считается системным. Таким образом, пользовательский и системный процессы являются двумя фазами одного и того же процесса, но они никогда не пересекаются между собой. Каждая фаза пользуется своим собственным стеком. Стек задачи содержит аргументы, локальные переменные и другую информацию относительно функций, выполняемых в режиме задачи. Диспетчерский процесс не имеет пользовательской фазы.

В UNIX-системах организуется разделение времени. Либо процесс завершается сам до истечения отведенного ему кванта времени, либо он приостанавливается по истечении кванта и продолжает свое исполнение при очередном получении нового кванта времени. Механизм диспетчеризации характеризуется достаточно справедливым распределением процессорного времени между всеми процессами. Пользовательским процессам приписываются приоритеты в зависимости от получаемого ими процессорного времени. Процессам, которые получили много процессорного времени, назначают более низкие приоритеты, в то время как процессам, которые получили лишь немного процессорного времени, наоборот, повышают приоритет. Такой метод диспетчеризации обеспечивает хорошее время реакции для всех пользователей системы. Все системные процессы имеют более высокие приоритеты по сравнению с пользовательскими и поэтому всегда обслуживаются в первую очередь.

Операционные системы CP/M и MS-DOS

В 1975г. корпорация Intel выпустила первый распространенный микропроцессор 8-разрядный Intel 8080. После этого был сконструирован первый микрокомпьютер с диском, а затем дисковая операционная система CP/M (Control program for microcomputers), которая в дальнейшем была оптимизирована для работы не только с процессорами Intel 8080, но и Zilog Z80 и др. и занимала высшие позиции в мире микрокомпьютеров.

С появлением в 1975г. персонального компьютера, выпущенного корпорацией IBM началась разработка совместимой с ним новой операционной системы. Такой системой стала MS-DOS - переименованная версия системы 86-DOS, отличавшуюся от ранее известной CP/M улучшенной логикой буферизации дисковых секторов и наличием новой файловой системы FAT12. MS-DOS являлась однопрограммной однопользовательской ОС с интерфейсом командной строки, способной стартовать с дискеты. Основными задачами для нее были: управление файлами, расположенными на гибких и жестких дисках в UNIX-подобной иерархической файловой системе, и поочередный запуск программ. Последующие версии данной операционной системы включали в себя расширенные функции, часть из которых была заимствована у UNIX.

Операционная система Windows

В начале 1980-е гг. фирма Apple выпустила персональные компьютеры Lisa и Macintosh с операционной системой MacOS. Ее характерной чертой была реализация удобного графического пользовательского интерфейса (GUI). В конце 1980-х - начале 1990-х гг., под влиянием MacOS, Microsoft разработала графическую оболочку Windows над операционной системой MS-DOS. Первая версия Windows, таким образом, еще не была операционной системой; она запускалась командой win из командного языка MS-DOS, однако, в ней присутствовали многие современные черты графического интерфейса. Так были выпущены операционные системы Windows 95 и Windows 98, содержащие, тем не менее, большое количество кода, написанного на ассемблере для 16-разрядных процессоров Intel. Основной особенностью систем Windows является то, что все они предназначены для диалогового режима работы, и поэтому в качестве основного интерфейса выбран графический, как более функциональный и удобный.

Windows 98, появившаяся в 1998г., имела еще больше именно 32-разрядного собственного кода, обладала большей стабильностью и производительностью, поскольку был устранен почти весь прежний 16-разрядный код, выполнявшийся достаточно часто и имевший все характерные для него недостатки. Важной отличительной чертой данной операционной системы была также полноценная поддержка интерфейса USB [4].

Следом Microsoft выпустила операционную систему Windows Millennium Edition3 (ME). Принципиальным отличием данной операционной системы  был отказ от поддержки сеансов DOS, что позволяет потенциально немного увеличить надежность организуемых вычислений. Операционная система Windows ME была предназначена для использования на домашних компьютерах, и это обстоятельство, вкупе с невозможностью организовать выполнение программ, требующих открытия сеансов DOS, не позволило ей получить широкое распространение.

Операционные системы семейства Windows 9x предназначены, главным образом, для домашнего, а не корпоративного применения. Хотя они допускают возможность работы с компьютером нескольких пользователей, в них не поддерживается механизм учетных записей, как в остальных 32-разрядных операционных системах.

Операционные системы семейства Windows 9x являются 32-разрядными и мультизадачными (многопоточными) системами с вытесняющей многозадачностью. Ядра у всех этих операционных систем построены по макроядерной архитектуре. Ядро состоит из трех основных компонентов: Kernel, Usern GDI.

Модуль Kernel обеспечивает основную функциональность операционной

системы, в том числе: планирование процессов; поддержку потоков выполнения; синхронизацию объектов; работу с файлами, отображаемыми на память; управление памятью; файловый ввод-вывод; обработку исключений; работу консолей; взаимодействие 32-разрядного и 16-разрядного кода с преобразованием 16-разрядного формата кода и данных в 32-разрядный (и наоборот) посредством механизма шлюзования; некоторые другие функции.

Компонент User управляет вводом с клавиатуры и координатных устройств (типа мыши) и выводом через пользовательский интерфейс. Когда то или иное устройство ввода генерирует прерывания, обработчик прерываний, используя модель асинхронного ввода, преобразует их в сообщения и посылает потоку необработанного ввода, который распределяет их по соответствующим очередям сообщений.

Компонент ядра, называемый GDI (Graphical Device Interface — графический интерфейс устройства), представляет собой графическую подсистему, которая отвечает за прорисовку графических примитивов, операции с растровыми изображениями и взаимодействие с аппаратно-независимыми графическими драйверами. GDI управляет выводом на экран, принтеры и другие устройства.

Все операционные системы Windows 9x централизованно хранят всю системную информацию об аппаратных средствах, установленном системном и прикладном программном обеспечении и его настройке, в том числе и индивидуальных параметрах каждого пользователя. Такая централизованная информационная база данных называется реестром (registry). Реестр избавляет от необходимости иметь дело с множеством INI-файлов, как это было в системах Windows 3.x.

В 1990г. компания Microsoft начала разработку новой операционной системы Windows NT, которая обладала бы следующими особенностями:

Аппаратная независимость для обеспечения легкой переносимости системы; Мультипроцессорная обработка и масштабируемость; Возможность выполнения приложений, созданных для других операционных систем; Защита информации и вычислений; Встроенные сетевые функции и поддержка распределенных вычислений.

Наиболее принципиальным отличием между системами класса Windows 9x и Windows NT является различие их архитектуры. Большинство операционных систем использует такую особенность современных процессоров, как возможность работать в одном из двух режимов: привилегированном и пользовательском. При описании своей системы Windows NT Microsoft для указания этих режимов использует термины kernel mode и user mode соответственно. Программные коды, которые выполняются процессором в привилегированном режиме, имеют доступ и к системным аппаратным средствам, и к системным данным. Чтобы защитить операционную систему и данные, располагающиеся в оперативной памяти, от ошибок приложений или их преднамеренного вмешательства в чужие вычисления, только системному коду, относящемуся к управляющей части операционной системы, разрешают выполняться в привилегированном режиме работы процессора. Все остальные программные модули должны выполняться в пользовательском режиме.

Windows XP - операционная система семейства Windows NT корпорации Microsoft была выпущена 25 октября 2001 года и является развитием Windows 2000 Professional. В отличие от предыдущей системы Windows 2000, которая поставлялась как в серверном, так и в клиентском вариантах, Windows XP является исключительно клиентской системой.

Windows XP обладает следующими отличительными чертами:

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; программа восстановления системы, предназначенная для возвращения системы в определённое предшествующее состояние, 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.; поддержка проводником Windows цифровых фотоформатов и аудиофайлов.

Windows Vista — операционная система семейства Microsoft Windows NT, линейки операционных систем, используемых на пользовательских персональных компьютерах. Windows Vista, как и Windows XP, — исключительно клиентская система.

В Windows Vista обновлена подсистема управления памятью и вводом-выводом. Новой функциональностью также является «Гибридный спящий режим» или режим «гибернации», при использовании которого содержимое оперативной памяти дополнительно записывается, но и из памяти также не удаляется. В результате если подача энергии не прекращалась, то компьютер восстанавливает свою работу пользуясь информацией из ОЗУ. Если питание компьютера выключалось, операционная система использует сохранённую на HDD копию ОЗУ и загружает информацию с неё (аналог спящего режима). Режим реализован благодаря так называемым «файлам гибернации», которые занимают объём на жёстком диске, равный объёму установленной на компьютере оперативной памяти. Возможно пользовательское удаление этих файлов с утратой функции гибернации. При этом, восстановление этих файлов без особых затруднений возможно путём вызова специальных команд из командной строки.

Финальная версия Windows Vista представлена в вариантах для 32- и для 64-разрядных процессоров.

Некоторые новые возможности Windows Vista:

User Account Control (UAC) — система контроля учётных записей пользователей, которая требует явного разрешения пользователя при выполнении любого действия, требующего административных полномочий, вне зависимости от прав текущего аккаунта пользователя; Технологии, предотвращающие использование эксплойтов — операционная система Windows Vista обладает некоторыми преимуществами, препятствующими использованию обнаруженных уязвимостей в программном обеспечении, но полностью реализуемыми только в 64-битных версиях и с программами, написанными с учётом этих возможностей; Предотвращение заражения вирусами с извлекаемых носителей. По умолчанию в Windows Vista отключён автозапуск программ с флеш-карт и устройств USB. Это предотвращает заражение компьютера вирусами, которые распространяются через флеш-карты. Так же имеются политики управляющие доступом к внешним носителям (включая USB), что также способствует защите конфиденциальных данных.

Windows 7 - версия компьютерной операционной системы семейства Windows NT, следующая за Windows Vista.

Некоторые новые возможности Windows 7:

Функция ReadyBoost позволяет использовать флэш-накопитель, как дополнительную память; Функция DirectAccess позволяет устанавливать безопасное соединение с сервером в фоновом режиме, в отличие от VPN, которому требуется участие пользователя. Также DirectAccess может применять групповые политики до входа пользователя в систему.

Windows 7 использует sandbox-режим. Весь неуправляемый код запускается в среде (песочнице), в которой операционная система ограничивает доступ программы к аппаратной части компьютера и сети. Доступ к низкоуровневым сокетам, равно как и прямой доступ к файловой системе, уровню абстракции от оборудования (HAL), полному доступу к адресу памяти, запрещён. Весь доступ к внешним приложениям, файлам и протоколам регулируется операционной системой.

Операционная система Linux

Linux — это полноценная многозадачная многопользовательская операционная система (точно так же, как и все другие версии UNIX). Это означает, что одновременно много пользователей могут работать на одной машине, параллельно выполняя множество программ.

Как и в классических UNIX-системах, Linux имеет макроядро, которое содержит уже известные нам три подсистемы. Ядро обеспечивает выделение каждому процессу отдельного адресного пространства, так что процесс не имеет возможности непосредственного доступа к данным других процессов и ядра операционной системы. Тем более что сегмент кода, сегмент данных и стек ядра располагаются в нулевом кольце защиты. Для обращения к физическим устройствам компьютера ядро вызывает соответствующие драйверы, управляющие аппаратурой компьютера. Поскольку драйверы функционируют в составе ядра, их код будет выполняться в нулевом (привилегированном) кольце защиты, и они могут получить прямой доступ к аппаратным ресурсам компьютера. В отличие от старых версий UNIX, в которых задачи выгружались во внешнюю память на магнитных дисках целиком, ядро Linux использует аппаратную поддержку процессорами страничного механизма организации виртуальной памяти. Поэтому в Linux замещаются отдельные страницы. То есть с диска в память загружаются те виртуальные страницы образа, которые сейчас реально требуются, а неиспользуемые страницы выгружаются на диск в файл подкачки. Возможно разделение страниц кода, то есть использование одной страницы, физически уже один раз загруженной в память, несколькими процессами. Другими словами, реентерабельность кода, присущая всем UNIX-системам, осталась. В настоящее время имеются ядра для этой системы, оптимизированные для работы с процессорами Intel и AMU. Ядро также поддерживает универсальный пул памяти для пользовательских программ и дискового кэша. При этом для кэширования может использоваться вся свободная память, и наоборот, требуемый объем памяти, отводимой для кэширования файлов, уменьшается при работе больших программ. Этот механизм, называемый агрессивным кэшированием, позволяет более эффективно расходовать имеющуюся память и увеличить производительность системы. Исполняемые программы задействуют динамически связываемые библиотеки (Dynamic Link Library, DLL), то есть эти программы могут совместно использовать библиотеку, представленную одним физическим файлом на диске. Это позволяет занимать меньше места на диске исполняемым файлам, особенно тем, которые многократно вызывают библиотечные функции. Есть также статические связываемые библиотеки для тех, кто желает пользоваться отладкой на уровне объектных кодов или иметь полные исполняемые программы, не нуждающиеся в разделяемых библиотеках. В Linux разделяемые библиотеки динамически связываются во время выполнения, позволяя программисту заменять библиотечные модули своими собственными.