4. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

ПЭВМ, как  и  любая другая вычислительная машина, является не чем иным, как   «слепым» исполнителем программ, которые и придают компьютеру всю привлекательность.

Под программой понимают описание, воспринимаемое ЭВМ и достаточное для решения на ней определенной задачи. Для составления программ используют искусственные языки, называемые языками программирования. ЭВМ, как правило, непосредственно воспринимает и выполняет программы, написанные только на одном из языков программирования,  который при этом является машинным языком данной ЭВМ. Однако при помощи специальных программ можно обеспечить опосредованное «понимание» вычислительной машиной других языков программирования, например, за счет перевода текстов, составленных на этих языках, в тексты на машинном языке. Следовательно, программы можно составлять как на машинных языках, так и на других языках программирования, если имеются средства их реализации на ЭВМ (т.е. средства, обеспечивающие их восприятие ЭВМ).

Под ПО в узком смысле понимается просто совокупность программ. В широком смысле в ПО (наряду с программами) включают различные языки, процедуры, правила и документацию, необходимые для использования и эксплуатации программных продуктов.

Материал, содержащийся в данном разделе, вводит читателя в область ПО ПЭВМ. Он дается в обзорном плане и содержит классификацию ПО ПЭВМ, основные определения, описание функций основных его компонентов, а также характеристику ряда конкретных программных продуктов. Основное внимание при этом уделяется системному ПО (СПО).

Хотя рассмотрение и ведется применительно  к ПЭВМ, базовые положения данного раздела не зависит от типа вычислительной машины и поэтому имеют универсальный характер.

4.1. Структура ПО ПЭВМ

ПО ПЭВМ по функциональному признаку традиционно делится на системное и прикладное.

Системным называется ПО, используемое для разработки и выполнения программных продуктов, а также для предоставления пользователю ЭВМ определенных услуг. Оно является необходимым дополнением к техническим средствам ПЭВМ. Без СПО машина по сути безжизненна.

Прикладным называют ПО, предназначенное для решения определенной целевой задачи или класса таких задач. К этим задачам относятся производство вычислений по заданному алгоритму, подготовка того или иного текстового документа и т. п.

Структура СПО ПЭВМ, отражающая его классификацию по функциональному признаку, приведена на рис.4.1.

Операционные системы являются неотъемлемым обязательным дополнением ПЭВМ, организуя выполнение программ и взаимодействие пользователя с компьютером.

Другие компоненты СПО являются факультативными. Их состав определяется потребностями и желаниями пользователя.

Сервисные системы расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю, а также выполняемым программам набор дополнительных услуг. Некоторые сервисные системы таковы, что изменяют облик ОС до неузнаваемости, а поэтому иногда называются операционными системами. Сказанное имеет отношение в особенности к  интерфейсным системам.

Гораздо менее однородной группой системных программных средств являются инструментальные системы. Объединяет их то,  предназначены для разработки ПО, хотя часть из них может применяться и для решения прикладных задач. Использование большинства инструментальных систем связано с составлением программ. поэтому они могут считаться системами программирования. Однако собственно к системам программирования традиционно относят такие системы, с помощью которых можно запрограммировать и решить любую задачу, допускающую алгоритмическое решение. Иными словами, системы программирования обладают универсальностью. Другие же типы инструментальных систем являются специализированными в том смысле, что они служат для создания ПО определенного функционального назначения. При этом эффективность разработки ПО по сравнению с использованием  для этой же цели универсальных инструментальных средств возрастает.

Системы технического обслуживания предназначены для облегчения тестирования оборудования и поиска неисправностей. Они являются инструментом специалистов по эксплуатации аппаратной части компьютеров в данной книге не рассматриваются.

Рис.4.1. Структура ПО ЭВМ

В последующих подразделах мы охарактеризуем основные компоненты СПО,  также конспективно рассмотрим ряд типов прикладного ПО.

4.2. Операционные системы

Операционной системой называют комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами ЭВМ (вычислительной системы) и процессами, пользующими эти ресурсы  при вычислениях.

Под ресурсом понимают любой логический или физический компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности. Основными ресурсами являются процессор (процессорное время),ОП и ПУ.

Управление ресурсами сводится к выполнению следующих функций:

1)     упрощению доступа к ресурсам;

2)     распределению ресурсов между конкурирующими за них процессами.

Реализацию первой функции №спрятать» аппаратные особенности ЭВМ и тем самым предоставить в распоряжение пользователей и программистов виртуальную машину с существенно облегченным управлением. Иными словами, ОС поддерживает два следующих интерфейса, уровень которых заметно выше аппаратного:

1) пользовательский интерфейс (командный язык для управления функционированием компьютера и набор сервисных услуг, освобождающих пользователя от выполнения рутинных операций);

2) программный интерфейс (набор услуг, освобождающий   программиста от кодирования  рутинных операций).

Схематично интерфейсы ОС изображены на рис.4.2.

Уровень программного интерфейса может быть дополнительно повышен путем использования систем программирования для языков высокого уровня.

Рис. 4.2. Интерфейсы ОС

Пользовательский интерфейс может быть символьным (текстовым) или графическим. Последнее считается более перспективным, однако существующие в настоящее время ОС поддерживают только символьный интерфейс.

Функция распределения ресурсов присуща не всем ОС, а только тем, которые обеспечивают одновременное выполнение (или по крайней мере одновременное хранение в ОЗУ) нескольких программ. Если ПЭВМ имеет один процессор, то одновременное выполнение нескольких программ сводится по сути к поочередной реализации их фрагментов. Это не имеет ничего общего с параллелизмом, но в ряде случаев позволяет повысить производительность ПЭВМ в результате совмещения выполнения операций в различных устройствах во времени. Например, пока одна Программа ожидает завершения обмена информацией с ПУ, другая может использовать МП. Конечно, для такой организации работы необходимы соответствующие аппаратные средства Если такой режим работы компьютера недоступен, то одновременное выполнение нескольких программ сводится к их простому переключению без какого-либо выигрыша по производительности. В действительности будет наблюдаться даже проигрыш по этому показателю, однако возможность переключения программ Повышает гибкость вычислительной системы и позволяет им взаимодействовать между собой, например, обмениваться информацией, в частности, обрабатывать один и тот же файл.

Процессом (задачей) же называется последовательность действий, предписанных программой или ее логически законченной частью, а также данные, используемые при вычислениях. Процесс (задача) является минимальной единицей работы, для которой выделяются ресурсы.

В настоящее время существует большое разнообразие ОС. Они классифицируются по следующим признакам:

1) по количеству пользователей, одновременно обслуживаемых системой;

2) по числу процессов, которые могут одновременно выполняться под управлением ОС;

3) по типу доступа пользователя к ЭВМ;

4) по типу СВТ, для управления ресурсами которых система предназначена.

В соответствии с первым признаком различают однопользовательские и многопользовательские ОС. Многопользовательские системы поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей (конечно, за различными терминалами).

Второй признак делит ОС на однозадачные и многозадачные. Заметим, что если система многопользовательская, то обычно она и многозадачная, но не наоборот.

В соответствии с третьим признаком ОС делятся на:

— системы с пакетной обработкой, когда из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет, который предъявляется ЭВМ. В этом случае пользователи непосредственно с ОС не взаимодействуют. Данный тип ОС предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов ЭВМ;

— системы разделения времени, обеспечивающие одновременный диалоговый (интерактивный) доступ к ЭВМ нескольких пользователей через терминалы. Ресурсы ЭВМ выделяются при этом каждому пользователю «по очереди» в соответствии с той или иной дисциплиной обслуживания. Этот тип ОС предназначен для обеспечения удобства работы группы пользователей;

— системы реального времени, которые должны обеспечивать гарантированное время ответа на внешние события. Такие ОС служат для управления внешними по отношению к ЭВМ процессами и объектами.

По четвертому признаку ОС делятся на однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые и распределенные.

ОС не могут, как правило, предоставить пользователям возможности, которыми не обладает ЭВМ. Они в состоянии только эффективно использовать аппаратные средства компьютера. Поэтому мы сначала перечислим возможные режимы работы ПЭВМ, чтобы понять, какими типами ОС они могут комплектоваться.

В настоящее время ПЭВМ поддерживают широкий спектр режимов работы, среди которых:

1) однопрограммный режим;

2) однопользовательский многопрограммный, или просто многопрограммный режим;

3) многопользовательский многопрограммный, или просто многопрограммный режим;

4) система виртуальных машин (дальнейшее развитие мультипрограммирования, основным при­знаком которого является возможность одновременной работы нескольких ОС, что уже отмечалось).

С точки зрения МП режимы 2 и 3 близки друг к другу, но для обеспечения последнего необходимо наличие нескольких терминалов (дисплеев и клавиатур). Многопрограммные режимы могут реализовываться как на одно-, так и на многопроцессорных ПЭВМ.

Для поддержки перечисленных режимов работы ПЭВМ существуют следующие типы ОС:

1) однопользовательские однозадачные, или просто однозадачные;

2) однопользовательские многозадачные, или просто многозадачные;

3) многопользовательские многозадачные, или просто многопользовательские.

Для обеспечения работы ПЭВМ в режиме системы виртуальных машин необходим монитор виртуальных машин.

При рассмотрении режимов работы ПЭВМ и ОС не случайно использовались различные термины — соответственно «программа» и «задача». Без дополнительных пояснений здесь не обойтись, что мы сейчас и сделаем.

На аппаратном уровне случаи одновременного выполнения последовательностей команд не­скольких программ или одной программы неразличимы. Понятие же «задача» вообще не вводится, а посему можно использовать лишь термин «программа», понимая под многопрограммностью способность одновременного (при наличии одного процессора — только попеременного) выпол-, нения нескольких последовательностей команд.

На уровне же ОС дело обстоит несколько иначе: считается, что система организует выполнение задачи, формируемой из целой программы или из логически законченного фрагмента программы. Поэтому в данном случае правомерно говорить об одно- или многозадачности. Однако следует иметь в виду, что многозадачность бывает разная. Простейшим случаем многозадачности является поддержка одновременного выполнения нескольких программ без возможности разбиения программы на несколько задач. «Чистая» же многозадачность предполагает обеспечение такой возможности. Это дополнительно требует наличия в составе ОС средств для взаимодействия и синхронизации процессов. В связи с различными видами многозадачности применительно к ОС иногда употребляют термины «многопрог­раммность» для обозначения простейшего случая многозадачности и собственно «многозадачность» для обозначения полностью реализованного многозадачного режима. Мы же будем употреблять только термин «многозадачность», понимая его в широком смысле. В целях конкретизации при этом будет использоваться понятие «гранула параллелизма», которой может являться программа целиком, процесс (задача) как часть программы или даже цепочка команд в рамках процесса.

Дополнительно заметим, что многопользовательская ОС должна быть многозадачной (иначе нельзя будет обслуживать нескольких пользователей одновременно), хотя последняя возможность в отдельности каждому конечному пользователю может и не предоставляться.

Для многопользовательских и многозадачных ОС важным показателем является дисциплина обслуживания. В соответствии с этим различают вытесняющий и согласующий режимы много­задачной работы.

При вытесняющей организации выделением задачам процессорного времени занимается ис­ключительно ОС. Примерами такого режима являются квантование, когда каждой задаче процессор выделяется по очереди, причем на фиксированный промежуток времени, и приоритетное обслуживание. Вытеснение поддерживают ОС OS/2 и UNIX, а также интерфейсная система DESQview.

В случае согласующей организации каждая задача, получившая управление, сама определяет, когда ей отдать процессор другой задаче. Иначе говоря, здесь инициатива исходит не от ОС, а главным образом от самой задачи. Согласование применяется в сетевой ОС фирмы Novell, а также в интерфейсной системе MS Windows.

В общем случае согласование эффективнее и надежнее вытеснения, так как позволяет программе самой выбирать удобный и безопасный момент своего прерывания. Однако при этом ни одна из программ не должна узурпировать процессор, добровольно отказываясь от монопольного его использования.

Очевидно, однозадачная ОС может быть поставлена на поддерживающую любой режим работы ПЭВМ, что и делается многими пользователями. Однако, на что уже обращалось внимание читателя, современные мощные ПЭВМ имеют такие ресурсы, которые не могут быть эффективно использованы одним пользователем даже в многопрограммном режиме. На таких машинах целесообразнее применять многопользовательские ОС.

Для IBM-совместимых ПЭВМ разработаны и используются следующие классы ОС:

1) ОС семейства СР/М;

2) ОС семейства DOS;

3) ОС семейства OS/2;

4) ОС семейства UNIX;

5) различные ОС и управляющие программы, предназначенные для ПЭВМ на базе МП 80386 (и, естественно, 80486).

Наибольшее распространение в настоящее время имеют представители семейства DOS, за ними — UNIX, и в меньшей степени — OS/2. Данное соотношение в ближайшие годы сохранится. Основные характеристики перечисленных семейств ОС, в соответствии с которыми можно выбрать наиболее подходящую для Вашей ПЭВМ и Вас систему, сведены в табл. 4.1. Сделаем относительно нее следующие замечания:

— для OS/2 в настоящее время имеется серьезный конкурент — интерфейсная система MS Windows (см. п. 4.3.1);

— некоторые UNIX-подобные системы являются менее требовательными к ресурсам ПЭВМ и способны функционировать на ПЭВМ менее мощных классов;

— можно использовать и меньший, чем указано, объем ОЗУ, однако при этом некоторые программы могут оказаться неработоспособными, а эффективность ОС снизится.

Таблица 4.1

Основные характеристики ОС ПЭВМ

В последующих пунктах мы охарактеризуем каждый из пяти упомянутых классов ОС, а также кратко остановимся на сетевых ОС и ОС для ПЭВМ фирмы Apple Computer.

4.2.1. ОС семейства СР/М

Система СР/М (от англ. Control Program for Microcomputers — управляющая программа для микрокомпьютеров) была разработана в 1974 г. фирмой Digital Research и исторически является одной из первых ОС для ПЭВМ. Она предназначена для управления ресурсами 8-разрядных персональных компьютеров на основе МП 8080 и в настоящее время фактически служит стандартом для данного класса ПЭВМ. Это однозадачная ОС, состоящая из нескольких ком­понентов, что позволяет достаточно легко адаптировать ее к архитектурным особенностям той или иной машины путем перекодирования только одного компонента, а именно, BIOS.

Развитием СР/М явилась система СР/М-86 (незаконно русифицированный и распространя­емый ее вариант — М-86), предназначенная для ПЭВМ класса XT. Дальнейшее совершенство­вание ОС СР/М привело к появлению многозадачной системы ССР/М-86 (Concurrent СР/М-86), а затем и многопользовательской ОС МР/М-86.

Достоинство систем данного класса состоит в малой потребной емкости ОЗУ для работы — в пределах 20 Кбайт, однако сейчас это уже не так актуально. Представители семейства СР/М довольно примитивны и имеют слабый командный язык наряду с простейшей файловой системой. Поэтому на 16-разрядных ПЭВМ они находят весьма ограниченное применение, хотя в принципе их можно использовать на любом IBM-совместимом персональном компьютере. В свете сказанного по совсем непонятным для нас причинам ЕС 1840 первоначально поставлялись только с ОС М-86.

4.2.2. ОС семейства DOS

Системы данного семейства в настоящее время являются наиболее популярными ОС для ПЭВМ. Первый представитель этого семейства — система MS-DOS (Microsoft Disk Operating System — дисковая операционная система фирмы Microsoft) была выпущена в 1981 г. в связи с появлением ПЭВМ IBM PC. Среди этих систем наряду с упомянутой широко известна ОС PC DOS (Personal Computer DOS — DOS для персональных компьютеров), распространяемая кор­порацией IBM, а в последнее время стали популярными также программные продукты DR DOS уже известной нам фирмы Digital Research. Есть и системы других производителей, учитывающие архитектурные особенности того или иного типа ПЭВМ, либо обладающие некоторыми допол­нительными возможностями. ОС различных производителей, но одинаковой версии, отличаются лишь незначительными деталями. Например, драйвер виртуального диска ОС MS-DOS записан в файле RAMDRIVE.SYS, a PC DOS — в файле VDISK.SYS. Различаются и имена двух основных системных файлов.

В настоящее время главным образом применяются системы DOS 3.3 (1987 г.), а также DOS 4.0 (1988 г.) и появившаяся вслед за ней DOS 4.01. В 1991 г. представлена ОС DOS 5.0, которая, вероятно, получит широкое распространение, вытеснив предыдущие версии.

DOS 3.3 — это добротная, надежная система, использующая все возможности ПЭВМ класса XT. Пока предпочтение отдается именно данной версии DOS, в особенности, в СНГ, где преобладают компьютеры указанного класса.

По сравнению с DOS 3.3 система DOS 4.0:

— имеет дополнительную (MEM — показать распределение ОЗУ) и усовершенствованные команды;

— поддерживает жесткие диски емкостью свыше 32 Мбайт без необходимости их разбиения на ряд логических дисков (в предыдущих версиях системы это не допускалось);

— располагает упрощенной процедурой установки системы;

— обладает улучшенными видеографическими средствами (благодаря расширению команд MODE и GRAPHICS), реализующими все режимы работы графических адаптеров EGA и VGA;

— имеет более широкий набор сообщений об ошибках.

Следовательно, DOS 4.0 использует ряд специфических возможностей ПЭВМ класса AT, а поэтому ее целесообразнее применять именно на таких компьютерах вместо DOS 3.3.

Однако DOS 4.0 имеет тенденцию зависать, обладает меньшей эффективностью, требует больше памяти и в свое время не получила благословения фирмы IBM. Она распространена, главным образом, в Европе.

DOS 4.01 снабжена собственной оболочкой MS-DOS Shell графического типа (см. п. 4.3.2), чем и отличается от DOS 4.0.

Первоначально предполагалось, что DOS 5.0 будет полностью использовать ресурсы ПЭВМ с МП 80286. Однако этого не случилось. Тем не менее DOS 5.0 — высококачественная система, содержащая ряд дополнительных команд. Но основное ее отличие в другом, а именно в том, что данная система включает усовершенствованные средства управления оперативной памятью, которые позволяют несколько увеличить размер доступного для работы ОЗУ. Для этого необходима ПЭВМ класса AT, а еще лучше — компьютер с МП 80386/486(SX). В DOS 5.0 имеется также ряд других новшеств и усовершенствований.

ОС семейства DOS являются однозадачными, но имеют и некоторые элементы многозадачности. В частности, можно организовать фоновую печать на принтере, а также разместить в ОЗУ несколько резидентных программ и активизировать их при необходимости.

Все версии DOS совместимы снизу вверх (т.е. программа, разработанная для младшей версии, в подавляющем большинстве случаев будет работать и под управлением более старшей версии ОС).

ОС семейства DOS могут работать на всех классах IBM-совместимых ПЭВМ. Однако эти системы позволяют полностью использовать ресурсы только компьютеров класса XT.

Системы DOS содержат четыре основных компонента, два из которых являются машинонезависимыми.

На DOS заметное влияние оказали концепции, заложенные в систему UNIX. ОС семейства DOS обладают нижеприведенными характерными чертами и достоинствами:

1) возможностью задания в качестве имен файлов образцов, что позволяет специфицировать при выполнении тех или иных действий множества файлов вместо одного;

2) удобным и простым пользовательским интерфейсом, а так же поддержкой командных файлов, что  обеспечивает возможность создания пользовательских макрокоманд;

3) поддержкой иерархической (древовидной) файловой структуры;

4) возможность не только последовательного, но и прямого доступа к содержимому файлов;

5) трактовкой на логическом уровне устройств ввода-вывода как файлов, что унифицирует средства обмена информацией с любыми ПУ и файлами;

6) наличием конвейеров (средств передачи вывода одной программы или команды на вход другой) и возможностью перенаправления ввода-вывода на уровне командного языка;

7) некоторыми средствами поддержки сетей ЭВМ;

8) модульностью структуры, упрощающей перенос системы на другие типы ПЭВМ;

9) небольшим потребным объемом оперативной памяти для работы (около 60 Кбайт) и внешней памяти для хранения системных файлов;

10) возможностью создания в памяти виртуальных дисков, что ускоряет обмен информацией;

11) возможностью запуска фоновых задач;

12) поддержкой ряда национальных алфавитов и соглашений.

Наряду с неоспоримыми достоинствами ОС семейства DOS  имеют ряд недостатков. Наиболее существенные из них – полное отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПЭВМ и к самой ОС, а так же жесткое ограничение на размер доступного для работы ОЗУ. Скорее, это недостатки того МП, для которого DOS первоначально разработана, чем самой системы. Вспомним, МП 8088/86 не имеет средств защиты, а его адресное пространство составляет всего 1 Мбайт. Одна часть в нём отводится под ПЗУ, другая – под видеопамять, а третья – под ОЗУ максимальной емкостью 640 Кбайт. При установке  DOS на модели ПЭВМ старше ХТ, последние эмулируют машину на базе МП 8088/86, в том числе и ее схему адресации. Таким образом, ни DOS, ни ПЭВМ, на которую она установлена, не позволяет непосредственно использовать, возможно, имеющуюся в наличии дополнительную  память.

Существует несколько методов увеличения доступной для работы памяти (особенно в среде DOS 5.0),рассмотрение которых мы отложим до п.5.2.6. Здесь лишь отметим, что для всеобъемлющего разрешения проблемы памяти необходима другая ОС.

ОС семейства DOS свойственна также некоторая непоследовательность командного языка.

Для отечественных ПЭВМ существуют пиратские (нарушающие авторское право) русскоязычные версии  DOS,такие, как «Альфа-ДОС» (ДОС – 16), АДОС и НЕЙРОН_ДОС 1. Эти «русские» системы уже давно морально устарели, перевод их нельзя прознать удовлетворительным, использование кириллицы (букв русского и аналогичных алфавитов) ограниченно, а качество документации вообще не выдерживает никакой критики.

Однако пользователям ПЭВМ, не владеющим английским языком, должны внушить оптимизм следующие важные события:

1) в начале декабря 1989 г. Фирма IBM зарегистрировала для СНГ кодовую страницу (имеется в виду кодовая таблица) с номером 866, разработанную СП «Диалог» и фирмой Microsoft при участии фирм  IBM и HP, а также зарезервировала номера 876 и 868 для других языков Содружества;

2) 5 апреля 1990 г. В Москве состоялась презентация русифицированной (локализированной для СНГ) совместными усилиями специалистов фирмы Microsoft и СП «Диалог» версии MS-DOS 4.01, использующей упомянутую кодовую страницу.

Русификация системы выразилась:

1) в возможности использования букв русского, а также белорусского и украинского алфавитов наравне с латинским алфавитом, в частности, для именования файлов;

2) в выдаче ОС сообщений на русском Языке;

3) в переводе документации на русский язык.

За основу зарегистрированной русскоязычной кодовой таблицы была принята так называемая «альтернативная» таблица, получившая наибольшее распространение в СНГ потому, что она позволяет использовать зарубежные программы, выдающие псевдографику, без переделки. Стандартизовано также расположение символов кириллицы на клавиатуре ПЭВМ.

Теперь обладающие валютой организации и пользователи могут приобрести русскоязычную версию MS-DOS.

Уже завершена локализация для СНГ и новой версии системы - MS-DOS 5.0.

4.2.3. ОС семейства OS/2

В связи с созданием в 1987 г. Нового семейства ПЭВМ PS/2 фирмой IBM совместно с Microsoft была разработана многозадачная ОС второго поколения, названная OS/2 (Operating System/2 – операционная система/2). Она считается преемником DOS и имеет схожий с последней пользовательский интерфейс. OS/2 управляет МП 80286, в защищенном режиме, а поэтому может примениться только на ПЭВМ с МП 80286 – 486. Эта система позволяет программам использовать физическую память размером до 16 Мбайт и виртуальную – до 0,5 Гбайт на каждую задачу. С целью выполнения программ, разработанных для DOS, в рамках  OS/2 может быть запущена эта ОС в качестве подзадачи.  OS/2 обеспечивает одновременную работу до 12 программ. Но только одну программу DOS. Имеются и средства поддержки ЛВС.

В настоящее время существует три основные версии OS/2:

1) MS OS/2 Standard Edition – стандартная версия для ПЭВМ типа РС АТ, АТ-386, АТ-486 и PS/2 с такими же МП; как раз эта версия разработана  IBM совместно с Microsoft;

2) IBM OS/2 Standard Edition, предназначенная только для моделей семейства PS/2 и IBM – совместимых ПЭМВ с шиной MCA ,снабженных МП 80286 – 486; она разработана корпорацией  IBM и ориентирована именно на шину MCA (в отличие от предыдущей версии);

3) MS OS/2 Standard Edition – расширенная версия, применяемая также только на MCA-ПЭВМ и созданная фирмой IBM; она содержит систему управления базой данных DB2, а также другие программные продукты, поддерживаемые IBM.

Каждая версия имеет две редакции:

1.0 - стандартный продукт;

1.1 - ОС, включающая графическую интерфейсную систему PM (см. подраздел 4.3), поддерживающая файлы и логические диски на винчестере размером более 32 Мбайт, а также содержащая текстовый редактор и ряд систем программирования.

В редакциях 1.2 (IBM) и 1.21 (Microsoft) реализована концепция загружаемой (устанавливаемой) файловой системы (Installable Fire System – IFS) и несколько изменен «внешний вид» РМ.

Реализация концепции IFS обеспечивает возможность подключения во время загрузки СО дополнительной файловой системы. В настоящее время предлагаются следующие файловые системы:

• Файловая система высокой производительности (High Performance File System – HPFS), рассчитанная на быстрый доступ к сверхбольшим файлам, базам данных, а так же  к большому числу файлов в каталогах;

• UNIX-совместимая файловая система;

• файловая система для доступа к данным на оптических дисках (типа CD-ROM).

Стандартная же файловая система OS/2 совместима с файловой системой DOS.

Новинкой фирмы IBM является OS/2 Standard Edition 1.3, имеющая более высокое быстродействие и требующая для работы «всего» 2-Мбайт ОЗУ.

Собственный пользовательский интерфейс OS/2 похож на DOS,однако интерфейсная система РМ превращает его в графический (как, впрочем, и Windows для DOS).

К дополнительным достоинствам  OS/2 следует отнести:

• поддержку динамической компоновки программных модулей в единую исполняемую программу, т.е. формирование программы во время ее выполнения, а не предварительно. Динамическая компоновка позволяет включить в программу только требуемые для данного конкретного выполнения модули;

• поддержку виртуальной памяти.

Несмотря на широкую и даже навязчивую рекламу OS/2 ее разработчиками-фирмами IBM и Microsoft,пользователи относятся к ней с большой осторожностью. Это определяется нижеприведенными обстоятельствами:

1)      консерватизмом пользователей, имеющим объективные причины, связанные с необходимостью приобретения новой  ОС и ее освоения;

2)      невысокой  реактивностью (быстродействием) OS/2;

3)      большим потребным объемом ОЗУ  для ее работы (сама OS/2 занимает около 500 Кбайт, при этом ПЭВМ должна иметь память объемом не менее 2 Мбайт), а также невозможностью хранения системы на гибком диске, а следовательно, и загрузки с него;

4)      недоработками в самой ОС;

5)    небольшим количеством имеющихся в настоящее время системных и прокладных программных средств для этой ОС (если же пользователь ПО, разработанное для DOS, то его эффективность заметно упадет вследствие функционирования одновременно двух ОС.)

В связи с неудачами OS/2 в недрах IBM и Microsoft сформировались определенные пути их преодоления. Они оказались различными, что сделало отношения между двумя бывшими союзниками весьма натянутыми.

IBM продолжает делать ставку на OS/2 и уже в 1991 г. пообещала выпустить OS/2 2.0. Она должна использовать все возможности 32-разрядного МП (80386/486), в том числе обеспечивать работу ПЭВМ в режиме системы виртуальных машин. Кроме того, IBM заключила союз с компанией Apple  для создания объектно-ориентированной ОС нового поколения.

Политика фирмы Microsoft состоит в поддержке двух систем одновременно: DOS в совокупности с интерфейсной системой Windows 3.0 (она  пользуется сейчас лавинообразно нарастающим спросом) и OS/2, но с новым содержанием. Свежий подход к OS/2 связан с созданием нового технологического ядра системы, на котором будут покоиться компоненты, обеспечивающие совместимость с DOS, Windows, Posix (один из стандартного ОС UNIX) и собственно с OS/2. Таким образом, Microsoft пытается слить воедино четыре системы. Это будет OS/2 3.0, выпуск которой планируется на 1992 г.

Microsoft считает, что DOS плюс Windows – это многоцелевая система для широкого круга пользователей, в то время как OS/2 – ОС для высокопрофессионального применения.

В нашей стране аналоги OS/2 пока не выпускаются.

4.2.4. ОС семейства UNIX

По мере увеличения доли мощных ПЭВМ растет и популярность ОС семейства UNIX.

Первый представитель этого семейства был разработан в 1969 г. Для миниЭВМ К.Томпсоном при участии Д.М.Ритчи, М.Д.МакИлроя и Дж.Ф.Осанна – сотрудниками американской фирмы Bell Laboratories, являющейся филиалом американской корпорации АТ&Т. Интересен тот факт, что работы по ОС UNIX начались вопреки желаниям администрации этой фирмы. Созданная система получилась настолько удачной, что впоследствии стала стандартом  de facto для промышленных и научных организаций. По данным журнала Electronics (1987, V.60, N.21) ОС UNIX уже завоевала лидирующее положение почти на всех классах ЭВМ, включая инженерные АРМ, минисуперЭВМ, параллельные процессоры и суперЭВМ. Можно ожидать, что в будущем такое же положение сложиться и в области ПЭВМ.

Основные концепции, заложенные в UNIX, воплощаются во многие новые ОС.

Большинство UNIX-подобных систем являются многопользовательскими и имеют:

• поддержку иерархической файловой структуры с монтируемыми дисковыми томами;

• конвейеры и средства  перенаправления ввода-вывода;

• средства коммуникации  в локальных и других вычислительных сетях;

• поддержку широкого разнообразия ПУ одинаковым с файловой трактовкой образом;

• множество полезных стандартных и дополнительных утилит;

• встроенные инструментальные системы;

• средства парольной защиты;

• высокую мобильность вследствие модульности ОС и использования для ее разработки языка программирования С;

• открытость для модификаций и расширений;

• эффективные средства электронной почты и  передачи данных;

• поддержку виртуальной памяти со страничным запросом.

Системы семейства UNIX можно использовать на МП 80286 (есть специальные версии для этого прибора), однако наиболее полно их достоинства раскрываются в случае МП 80386(конечно, если применяются версии, разработанные именно для него).

Для ПЭВМ создано множество вариантов ОС, среди которых наиболее известны следующие:

• Xenix System V / 286 фирмы Microsoft, реализующая все возможности МП 80286 и способная функционировать на МП 80386;

• Xenix System V / 386 той же фирмы, появившаяся в 1987 г. И являющаяся первой ОС, которая полностью использует все ресурсы МП 80386, в тои числе виртуальную память, увеличенное адресное пространство и страничную организацию памяти;

• SCO Xenix 386 версии 2.3.2 фирмы  The Santa Cruz Operation, разработанная на основе предыдущей системы и позволяющая выполнять программы DOS ; имеется версия системы и для прибора 80386;

• Многозадачная (но однопользовательская) PC-IX фирмы  Interactive Systems, способная работать на моделях ПЭВМ типа XT и старше;

• 386/ix версии 2.0.1 той же фирмы для ПЭВМ на базе МП 80386;

• AIX корпорации  IBM, разработанная для старших моделей  PS/2 и интегрирующая система UNIX и DOS (первоначально эта ОС использовалась на  APM IBM PC RT);

• VP/ix фирм Interactive Systems Phoenix Technologies, также интегрирующая системы  DOS и UNIX ;

• VENIX/386 для прибора 80386, поддерживающая работу в режиме реального времени, что противоречит широко распространенному мнению о возможности создания на базе UNIX высокореактивной системы;

• QNX фирмы Quantum Software для ПЭВМ класса AT, имеющая высокую реактивность и также обеспечивающая режим реального времени;

• UNIX System V корпорации АТ&Т(последняя версия способна функционировать даже на многопроцессорных ПЭВМ);

• V/386 версии 3.2 фирмы Intel для МП 80386, аналогичная одноименной версии предыдущей системы;

• Esix V/386 версии 3.2 фирмы Esix для прибора 80386, которая также аналогична одноименной версии ОС UNIX System V фирмы АТ&Т;

• Многопользовательская SCO UNIX System V/386 версии 3.2, использующая все возможности МП 80386 и 80486;

• BSD 4.3 Калифорнийского университета в Беркли;

• QUADRIX совместного предприятия ИНТЕРКВАРДО.

Заметим, что ОС Xenix и PC-IX не обеспечивают выполнения программ DOS они лишь имеют средства обмена файлами с последней. Большинство же UNIX-подобных систем для ПЭВМ (в отличие от OS/2) способно одновременно выполнять несколько программ, ориентированных на DOS.

На отечественных ПЭВМ может использоваться относящаяся к семейству UNIX система ДЕМОС.

Широкое распространение ОС UNIX и наличие множества несовместимых ее версий привели к необходимости стандартизации этой системы. На роль стандарта для ПЭВМ претендует изделие UNIX System V версии 4.0 (АТ&Т), интегрирующее несколько UNIX-подобных систем и совместимая с другим кандидатом на стандарт – Posix.

 4.2.5. Системы для микропроцессора 80386/486

Внедрение в ПЭВМ прибора 80386 повлекло за собой разработку ОС и управляющих программ (наряду с адаптацией системы UNIX), наиболее полно использующих его ресурсы. Нельзя сказать, что эти  программные продукты пользуются большой популярностью, однако все-таки оказывают определенное влияние на состояние рынка ОС. Среди таких систем можно отметить следующие:

• VM/ 386  фирмы Softguard Systems ,созданную по образцу VM/ 370 фирмы  IBM для поддержки режима системы виртуальных машин;

• MVM/ - многопользовательский вариант изделия VM/ 386 , обеспечивающий работу до 8 пользователей;

• VM/ 386 MultiUser  американской компании Intelligent Graphic, полностью совместимую с  DOS, но поддерживающую многопользовательскую работу в сети, ядром которой является ПЭВМ на базе МП 80386;

• PC-MOS фирмы The Software Link – многопользовательскую ОС, способную работать также на МП 80286 и совместимую с DOS;

• New DOS  фирмы Microsoft, реализующую возможность МП 80386 работать в режиме системы виртуальных машин и способную функционировать на приборе 80286;

• Управляющую программу Merge 386,обеспечивающую одновременное выполнение нескольких ориентированных на DOS программ в среде UNIX;

• CTOS/VM фирмы Convergent Technologies,являющуюся многопользовательской системой и имеющую интерфейс с DOS;

• многозадачную систему Concurrent DOS фирмы  Digital Research, совместимую с DOS (сейчас вместо нее предлагается ОС  DRMultiuser DOS 5.0).

Для управления ресурсами сетей ПЭВМ служат специально разработанные сетевые ОС, которые предоставляют администраторам сети средства обеспечения безопасности данных путем контроля прав доступа пользователей к рабочим программам, массивам данных и ресурсам сети (печатающим устройствам, модемам и подкаталогам других рабочих мест), а также поддерживают выполнение прикладных программ нескольких пользователей. Среди таких систем наиболее популярны следующие:

• 3 + Share фирмы 3Com;

• 3 +  Open той же фирмы;

• NetWare фирмы  Novell;

• Vines/386 фирмы Banyan;

• LAN Manager корпорации Microsoft.

Лучшей среди лучших считается ОС NetWare 386 3.1

Следует иметь в виду, что сетевая система  не заменяет ОС на рабочих станциях, а только дополняет их. К тому же каждая станция должна иметь свой экземпляр сетевой ОС.

 Что касается машин фирмы Apple, то для них, как уже отмечалось, разработаны и широко используются системы Apple DOS,  Macintosh OS и UNIX-подобная ОС A/UX , а в 1989г. Выпущена ОС нового поколения – System.7.0 – для семейства Мас, реализующая многие возможности OS/2.

4.3. Сервисные системы

Сервисными будем называть системы, дополняющие и расширяющие пользовательский, а возможно, и программный интерфейс ОС.

По функциональному назначению сервисные системы делят на:

1)       интерфейсные системы (interface), в основном, графического типа, модифицирующие как пользовательский, так и программный интерфейс ОС, а также иногда реализующие и дополнительные возможности по распределению ресурсов ЭВМ; вследствие этого они считаются естественным «продолжением» ОС;

2)       оболочки (shell) ОС, модифицирующие только пользовательский интерфейс, повышая его уровень (главным образом за счет «меню» и использования функциональных клавиш), а также предоставляя дополнительные возможности;

3)       утилиты (utility) – обслуживающие программы, которые предоставляют пользователю сервисные услуги, т.е. обогащают пользовательский интерфейс ОС.

Разница между оболочками и развитыми утилитами зачастую состоит лишь в универсальном характере первых и специализации вторых.

Место сервисных систем различных типов в программно-аппаратном комплексе и их функциональные различия предоставлены на рис. 4.3.

Еще один вид услуг, связанный с модификацией только программного интерфейса ОС, реализуют так называемые драйверы , которые относятся собственно к ОС и здесь не рассматриваются. Конечно, это не означает. что они поставляются только совместно с ней. Драйверы не принадлежат к классу сервисных систем потому, что не влияют на пользовательский интерфейс ОС.

Заметим, что ПО, разработанное для функционирования под управлением какой-либо интерфейсной системы, вовсе не обязательно будет работать под управлением базовой ОС.

Рис.4.3. Роль сервисных систем

В соответствии с режимом использования различают резидентные и нерезидентные сервисные системы. Первые постоянно находятся в ОЗУ и активизируются по мере необходимости, на что требуются минимальные усилия и время. Вторые находятся в памяти только до тех пор, пока не возникнет необходимость вернуться на уровень пользовательского интерфейса, предоставляемого ОС. Если же нерезидентная система наряду со своим не исключает пользовательский интерфейс ОС (т.е. является "прозрачной"), то отличия её от резидентной системы заключаются только в деталях реализации.

4.3.1. Интерфейсные системы

Из имеющихся интерфейсных систем следует назвать:

1. Windows фирмы Microsoft, DESQview компании Quarterdeck Office Systems и Ensemble фирмы Geos Work, используемые совместно с DOS;

2. Presentation Manager (PM) фирмы Microsoft и корпорации IBM для OS/2;

3. Motif и Ten/Plus, предназначенные для работы совместно с  UNIX.

Все перечисленные системы, за исключением DESQview, поддерживают графический пользовательский интерфейс в том смысле, что пользователь при работе с ними манипулирует образами, а не символами, причём с использованием  "мыши".

Кроме того, все интерфейсные системы являются многооконными. Многооконность состоит в том, что экран дисплея динамически делится на несколько графических  и/или тестовых окон. При этом программа  (или несколько одновременно работающих программ) может (могут) выводить информацию в одно или несколько окон. Это - существенное отличие от стандартных средств ОС, которое, имея ряд преимуществ, предоставляет пользователю дополнительные возможности. В частности, можно переключать ввод с клавиатуры на любую из программ (на любое окно), не обновляя в данном случае весь экран. Благодаря многооконности поддерживаются также дополнительные средства по ведению диалога с ОС и программами, в том числе посредством меню. В общем, интерфейсные системы существенно повышают уровень общения пользователей с ПЭВМ. Что же касается программных интерфейсов, то сервисные системы данного типа расширяют и дополняют услуги, предоставляемые программам (точнее - программистам).

Более того, все перечисленные системы являются многозадачными, даже если базовая ОС (DOS) обладает практически только однозадачными возможностями.

Система Windows с 1983 г., по первые её версии были неудачными. 22 мая 1990 г. фирма Microsoft представила новую версию – Windows 3.0, которая благодаря своим возможностям мгновенно завоевала симпатии пользователей ПЭВМ. Более того, Windows 3.0 признана лучшим программным продуктом для персональных компьютеров 1990 г.

Windows 3.0 привлекательна прежде всего удобным графическим пользовательским интерфейсом, многозадачными возможностями и более высокой по сравнению с предыдущими версиями реактивностью. Программный интерфейс DOS этой системой также существенно модифицирован.

Windows 3.0 устанавливается поверх DOS и требует наличия по крайней мере МП 80286, ОЗУ емкостью не менее 640 Кбайт, жесткого диска, а также графического дисплея. Чтобы Ваша работа была эффективной и чтобы Вы смогли использовать все возможности Windows, следует иметь ПЭВМ с МП 80386SX или старше, а также не менее 2 Мбайт ОЗУ.

Windows 3.0 может работать в одном из следующих режимов: в реальном, стандартном и улучшенном.

Реальный режим обеспечивает использование только стандартной 640-Кбайт памяти и поддержку отображаемой (expanded-) памяти. Многозадачные возможности отсутствуют.

Для работы в стандартном режиме требуется как минимум 1-Мбайт ОЗУ. В этом режиме обеспечивается использование не только стандартной и отображаемой, но и расширенной (extended-) памяти. При этом можно выполнять одновременно несколько задач.

Улучшенный режим допустим только на МП 80386SX и более старших. Данный режим, как и предыдущий, обеспечивает богатые возможности по управлению памятью и многозадачную работу. Дополнительно к этому поддерживается виртуальная память и режим системы виртуальных машин. Поэтому можно выполнять не только одну, но и несколько программ, разработанных для DOS. Два предыдущих режима способны обеспечить выполнение лишь единственной DOS-программы. Программы же, разработанные в среде или для среды Windows, под управлением DOS функционировать не будут.

«Свои» программы Windows выполняет в режиме согласования, а «чужие» (DOS-овские) — в режиме вытеснения, так как последние не способны самостоятельно освободить процессор.

Современная версия системы DESQview, а именно, DESQview 386 2.2, является серьезным конкурентом для Windows. Она обладает многозадачными возможностями, поддерживает развитые средства управления дополнительной (расширенной, отображаемой и верхней) памятью и до появления Windows 3.0 была бесспорным лидером среди интерфейсных систем для DOS. DESQview может функционировать на ПЭВМ класса XT и старше, но наиболее полно проявляет себя только при наличии МП 80386(SX) и 1-Мбайт ОЗУ. Если Вам не нужен графический интерфейс, то можете отдать предпочтение данной системе, а не Windows 3.0. Система DESQview, как и Windows, способна выполнять программы, разработанные в среде DOS, в том числе одновременно несколько программ в режиме системы виртуальных машин. Кроме того, она способна выполнять и саму Windows, что обеспечивает переносимость Windows-программ в среду DESQview. Мно­гозадачные возможности реализуются путем вытеснения.

Известно, что уже появилась версия 2.3 системы DESQview.

В табл. 4.2 на качественном уровне представлены основные характеристики интерфейсных систем Windows и DESQview, а также функционально аналогичной им системы OS/2, заимст­вованные из журнала «Мир ПК». Здесь использована и в дальнейшем будет применяться следующая оценочная шкала: О — отлично, ОХ — очень хорошо, X — хорошо, У — удовлетворительно, П — плохо, Н — неудовлетворительно. Приведенные оценки (но в числовом выражении) умно­жены на веса соответствующих характеристик и все полученные числа для каждой системы просуммированы. Таким образом определена общая оценка, которая свидетельствует о превос­ходстве Windows 3.0. Вместе с тем OS/2 выгодно отличается средствами управления памятью, так как она управляет МП не в реальном, а в защищенном режиме, имеющем более емкое адресное пространство.

Для маломощных ПЭВМ класса XT оптимальной является многозадачная система Ensemble, поддерживающая графический пользовательский интерфейс. Она полностью написана на языке Ассемблера и обладает высокой реактивностью. Для ее функционирования достаточно иметь 512-Кбайт ОЗУ и свободных 3 Мбайт на жестком диске. Сама Ensemble занимает в памяти только 100 Кбайт. Конечно, ее разработчикам для уменьшения потребностей в ресурсах ПЭВМ пришлось пойти на определенные жертвы.

Другие интерфейсные системы рассматривать не будем. Только отметим, что в конце 1989 г. небольшая голландская компания объявила о создании программных средств, обеспечивающих функционирование РМ в среде DOS. Их поставка была запланирована на начало 1990 г. американской фирмой Сусо International.

Альтернативными названиями интерфейсных систем являются интерфейс, (операционная) среда и даже ОС.

Таблица 4.2.

Характеристики многозадачных систем

4.3.2. Оболочки ОС

Оболочки ОС предоставляют пользователю качественно новый, по сравнению с реализуемым операционной системой, интерфейс и тем самым освобождают пользователя-непрофессионала от детального знания последнего. Эти сервисные системы существенно упрощают задание общеупотребимых действий и предлагают пользователю ряд дополнительных услуг. В общем, оболочки заметно повышают уровень пользовательского интерфейса, наиболее полно удовлетворяя потреб­ности пользователя. Вместе с тем пользователь-профессионал не может считать себя свободным от кропотливого изучения соответствующего интерфейса ОС, так как существующие оболочки не могут полностью его заменить.

Большинство распространенных оболочек, характеризующихся универсальностью предостав­ляемого интерфейса, обеспечивают:

1) работу с файлами и каталогами, в том числе:

• манипулирование файлами, а именно: создание, копирование, пересылку, переиме­нование, удаление и быстрый поиск файлов по образцу составного имени файла (имени и расширения);

• выдачу и смену характеристик файлов (времени и даты создания, размера, прав доступа, т.е. атрибутов, и т.п.);

• выдачу содержимого каталогов в естественном порядке, а также в отсортированном по опре­деленному критерию виде (например, по имени файла, расширению, дате и времени создания или размеру);

• выдачу части (фильтрацию) содержимого каталогов в соответствии с образцом составного имени файла;

• сравнение содержимого каталогов;

• выдачу файловой структуры в виде дерева;

• манипулирование каталогами, а именно: создание, удаление, переименование, а иногда — копирование и пересылку каталогов;

2) просмотр как текстовых файлов (в формате ASCII), так и файлов, подготовленных в специальных форматах различными популярными системными и прикладными программными продуктами, для чего используются соответствующие программы просмотра (визуализаторы);

3) редактирование текстовых файлов встроенным или внешним текстовым редактором;

4) создание пользовательских меню для упрощения запуска часто используемых системных и прикладных программ;

5) выдачу сведений о размещении информации на дисках (например, о степени его занятости), а также об ОЗУ;

6) доступ к пользовательскому интерфейсу ОС, в частности, для запуска на выполнение системных и прикладных программ;

7) освобождение большей части занимаемой памяти при запуске внешней программы (в ОЗУ остается лишь небольшое резидентное ядро) и автоматическое восстановление состояния оболочки после завершений выполнения этой программы.

Возможна реализация и других дополнительных функций. Всем оболочкам присуща та или иная степень защиты от ошибок пользователя, что, например, может уменьшить вероятность непреднамеренного (случайного) удаления файлов.

Результаты сравнительной оценки известных оболочек универсального типа для DOS, а также их требования к ПЭВМ представлены в табл. 4.3 (Данные взяты из журнала «Мир ПК»).

Таблица 43

Характеристики оболочек для DOS

Все рассматриваемые оболочки реализуют группы функций, перечисленные выше, но имеют различия в качестве их воплощения.

Из табл. 4.3 видно, что наилучшими показателями в совокупности обладают оболочки PC Shell и Norton Commander. Наибольшую же популярность приобрела последняя, так как она:

— лучше удовлетворяет потребности пользователей-непрофессионалов, а их значительно больше;

— обладает большим удобством в работе, требуя меньшего количества ответов пользователя, правда, иногда в ущерб степени защиты от ошибок;

— предъявляет менее жесткие, требования к оборудованию ПЭВМ и ОС;

— может (с некоторыми ограничениями) удовлетворительно функционировать на ПЭВМ без НЖМД. PC Shell же имеет оверлейную структуру, вследствие чего требует постоянного наличия «своего»

диска в дисководе, а на оставшемся втором дисководе выполнить многие действия не представ­ляется возможным. Поэтому PC Shell следует размещать только на жестком диске.

Заметим, что уже объявлено о создании комплекта утилит PC Tools 7.0.

Развитием Norton Commander'a является оболочка Pie Commander.

Для работы с файлами к каталогами наилучшей является система ХТгее Pro Gold (последняя версия — 2.0), специально разработанная как раз с этой целью.

Отметим, что оболочка Disc Director имеет и сетевую версию — LAN Director. Система Magellan требует обязательного наличия НЖМД. Оболочка 1Dir Plus может быть использована для работы с сетевыми системами Banyan Vines, фирмы Novell и IBM PC LAN, a PC Shell — с сетями Token Ring и фирмы Novell.

Оболочка MS-DOS Shell поставляется совместно с DOS. Пользовательский интерфейс оболочки из DOS 5.0 напоминает Windows.

Имеются и (частично) специализированные оболочки, которые обладают ярко выраженными специфическими функциями и вместе с тем слабой реализацией общих функций, чтобы удов­летворить лишь минимум требований. Примером такой оболочки является система IDCshell американской фирмы Infinity Design Consepts, ориентированная на архивацию (сжатие) файлов и имеющая уникальные средства по отображению файлов с Escape-последовательностями. Кроме того, она обеспечивает печать файлов в различных режимах. Однако гораздо более мощной, чем IDCshell, является оболочка SHEZ, обеспечивающая как создание архивов, так и извлечение файлов из них, причем поддерживающая практически все используемые в настоящее время типы архивов. Как IDCshell, так и SHEZ функционируют в среде DOS.

В СНГ разработаны заслуживающие внимания оболочки CP (Command Processor) и Виктория.

В качестве альтернативных названий оболочки ОС применяются термины «командная оболочка» и «операционная оболочка».

4.3.3. Утилиты

Утилиты предоставляют пользователям часто необходимые им услуги, реализация которых иначе потребовала бы разработки специальных программ.

Многие из утилит обладают развитым диалоговым интерфейсом с пользователем и прибли­жаются по уровню общения к оболочкам. Остальные же используются путем их запуска с определенными аргументами.

Существующие в настоящее время утилиты обеспечивают реализацию таких (но не всех сразу) основных функций, как:

1) обслуживание МД, в том числе:

— форматирование дисков в различных режимах, причем часто с возможностью последующего восстановления информации, если форматирование выполнено по оплошности;

— обеспечение сохранности системной информации на МД и возможности ее восстановления в случае разрушения;

— восстановление ошибочно удаленных файлов и каталогов, а также содержимого файлов и каталогов в случае его разрушения;

— низкоуровневое редактирование информации на дисках;

— дефрагментация файлов на МД, вследствие чего время доступа к файлам сокращается на величину до 30% и облегчается восстановление информации в случае ее разрушения;

— надежное затирание на диске конфиденциальной информации, после чего ее прочтение становится невозможным ни при каких условиях;

2) обслуживание файлов и каталогов (аналогично оболочкам, но зачастую предоставляемые утилитами возможности изощреннее);

3) создание и обновление архивов как со сжатием, так и без сжатия (т.е. просто с дублированием) информации, а также извлечение файлов из них;

4) предоставление пользователю информации о:

— персональном компьютере (его ресурсах);

— распределении памяти на МД (размещении файлов, фрагментации, свободном пространстве);

— распределении ОЗУ между программами;

5) шифрование информации;

6) печать содержимого текстовых и других файлов в различных режимах и форматах;

7) защита от компьютерных вирусов;

8) выполнение вычислительных работ (по принципу калькулятора).

Этот список можно было бы продолжить в определенном смысле до бесконечности, но мы не будем этим увлекаться, так как в любом случае все функции утилит в полном объеме не охватить.

Некоторые из перечисленных функций требуют пояснений, что мы сейчас и сделаем.

Утилиты архивации позволяют создать резервные копии файлов путем помещения их в архив (часто в сжатом виде, в результате чего экономится память). Сжатие обеспечивается путем перекодирования с тем, чтобы заменить более коротким кодом наиболее часто используемые последовательности битов и/или байтов. Возможна даже переменная длина кодов символов. Вся информация о перекодировании хранится в специально создаваемой таблице. Лучше всего сжатию поддаются текстовые файлы, хотя эффект достигается и на файлах с другим содержимым. Так, текстовый файл можно уменьшить в 3 раза, а исполняемый — на треть.

Архив может содержать несколько логически связанных файлов, что создает дополнительные преимущества по сравнению с обычным дублированием, поскольку в этом случае не нужно привлекать вспомогательные средства и прикладывать какие-либо усилия для объединения файлов в единое целое.

Современные средства архивации-разархивации, как правило, обеспечивают:

— создание архива;

— обслуживание архива (добавление файлов в архив, удаление файлов из архива, замену файлов в архиве, выдачу оглавления архива и т.п.);

— извлечение файлов из архива;

— автоматическую архивацию и разархивацию поддерева файловой структуры;

— защиту от несанкционированного доступа к архиву по паролю;

— создание саморазархивирующихся исполняемых файлов;

— тестирование целостности архивов;

— работу с частично разрушенными архивами.

Саморазархивирующийся исполняемый файл представляет собой сжатый файл с расширением ЕХЕ, объединенный с компактным разархиватором. В случае запуска такого файла осуществляется разархивация его содержимого.

Каждый архиватор обычно реализует свой собственный уникальный алгоритм сжатия.

Среди архиваторов-разархиваторов для DOS широко известны следующие:

— комплект утилит PKZIP, PKUNZIP и др. (версии 1.2) американской фирмы PKWARE, поддерживающий ZIP-формат;

— архиватор-разархиватор LHarc 1.13 фирмы Yoshi, хорошо уплотняющий даже исполняемые файлы и создающий при желании саморазархивирующиеся файлы (используется LZH-формат);

— архиватор-разархиватор LHice 1.14, разработанный Haruyasu Yoshizaki и обслуживающий ICE-архивы; он совместим с утилитой LHarc;

— архиватор-разархиватор LHA 2.05, являющийся развитием утилиты LHarc и совместимый с ней снизу вверх;

— архиватор-разархиватор ARJ 2.20, разработанный Р.Янгом и поддерживающий одноименный формат,

— утилиту разархивации NARC версии 3.1 (1989 г.) фирмы Infinity Design Concepts, обладающую хорошим интерактивным интерфейсом и способную работать с ZIP-, а также с устаревшими ARC-архивам и.

Высокий рейтинг имеет комплект PKZIP — PKUNZIP, в основном, благодаря высокому быст­родействию при приемлемой степени сжатия, а также обеспечению высокой надежности хранения архива и возможности его восстановления после повреждений. Хорошими характеристиками обладает утилита LHA. Максимальная степень сжатия и наилучшие возможности присущи архиватору ARJ. Он в состоянии даже создавать архив на нескольких дискетах, что позволяет использовать его для резервирования содержимого жесткого диска вместо специально предназначенных для этого средств. ARJ обладает и возможностью восстановления частично разрушенных архивов.

Представляют интерес еще два типа архиваторов.

Первые из них сжимают исполняемые файлы, оставляя их по-прежнему исполняемыми. Распаковка осуществляется только при запуске программы на выполнение, причем это практи­чески не снижает производительность ПЭВМ. Пользователь даже может не знать о том, что исполняемые файлы сжаты и их размеры в результате этого уменьшены примерно на 30%. Лучшим в данном классе является архиватор LZEXE, созданный во Франции.

Архиваторы другого типа резидентно размещаются в памяти и фильтруют всю информацию, записываемую на жесткий диск и считываемую с него. При записи осуществляется сжатие, а при чтении — распаковка информации. Их использование ведет к повышенным накладным расходам по времени и оперативной памяти, но зато реально увеличивает емкость жесткого диска примерно вдвое, так как сжимаются все, а не только исполняемые файлы.

Стандартные же архиваторы служат только для резервирования файлов, затрудняя доступ к ним, так как перед использованием файл следует извлечь из архива явным образом.

Утилиты, обеспечивающие защиту от компьютерных вирусов, выполняют целый ряд функций по предотвращению «заражения» вирусом, поиску вирусов и их удалению. Они классифицируются и рассматриваются в соответствующем разделе.

Как правило, разработчики предлагают многофункциональные или специализированные комплекты утилит. Отдельные утилиты распространяются реже.

Среди многофункциональных наиболее совершенным и поэтому признанным лучшим за 1988 г. для DOS является комплект утилит Norton Utilities фирмы Peter Norton Computing, последняя версия 6.0 которого выпущена уже под маркой компании Symantec в 1991 г. Он по прежнему лидирует в своем классе. Разноплановые утилиты содержит и высококачественный комплект PC Tools Deluxe 7.0, в состав которого входит упоминавшаяся оболочка PC Shell.

Специализированные комплекты утилит обеспечивают реализацию одной из перечисленных выше групп функций.