Файл: Основы работы с операционной системой Windows 7 (Особенности интерфейса).pdf
Добавлен: 01.04.2023
Просмотров: 47
Скачиваний: 2
Рассмотрим, как установить Windows, скачав её из интернета. Поисковой запрос должен содержать запрос “скачать Windows 7 максимальная msdn”. Msdn означает, что мы ищем именно сборку Microsoft, а не пиратский прототип. Далее скачиваем образ iso Windows 7 той системы, которой нам нужно (32 битной или 64 битной). Теперь нам нужно записать скачанный образ на диск или на flash-карту, в этом нам поможет программа UltraISO, заранее установленная на компьютер. Запускаем от имени администратора, в окне программы, открываем скачанный образ Windows, далее, если мы хотим использовать Flash-карту, то во вкладке “самозагрузка” нажимаем “записать образ жесткого диска”, выбираем носитель и нажимаем “записать”, если же для установки используется DVD, то во вкладке “инструменты” выбираем кнопку “записать образ DVD”.
Перед установкой необходимо будет отформатировать диск C, так что если в нём хранятся какие-либо важные данные, то их нужно перенести на другие разделы жесткого диска. Так-же, если вы хотите перенести настройки и сохранения программ в новую версию ОС, вы должны скопировать папку AppData из диска C и позже перенести её на диск C, но тогда, когда Windows 7 уже будет установлена.
Перезагружаем компьютер, вставляем диск или флешку и если настройки BIOS правильны, начнётся установка Windows 7. Если компьютер загружает старую версию вашей ОС, то снова перезагрузите компьютер и проверьте в каком порядке BIOS загружает ваши устройства. При включении нажимаем клавишу “F2”, “Esc” или “Del”, попадаем в интерфейс BIOS и выбираем порядок, в котором будут загружаться ваши устройства, переключаем позиции устройств. Чтобы всё сохранить нажимаем “F10” и “Enter” для согласия.
Должен появиться приветственный экран установки Windows, выбираем нужные нам языки интерфейса ОС, принимаем условия лицензионного соглашения, нажимаем далее. Нам предлагается выбрать “Полную установку” или “Обновление”, первый вариант нужен в большинстве случаев, в то время как обновление нужно в случае установки с более старой версии, на пример Vista. Далее предлагается выбрать раздел для установки, здесь мы можем создать разделы, а также отформатировать их. Нажимаем “далее”, начинается установка, нам показывают этапы установки и далее Windows перезагружается. При включении нам сообщают, что устанавливаются специальные службы и что установка завершается. Происходит вторая перезагрузка. После загрузки можно вытащить flash-карту или диск. Далее создаём учетную запись и вводим ключ продукта Windows, его можно ввести и позже, однако в скором времени, если вы этого не сделали, вы не сможете пользоваться системой. Выбираем время и часовой пояс, подключаем к сети интернет. Система установлена.
Далее можем изменить параметры системы, подстроив под себя, разрешение экрана, добавить ярлык папки “компьютер”, “корзина”, в панели управления можем изменить параметры безопасности пользователя.
Чтобы система работала наиболее стабильно необходимо скачать драйвера и обновления. В панели управления находим раздел “центр обновления Windows”, если компьютер подключен к интернет, по нажатию кнопки “установить обновления”, начнётся загрузка. Чтобы скачать драйвера, в поиске вводим “DriverPack Solution” и ищем ресурс, с которого сможем скачать эту программу. DriverPack Solution – это менеджер установки драйверов, предназначенный для автоматизации работы с драйверами в операционной системе Windows. Хотя в Windows 7 максимальной уже есть все необходимые драйвера, оригинальных и уникальных драйверов может и не оказаться. Запустив программу, мы увидим, что она определяет, каких драйверов не хватает и тут же устанавливает их, производя отчёт о работе.
В целом система работоспособна и настройка параметров закончена.
Windows принадлежит к линейке Windows NT, так что её структура схожа с остальными ОС семейства NT, они состоят из двух основных частей: самой операционной системы, работающей в режиме ядра, и подсистем окружения, работающих в режиме пользователя. Ядро управляет процессами, памятью, файловой системой и т.д., Подсистемы окружения – это отдельные процессы, помогающие пользователю выполнять определённые системные функции.
Одно из многих усовершенствований системы NT по сравнению с Windows 3.1 заключалось в ее модульной структуре. Она состояла из относительно небольшого ядра, работавшего в режиме ядра, плюс нескольких серверных процессов, работавших в режиме пользователя. Процессы пользователя взаимодействовали с серверными процессами с помощью модели клиент-сервер: клиент посылал серверу сообщение, а сервер выполнял определенную работу и возвращал клиенту результат в ответном сообщении, Такая модульная структура упрощала перенос системы на другие компьютеры. В результате операционная система Windows NT была успешно перенесена на платформы с процессорами, отличными от процессоров Intel, а именно: Alpha корпорации DEC, Power PC корпорации IBM и MIPS фирмы SGI. Кроме того, такая структура защищала ядро от ошибок в коде серверов.
Операционная система разделена на несколько уровней, каждый из которых пользуется службами лежащего ниже уровня. Эта структура проиллюстрировала на рисунке 2. Затененная область обозначает исполняющую систему. Квадрат, помеченный символом "D" обозначает драйверы устройств, Сервисные процессы являются системными демонами. Один из уровней разделен горизонтально на множество модулей. У каждого модуля есть определенная функция, а также четко определенный интерфейс для взаимодействия с другими модулями.
Рисунок 2
Программа POSIX
Программа Win32
Программа OS/2
Программа OS/2
Программа Win32
Программа POSIX
Системный интерфейс (NTDLL.DLL)
Служебный процесс
Системные службы
Менеджер ввода-вывода
Менеджер объектов
Менеджер процессов
Менеджер памяти
Менеджер безопасности
Менеджер кэша
Менеджер plug-play
Менеджер энергопотребления
Менеджер конфигурации
Менеджер локального вызова процедуры
Интерфейс графических устройств Win32
Файловая система
Ядро
Видео-драйвер
D
Уровень аппаратной абстракции (HAL)
Аппаратное обеспечение
Два нижних уровня программного обеспечения, уровень аппаратных абстракций (HAL, Hardwire Abstraction Layer) и ядро написаны на языке С и ассемблере и являются частично машинно-зависимыми. Верхние уровни написаны исключительно на С и почти полностью машинно-независимы. Драйверы написаны на C и в некоторых случаях на C++.
Работа уровня аппаратной абстракции (HAL) заключается в том, чтобы предоставлять всей остальной системе абстрактные аппаратные устройства, свободные от отличительных особенностей. Эти устройства представляются в виде машинно-независимых служб (процедурных вызовов и макросов), которые могут использоваться остальной ОС и драйверами. Это позволяет легче осуществлять переносимость ОС с одной аппаратной платформы на другую. То есть этот уровень позволяет скрывать различия между материнскими платами различных производителей. Уровень HAL управляет регистрами и адресами устройств, прерываниями, DMA, таймерами, спин-блокировками, а также предоставляет интерфейс взаимодействия с BIOS.
Хотя эффективность уровня HAL, является довольно высокой для мультимедийных приложений ее может быть недостаточно. По этой причине корпорация Microsoft также производит пакет программного обеспечения, называемый DirectX, расширяющий функциональность уровня HAL дополнительными процедурами и предоставляющий пользовательским процессам прямой доступ к аппаратному обеспечению.
Выше уровня HAL, находятся ядро ОС и драйверы устройств. Часть ядра и большая часть уровня HAL постоянно находятся в оперативной памяти. Большая часть ядра написана на языке С кроме тех мест, в которых производительность считается важнее всех остальных задач.
Назначение ядра - сделать всю остальную часть ОС независимой от аппаратуры и легко переносимой на другие платформы. Ядро получает доступ к аппаратуре через уровень HAL. Оно построено на чрезвычайно низкоуровневых службах уровня HAL, формируя из них абстракции более высоких уровней. Например, у уровня HAL есть вызовы для связывания процедур обработки прерываний с прерываниями и установки их приоритетов, но больше практически ничего уровень HAL в этой области не делает. Ядро, напротив, предоставляет полный механизм для переключения контекста. Оно должным образом сохраняет все регистры центрального процессора, изменяет таблицы страниц, сохраняет кэш центрального процессора и т. д. Когда все эти действия выполнены, работавший ранее поток оказывается полностью сохраненным в таблицах, расположенных в памяти. Затем ядро настраивает карту памяти нового потока и загружает его регистры. После чего новый поток готов к работе.
Программа планирования потоков также располагается в ядре. Когда наступает пора проверить, не готов ли к работе новый поток, например после того, как истечет выделенный потоку квант времени или по завершении процедуры обработки прерываний ввода-вывода, ядро выбирает поток и выполняет переключение контекста, необходимое, чтобы запустить этот поток. С точки зрения остальной операционной системы, переключение потоков автоматически осуществляется более низкими уровнями, так что для более высоких уровней не остается никакой работы.
Ещё одна функция ядра – это предоставление низкоуровневой поддержки двум классам объектов - управляющим объектам и объектам диспетчеризации. Они представляют собой внутренние объекты, на основе которых исполняющая система строит объекты пользователя.
Над ядром и драйверами устройств располагается верхняя часть ОС, называемая исполняющей системой. Она написана на языке С, не зависит от архитектуры и может быть перенесена на новые машины с относительно небольшими усилиями. Она состоит из 10 компонентов, представляющих собой набор процедур, работающих вместе для выполнения некоторой задачи. К этим компонентам относятся:
1. Менеджер объектов управляет всеми объектами, известными операционной системе. К ним относятся процессы, потоки, файлы, каталоги, семафоры, устройства ввода-вывода, таймеры и многое другое. При создании объекта менеджер объектов получает в адресном пространстве ядра блок виртуальной памяти и возвращает этот блок в список свободных блоков, когда объект уничтожается. Его работа заключается в том, чтобы следить за всеми объектами.
2. Менеджер ввода-вывода формирует каркас для управления устройствами ввода-вывода и предоставляет общие службы ввода-вывода. Он предоставляет остальной части системы независимый от устройств ввод-вывод, вызывая для выполнения физического ввода-вывода соответствующий драйвер.
Здесь также располагаются все драйверы устройств (обозначены символом "D" на рисунке 2). Файловые системы формально являются драйверами устройств под. управлением менеджера ввода-вывода. Существует два драйвера для файловых систем FAT и NTFS, независимые друг от друга и управляющие различными разделами диска. Все файловые системы FAT управляются одним драйвером.
3. Менеджер процессов управляет процессами и потоками, включая их создание и завершение. Он занимается не стратегиями, применяемыми по отношению к процессам, а механизмом, используемым для управления ими. Менеджер процессов основывается на объектах потоков и процессов ядра и добавляет к ним дополнительные функции. Это ключевой элемент многозадачности в Windows.
4. Менеджер памяти реализует архитектуру виртуальной памяти со страничной подкачкой по требованию операционной системы. Он управляет преобразованием виртуальных страниц в физические страничные блоки. Таким образом, он реализует правила защиты, ограничивающие доступ каждого процесса только теми страницами, которые принадлежат его адресному пространству, а не адресным пространствам других процессов (кроме специальных случаев). Он также контролирует определенные системные вызовы, относящиеся к виртуальной памяти.
5. Менеджер безопасности приводит в исполнение сложный механизм безопасности Windows, удовлетворяющий требованиям класса С Оранжевой книги Министерства обороны США. В Оранжевой книге перечислено множество правил, которые должна соблюдать система, начиная с аутентификации при регистрации и заканчивая управлением доступом, а также обнулением страниц перед их повторным использованием.
6. Менеджер кэша хранит в памяти блоки диска, которые использовались в последнее время, чтобы ускорить доступ к ним в случае, если они понадобятся вновь. Его работа состоит в том, чтобы определить, какие блоки понадобятся снова, а какие нет. Операционная система может одновременно использовать несколько файловых систем, В этом случае менеджер кэша обслуживает все файловые системы, таким образом, каждой файловой системе не нужно заниматься управлением собственного кэша. Когда требуется блок, он запрашивается у менеджера кэша. Если у менеджера кэша нет блока, он обращается за блоком к соответствующей файловой системе. Поскольку файлы могут отображаться в адресное пространство процессов, менеджер кэша должен взаимодействовать с менеджером виртуальной памяти, чтобы обеспечить требуемую непротиворечивость. Количество памяти, выделенной для кэша, динамически изменяется и может увеличиваться или уменьшаться при необходимости.
7. Менеджер plug-and-play получает все уведомления об установленных новых устройствах. Для некоторых устройств проверка производится при загрузке системы, но не после нее. Другие устройства, например устройства В, могут подключаться в любое время, и их подключение запускает пересылку сообщения менеджеру plug-and-play, который затем находит и загружает соответствующий драйвер.
8. Менеджер энергопотребления управляет потреблением электроэнергии. Он выключает монитор и диски, если к ним не было обращений в течение определенного интервала времени. На переносных компьютерах менеджер энергопотребления следит за состоянием батарей и, когда заряд батарей подходит к концу, предпринимает соответствующие действия. Эти действия, как правило, заключаются в том, что он сообщает работающим программам о состоянии батарей. В результате программы могут сохранить свои файлы и приготовиться к корректному завершению работы.