Операционная система Windows 95

Windows 95 внесла значительные улучшения  в архитектуру Windows, в том числе  истинно 32-разрядный интерфейс прикладного программирования (API), защищенные адресные пространства для ее собственных 32-разрядных прикладных программ, вытесняющую многозадачность, разделение прикладных программ на потоки и более широкое использование виртуальных драйверов устройств. Модель защиты памяти была реализована с серьезными компромиссами, целью которых было достижение совместимости с существующими 16-разрядными прикладными программами и драйверами устройств. Производительность же Windows 95 на удивление высока. На медленных системах, оснащенных ОЗУ не более 4 Мбайт, ее показатели почти такие же, а иногда и лучше результатов Windows 3.1х, в зависимости от выполняемой операции. На более быстродействующих системах с большей памятью она оставалась весьма конкурентоспособной в одно - и многозадачном режимах работы.

Как и любой продукт с широкими функциональными возможностями, рассчитанный на удовлетворение запросов огромного рынка, Windows 95 не была лишена компромиссных решений. Многие ее впечатляющие достижения были по заслугам оценены пользователями PC, но в некоторых областях Windows 95 еще только догоняла своих конкурентов.

С точки зрения базовой архитектуры Windows 95 - истинно 32-разрядная, многопотоковая операционная система с вытесняющей многозадачностью, что ставило ее в один ряд с такими соперниками, как OS/2, UNIX и Windows NT. В ее среде могли выполняться собственные 32-разрядные прикладные программы, написанные в соответствии со спецификацией Win32 API (почти идентичный вариант этого интерфейса был реализован в Windows NT). Собственные прикладные программы Windows 95 использовала неструктурированное 32-разрядное адресное пространство, что делало их потенциально более быстродействующими при обработке больших массивов данных.

5. Компромиссы Windows 95

Наиболее важные компромиссы в архитектуре Windows 95 были порождены решением корпорации Microsoft сделать ее совместимой с существующими 16-разрядными прикладными программами Windows и драйверами устройств реального режима. Это позволяло Windows 95 работать с гораздо более широким спектром существующих аппаратных и программных средств, чем работали другие операционные системы. Недостаток этого решения заключались в том, что области памяти, содержащие 16-разрядные прикладные программы и драйвера реального режима, должны были оставаться незащищенными. Недоработанная программа по-прежнему относительно легко могла вызвать крах всей операционной среды.

В Windows 95 каждая 32-разрядная прикладная программа выполнялась в собственном адресном пространстве, но все они совместно использовали один и тот же 32-разрядный системный код. Неправильно написанная 32-разрядная программа все еще могла привести к аварийному сбою всей системы. Все 16-разрядные программы Windows разделяли общее адресное пространство, поэтому они были столь уязвимы друг для друга, как и в среде Windows 3.1.

Однако большинство пользователей, располагающих как минимум 8 Мбайт памяти, делали правильный выбор, если переходили на Windows 95. В результате они получали усовершенствованный графический интерфейс, более высокую производительность, усовершенствованный механизм многозадачности, надежную обратную совместимость и способность выполнять большое число новых прикладных программ.

Windows 95 представляла собой продукт эволюционного развития системы Windows 3.1х и не означала полного разрыва с прошлым. Хотя она несла в себе много важных изменений по сравнению с 16-разрядной архитектурой Windows, в ней были сохранены некоторые важнейшие свойства ее предшественницы. Результатом стало появление гибридной ОС, способной работать с 16-разрядными прикладными программами Windows, программами, унаследованными от DOS, и старыми драйверами устройств реального режима, и, в то же время, совместимой с истинными 32-разрядными прикладными программами и 32-разрядными драйверами виртуальных устройств.

Среди наиболее важных усовершенствований, явившихся в Windows 95, - изначально заложенная в ней способность работать с 32-разрядными многопотоковыми прикладными программами, защищенные адресные пространства, вытесняющая многозадачность, намного более широкое и эффективное использование драйверов виртуальных устройств для хранения структур данных системных ресурсов. Ее наиболее существенный недостаток состоит в относительно слабой защищенности от плохо работающих программ, содержащих ошибки.

Все 32-разрядные прикладные программы выполнялись в соответствии с моделью вытесняющей многозадачности, основанной на управлении отдельными потоками. Планировщик потоков, представляющий собой составную часть системы управления виртуальной памятью (VMM), распределял время среди группы одновременно выполняемых потоков на основе оценки текущего приоритета каждого потока и его готовности к выполнению. Вытесняющее планирование позволяло реализовать намного более плавный и надежный механизм многозадачности, чем кооперативный метод, используемый в Windows 3.1х.

При поставке Windows 95 на дискетах использовались специальным образом форматированные дискеты объёмом 1,68 МБ. Многие считали, что это сделано с целью создать препятствия для несанкционированного копирования дистрибутива. На самом же деле, это позволило сэкономить на дискетах, уменьшив их количество с 15 до 13.

В тоже время имел место факт: демонстрационная дискета Windows 95, разосланная корпорацией Microsoft 160 бета-тестерам, была заражена загрузочным вирусом Form.

6. Практика работы с Windows 95

В практической работе Windows 95 производила впечатление более устойчивой среды, чем предшествующие версии Windows.

Очевидны крупные изменения в пользовательском интерфейсе Windows 95. Стала использоваться кнопка “Пуск” (“Start”) для запуска прикладных программ самих по себе или через документы, с которыми программы связаны. После запуска программ их пиктограммы появлялись на линейке заданий, обычно размещаемой в нижней части экрана. Щелчок на любой кнопке линейки заданий вызывает переключение на соответствующую программу. Это был самый интуитивно понятный способ переключения задач из всех когда-либо существовавших.

Модули Program Manager и File Manager уступили место метафоре «рабочего стола», на котором файлы пользователя были показаны в виде пиктограмм, помещенных в так называемые папки. Более сложные функции по управлению файлами Windows 95 были поручены утилите Explorer, по существу заменившей File Manager, которая показывала древовидную диаграмму файловой структуры вашего компьютера и его сетевого окружения. Благодаря расширению файловой системы FAT имена файлов не были ограничены, как раньше, восемью символами плюс состоящим из трех букв расширением; стало возможным использовать имена файлов и папок длиной до 255 символов.

Программный интерфейс был подмножеством Win32 API, поддерживаемым Windows NT, но имел поддержку юникода в очень ограниченном объёме. Также в нём не было должного обеспечения безопасности (списков доступа к объектам и понятия «администратор»).

В составе Windows 95 присутствовал MS-DOS 7.0, однако его роль сводилась к обеспечению процесса загрузки и исполнению 16-битных DOS приложений. Исследователи заметили, что ядро Windows 95 — VMM — обращается к DOS под собой, но таких обращений довольно мало, главнейшая функция ядра DOS — файловая система FAT — не использовалась. В целом же интерфейс между VMM и нижележащей DOS никогда не публиковался, и DOS была замечена (тем же Эндрю Шульманом) в наличии недокументированных вызовов только для поддержки VMM.

7. Интерфейс Windows 95

Среди прочих благоприятных изменений в пользовательском интерфейсе - анимационные пиктограммы и диалоговые окна с закладками. В целом новый интерфейс представлял собой существенное улучшение по сравнению с Windows 3.1, хотя прежним пользователям потребовалось некоторое время, чтобы привыкнуть к нему. Конечно, метафора «рабочего стола», основанная на применении папок, и длинные имена файлов были изобретены не создателями Windows 95; в течение длительного времени они были составной частью различных пользовательских интерфейсов, начиная с Macintosh и кончая Workplace Shell операционной системы OS/2.

8. Преимущества Windows 95

Увеличилось число и повысилось качество поставляемых вместе с Windows 95 стандартных вспомогательных программ - от традиционного калькулятора и игр до мощных инструментальных средств контроля состояния системы. Также очевидны значительные усовершенствования средств связи. Теперь в состав операционной системы входили клиент Exchange, который разрабатывался как универсальный почтовый ящик для входящей корреспонденции. Он работал в качестве клиентского ящика-получателя с системой Microsoft Mail, службой Microsoft Exchange Server и другими почтовыми системами, совместимыми со стандартом MAPI, а также с Microsoft Network. Он также позволял получать и отправлять факсы с помощью встроенной службы Microsoft Fax.

Расширились сетевые функциональные возможности. В состав Windows 95 включен встроенный клиент для сетей NetWare 3.x, 4.x и для серверов Windows NT. Были предусмотрены также средства для работы с протоколами IPX/SPX, NetBEUI, TCP/IP. Последний из перечисленных протоколов позволяет выполнять подключение к Internet, хотя лучшая программа для соединения с Internet, содержащая утилиту просмотра Web, входила в состав пакета Microsoft Plus. Также Windows 95 позволяла непосредственно подсоединяться к другому компьютеру через соединительный кабель и располагала базовыми средствами для установления коммутируемых соединений через телефонные линии с сервером удаленного доступа Remote Access Server системы Windows NT, NetWare Connect или с коммутируемыми серверами компании Shiva. В состав Windows 95 также входил интерфейс прикладного программирования для телефонии (TAPI) фирмы Microsoft, обеспечивающий совместную работу машины с телефоном, регистрируя телефонные вызовы и выполняя функции автоответчика (прикладные программы для телефонии поставлялись независимыми фирмами).

Windows 95 показывала вполне приемлемые результаты при выполнении как новых прикладных программ, так и программ Windows 3.x, хотя Windows for Workgroups опережала ее по быстродействию во многих дисковых операциях. Но на машинах с ОЗУ 8 Мбайт и более ее производительность была сравнима или выше, чем у предыдущих версий Windows. Производительность системы при выполнении Windows-программ намного превышала аналогичный показатель системы Windows NT.

Новые функции системы.

Windows 95 — результат объединения продуктов MS-DOS и Windows, которые ранее распространялись отдельно. Windows 95 являлась третьей (после Windows for Workgroups 3.11 и Windows NT) системой Windows, лишённой поддержки стандартного и реального режимов работы x86-процессоров и требующей процессор уровня Intel 80386 и выше в защищённом режиме.

В Windows 95 была реализована лишь часть возможностей Win32, доступных в Windows NT. Однако этого было достаточно для того, чтобы многие приложения, разработанные на основе API Win32, смогли работать как в среде Windows NT (которая позиционировалась как система для деловых применений), так и в среде Windows 95 (ориентированной на потребительский рынок). Это способствовало популярности Windows 95.

Появление 32-разрядного доступа к файлам в Windows for Workgroups 3.11 означало, что 16-разрядный реальный режим MS-DOS более не использовался для работы с файлами во время выполнения Windows, а внедрение 32-разрядного доступа к диску в Windows 3.1 позволяло избежать использования BIOS для управления жёсткими дисками. В результате, роль MS-DOS фактически свелась к тому, чтобы загружать ядро Windows, работающее в защищённом режиме. MS-DOS могла по-прежнему использоваться для работы старых драйверов устройств в целях совместимости, но Microsoft рекомендовала не использовать их, поскольку это мешало правильной многозадачности и уменьшало стабильность системы. С помощью Панели управления пользователь мог определить, какие компоненты MS-DOS всё ещё использовались в его системе; оптимальная производительность достигалась в том случае, если таковых не было. Ядро Windows по-прежнему использовало старые вызовы «в стиле MS-DOS» в так называемом режиме защиты от сбоев, но этот режим использовался лишь для исправления неполадок при загрузке «родных» драйверов защищённого режима.

Благодаря VFAT — небольшому расширению в структуре файловых систем FAT — было снято ограничение на длину имён файлов 8.3 и появилась поддержка Unicode в именах; такие длинные имена файлов были названы LFN (Long File Name), а короткие 8.3-версии получили название SFN (Short File Name).

Длинные имена стали доступны также и DOS-программам через новые функции в API MS-DOS (INT 21/71), однако для использования этих функций программы следовало переписывать или писать с нуля, к тому же были доступны только имена, которые можно было сконвертировать из Unicode в ASCII (иными словами, при активной кириллической кодовой странице в MS-DOS доступны имена с латиницей и кириллицей, но не, к примеру, с греческими буквами). Также, новые функции MS-DOS становились доступны только при запуске DOS-программ под Windows, но не в «чистом MS-DOS».

Другие DOS-совместимые операционные системы требовали обновления для того, чтобы пользоваться длинными именами файлов. Использование старых версий утилит DOS для управления файлами могло повредить длинные имена файлов при их копировании и перемещении. В процессе автоматического обновления Windows 3.1 до Windows 95 утилиты DOS и третьих сторон, которые могли повредить длинные имена файлов, обнаруживались и отключались. Для тех случаев, когда возникала необходимость использовать старые дисковые утилиты, не воспринимавшие длинные имена файлов (например, программу defrag из пакета MS-DOS 6.22), была предоставлена программа LFNBACK для сохранения и восстановления длинных имён.

Графический интерфейс Windows 95 стал значительно более мощным и простым в использовании, в результате чего соперничество на рынке настольных операционных систем завершилось победой Microsoft. Windows 95 стала несомненным успехом на рынке, и в течение года-двух после её выпуска стала самой успешной из всех когда-либо созданных операционных систем. Windows 95 сделала такие функции графического интерфейса, как кнопка «Пуск» и панель задач, доступными массовому потребителю (хотя подобные функции были реализованы и ранее — в операционных системах Arthur и RISC OS — рынок этих систем был крайне ограниченным). Эти функции стали неизменным атрибутом всех последующих версий Windows (кроме Windows 8, в которой отсутствовала кнопка "Пуск"), и впоследствии копировались в других графических интерфейсах.

Реализованная в Windows 95 система Plug and Play (дословно — «подключил и играй») автоматически устанавливает драйверы устройств, присваивает им номера прерываний и т.д. — раньше это приходилось делать вручную. В свою очередь, появление Windows 95 привело к появлению устройств, специально спроектированных под plug and play — например, они неактивны, пока система не присвоит им адреса и прерывания. На ранней стадии внедрения случались многочисленные ошибки распознавания оборудования, поэтому plug and play часто в шутку называли plug and pray — дословно «подключил и молись».