Istoria Windows Profesor Studenti

Windows

Universitatea Politehnica din Bucuresti

Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si Tehnologia Informatiei

Istoria Windows

   

Profesor Studenti

Conf. Prof. Doctor Armanda Daniel-Mihai

Inginer Stefan Stancescu Cococi Alin-Gabriel

Grupa 433A


CUPRINS

Armanda Daniel-Mihai

1.Introducere

2.Descriere Windows  

3.Windows 8: design, functii si tehnologie

4.Virtualizarea

Cococi Alin-Gabriel
5.Mecanisme de gestionare a memoriei

   5.1.Principiul DLL

   5.2.Principiul segmentelor de cod retrase

   5.3.Principiul replicarii secventelor active

   5.4.Principiul memoriei virtuale

6.Comunicarea intre aplicatii

   6.1.Tehnologia Clipboard

   6.2.Tehnologia OLE

7.Noile tehnologii Windows
14.Bibliografie

ISTORIA WINDOWS

Un sistem de operare, prescurtat SO (engleza Operating system, prescurtat OS), reprezinta un produs de tip software care este parte componenta a unui sistem, echipament sau aparat computerizat, si care se ocupa de gestionarea si coordonarea activitatilor acestuia. [13]

Sistemul de operare este conceput pentru a da utilizatorilor posibilitatea folosirii altor programe si aplicatii pe un calculator, oferindu-ne o interfata grafica intuitiva (Graphical User Interface) si fiind cel mai important „program”. El este numit si „coloana vertebrala” a unui calculator.

Sistemele de operare sunt responsabile in partea de control si alocare de memorie, in a recunoaste intrarile pentru dispozitive externe si in transmiterea informatiilor catre monitor. Sistemele de operare au rol important si in gestionarea documentelor de pe hard disk-urile calculatoarelor si perifericelor cum ar fi scannerele sau imprimantele.

In cele ce urmeaza va voi prezenta o scurta evolutie a sistemului de operare Microsoft Windows oferit de firma Microsoft.

In anul 1970, cand daca vroiai sa scri un document aveai nevoie fie de cerneala si foaie, fie cei mai norocosi de o masina de scris, iar pentru a copia un document aveai de optat intre hartie de carbon sau un mimeograf. Doi tineri entuziasti in domeniul computerelor, Bill Gates si Paul Allen, vad o oportunitate in ceea ce priveste computerele.[3]

Dupa numai cinci ani, în 1975, cei doi creeaza un parteneriat numit Microsoft reusind sa prospere cu ajutorul viziunii uriase: „un computer pe fiecare birou si in fiecare casa”.

In 1980 Microsoft este abordată de IBM cu un proiect numit „Chess”, iar ca răspuns, creaza un sistem de operare ce reduce limitele dintre dintre software și hardware. Acest sistem de operare, numit MS-DOS, a fost cel care a făcut printre altele si uzualele backslash-ul “\” și comanda “C:”.

La data de 10 noiembrie 1983 la Hotelul Plaza din New York, Microsoft Corp. anunță oficial Microsoft Windows, un sistem de operare care oferă o interfață grafică pentru utilizatori (GUI) și un mediu multitasking pentru computerele IBM.[3]

MS-DOS (prescurtat de la Microsoft Disk Operating System) a fost cel mai utilizat sistem de operare din familia DOS și a dominat sistemele de operare pentru PC în anii 1980 bazandu-se pe familia de microprocesoare Intel 8086, în special pe IBM PC. El a fost sistemul de operare pe care se bazau primele versiuni de Windows executate cu o interfață grafică. In prima faza sistemul de operare Windows a fost privit numai ca o extensie a sistemului DOS. Windows-ul semana in vremea aceea cu o aplicatie de tip "shell", avand un numar redus de programe scrise pentru acesta.[3]

Windows 1.0  (1982–1985).

Numele de Windows este ales deoarece descrie cel mai bine casetele sau „ferestrele” de operare fundamentale în noul sistem.  Odată cu Windows 1.0 au apărut meniurile dropdown, bările de delurare, iconițe și casete de dialog, toate acestea facand mai usoara munca utilizatorului. Windows 1.0 necesita cel putin 256 kilobaiți (KB), doua dischete cu două fete si o placa grafica. Se recomanda un hard disk si 512 KB de memorie pentru executarea mai multor programe sau atunci cand utilizati DOS 3.0 sau o varianta mai recenta.Windows la versiunea 1.0 nu permitea insa suprapunerea ferestrelor, care ocupau o anumita portiune de ecran. Doar casetele de dialog puteau suprapune ferestrele.

La data de 9 decembrie 1987 Microsoft lansează Windows 2.0 cu pictograme pe desktop si o memorie extinsa. Datorita unui suport imbunatatit pentru grafica, acum este posibil sa suprapuneți ferestre, sa controlati aspectul ecranului si sa utilizati comenzi rapide de la tastatura pentru a va accelera lucrul. Unii dezvoltatori de software isi scriu primele programe bazate pe Windows pentru aceasta editie. Tot acum apare pentru prima data si Control Panel-ul. [12]

Pe 22 mai 1990, Microsoft prezinta Windows 3.0, urmat in curand de Windows 3.1 în 1992. Memoria virtuală îmbunătățește calitatea grafică. În 1990, Windows incepe sa arate ca versiunile care aveau sa apara. Apar diverse imbunatatiri alei interfetei grafice precum inlocuirea programului shell MS-DOS Executive(din versiunile 1.0 şi 2.0) cu Program Manager. Pe langa Program Manager tot la Windows 3 isi fac aparitia si Managerul de fișiere (File Manager) si Managerul de imprimare (Print Manager). Windows 3.0 prezinta si sistemul de icoane pentru șaisprezece culori, viteza imbunatatita si fiabilitate. La versiunea 3.11 nu a mai fost nevoie de MS-DOS pentru management-ul fişierelor, insa acesta era inca necesar pentru rularea Windows. [3]

Tot din ciclul marilor schimbari face parte si lansarea unui nou kit de dezvoltare software (SDK) Windows, care îi ajută pe dezvoltatorii de software sa se concentreze mai mult asupra scrierii programelor si mai putin asupra scrierii driverelor de dispozitive.

Windows for Workgroups 3.11 adaugă suport pentru grupurile de lucru peer-to-peer și pentru lucrul în rețelele de domeniu și, pentru prima dată, PC-urile devin parte integrantă a evolutiei client/server care avea sa apara in domeniul computerelor.

La 27 iulie 1993 este lansat Windows NT.

Spre deosebire de Windows 3.1, Windows NT este un sistem de operare pe 32 de biti, ceea ce il face o platforma de afaceri strategica ce ofera suport pentru inginerie de varf si programe stiintifice.

Pe 24 august 1995, Microsoft lanseaza Windows 95, avand vanzari record de 7 milioane de copii în primele cinci saptamani. Este lansarea Microsoft cu cea mai mare publicitate de pana atunci. Windows 95 deține suport integrat pentru internet, lucrul in retelele pe linie comutată si noi capacitati Plug and Play care faciliteaza instalarea de hardware si software. Sistemul de operare pe 32 de biți ofera, de asemenea, capacitati multimedia imbunatatite, caracteristici mai puternice pentru lucrul cu computerele mobile si capacitati de lucru in retea integrate. [3]

Windows 95 a reprezentat un progres major pentru interfata grafica din Windows. Windows 95 prezintă prima oară meniul Start, bara de activitati si butoanele de minimizare, maximizare și inchidere in fiecare fereastra. Program Manager a fost înlocuit de Windows Explorer. Windows 95 putea fi rulat/pornit fara ajutorul MS-DOS in comparatie cu versiunile anterioare care erau pornite manual de utilizator tastand în linia de comanda „win”(de la fişierul win.com) sau puteau sa modifice autoexec.bat pentru a porni Windows-ul imediat după ce pornea MS-DOS. [12]

In vara anului 1995, este lansată prima versiune de Internet Explorer. Browserul se alătură celor care concurau deja la spațiul World Wide Web.

Lansat la 25 iunie 1998, Windows 98 este prima versiune de Windows proiectata in mod specific pentru consumatori. Printre imbunatatiri se numara abilitatea de a deschide si a inchide programele mai rapid si suportul pentru citirea discurilor DVD si a dispozitivelor USB (magistrala seriala universala). Alta noua aparitie o reprezinta bara Lansare rapida, care va permite sa executați programele fara a fi necesar sa rasfoiti prin meniul Start sau sa le cautati pe desktop.

Proiectat pentru utilizarea computerelor de acasa, Windows Me ofera îmbunatatiri pentru muzica, videoclipuri si pentru lucrul in retelele de domiciliu, comparativ cu versiunile anterioare. Debuturi: System Restore (Restaurare sistem), o caracteristica ce poate readuce configuratia software a PC-ului la o data sau ora de dinaintea aparitiei unei probleme. Din punct de vedere tehnic, Windows Me a fost ultimul sistem de operare Microsoft bazat pe codul Windows 95. [3]

Construit pe baza codului Windows NT Workstation 4.0, Windows 

2000 adauga imbunatatiri de fiabilitate, de simplificare a utiliazrii, de compatibilitate internet si suport pentru computerele mobile.

Pe 25 octombrie 2001, Windows XP este lansat cu un aspect și un stil reproiectat, orientate spre uzabilitate, precum și cu un centru de servicii unificat Ajutor și Asistență. Apare livrarea online a actualizărilor de securitate. Se pune mai mult accent pe Ajutor și Asistență. Windows XP ofera imbunatatiri precum Expert configurare rețea, Windows Media Player, Windows Movie Maker si capacitati imbunatatite pentru fotografiile digitale. Apare de altfel si suportul pentru lucrul in retele fără fir 802.1x, Windows Messenger și Asistența la distanță. [3]

 Windows XP este compilat din 45 de milioane de linii de cod.


Windows Vista este lansat în 2006, având cel mai puternic sistem de securitate la momentul respectiv. Control cont utilizator previne ca un software potențial rău intenționat să efectueze modificări la computer.






Windows 7(2009) a fost construit pentru lumea wireless care si-a făcut aparitia la sfarsitul anilor 2000. Windows 7 includea noi moduri de lucru cu ferestrele - precum Fixarea, Peek si Scuturarea - care îmbunătățeau funcționalitatea si faceau interfata mai distractiv de utilizat. De asemenea, marca debutul Windows Touch, care permitea utilizatorilor de ecrane tactile să navigheze pe web, sa rasfoiasca prin fotografii si sa deschida fisiere și foldere. Imbunatatirile la bara de activitati Windows 7 includ examinarile cu imagini reduse în direct. [12]





Windows 8(2012)

Windows 8 este Windows reimaginat de la chipset la experienta utilizatorilor. Functioneaza atat ca tableta pentru divertisment, cat si ca PC cu caracteristici complete pentru rezolvarea problemelor. Prezinta o interfata complet noua care functioneaza usor atat pentru atingere, cat si pentru mouse si tastatura. Windows 8 include si imbunatatiri ale desktopului Windows familiar, cu o noua bara de activitati si gestiune optimizata a fisierelor.[3]

Windows 8 înseamnă practic două sisteme de operare într-unul singur: unul cu o interfață modernă, adaptată perfect la control tactil, cu un aspect futurist și o utilizare destul de intuitivă și unul care este practic un Windows 7 mai puțin ergonomic.[4]

Microsoft reimagineaza un sistem de operare care profita la maximum de revolutia mobilitatii. In noua lume conectata permanent, Windows 8 aduce o experienta unica si unitara pe toate platformele: desktop, tableta, smartphone.

Windows 8 contine un ecran Start cu dale care se conecteaza la persoane, fisiere, aplicatii și site-uri web. Aplicațiile sunt punctul central, cu acces la un nou loc de unde să obțineți aplicații: Magazinul Windows, incorporat chiar în ecranul Start.

Pe langa Windows 8, Microsoft a lansat si Windows RT, care ruleaza pe unele tablete si PC-uri. Windows RT este proiectat pentru dispozitive suple, cu o durata lunga de viata a bateriei si ruleaza exclusiv aplicatii din Magazinul Windows. De asemenea, include o versiune incorporata de Office, care este optimizata pentru ecrane tactile. [3]

Desktop-ul cu aplicatii dispune acum de unele functii extraordinare: tema aero va fi ajustata in functie de imaginile de fundal. Cu Windows 8, puteti accesa continutul fisierelor ISO, fara sa aveti nevoie de software aditional. Windows 8 va oferi si o functie incorporata de suport pentru USB 3.0.

Virtualizarea

Primul val de virtualizare apare odata cu IBM CP-40 în ianuarie 1967. Atunci, ca și acum, obiectivul il constituia reducerea costurilor. Sistemul a adus beneficii cum ar fi memoria virtuală și adresarea pe 32-bit. CP-40 ofera un mediu complet virtualizat avand suport pentru 14 mașini virtuale. In 1972, IBM finalizeaza VM Facility 370 sau VM/370.

Termeni folositi:

• 
  Virtual Machine(VM)
  
• 
  Control Program(hypervisor)
  

VM/370 reuseste sa virtualizeze eficient sistemele de operare destinate S/360 și S/370 cum ar fi: OS/360, DOS/360, OS/370, DOS/370, MVS, CMS, CMS/370 așa că virtualizarea isi atinge scopul: reducerea costurilor. In final s-a ajuns la z/Vmcare care ruleaza acum pe sistemele mainframe IBM.

Al doilea val de virtualizare il reprezinta microprocesoarele. In 1977 apare Macintosh Apple II, iar in 1988 apare ConnectixVirtual PC (pentru Macintosh). Virtual PC putea rula Windows si Linux pe calculatoarele Macintosh. In 2002 Microsoft preia Connectix, iar Virtual PC este modificat pentru ca userii Windows sa poata să ruleze și alte sisteme de operare (în afară de MacOSX, din cauza restricțiilor Apple pentru licențele MacOSX)

A treia etapa de virtualizare are loc in 1999 si este facuta de VMware. VMware produce VMWare Workstation in 1999, in 2001 produce VMware GSX Server (virtualizare server-level).

Din Vmware și Virtual PC lipsea hypervisor-ul desi erau similare cu CP-40. Ambele se bazau pe existența unui sistem de operare gazdă(host). Host-ul era astfel o legatura între masina virtuala și hardware. Au apărut îmbunătățiri cum ar fi posibilitatea de a rula VM pe hardware nespecializat: Virtual Partitions pentru HP-UX, KVM(Linux), Xen(proprietatea Citrix), Virtual Server 2005 (Microsoft). migrare de la arhitecturi hosted la arhitecturi bazate pe hypervisor VMware ESX, Hyper-V, Xen folosesc o forma de hypervisor. Are loc si reintroducerea suportului hardware la Intel VT-x si AMD-V . Chiar dacă micro-virtualizarea tinde să egaleze soluția IBM de acum 40 de ani au apărut si elemente inovatoare, majoritatea din partea Vmware: live server migration(VMotion), dynamic load balancing(Distributed Resource Scheduling), real-time failover(HA Clustering).[2]

Gestionarea memorie la Windows

Gestionarea memoriei in sistemul de operare Microsoft Windows a evoluat intr-o arhitectura bogata si sofisticata, capabila sa se scaleze de la micile platforme integrate, unde Windows se executa din memoria ROM, pana la configuratii NUMA multi-teraoctet, profitand de toate capacitatile de design hardware existente.[7]

In continuare vom prezenta cateva din principiile de gestionare pe care Windows le foloseste pentru a economisii memorie.

Mecanismul memoriei virtual

La Windows acest mecanism consta in alocarea unei memorii mai mari decat cea existenta fizic in calculator. Alocarea unei memorii mai mari pentru un program este posibila prin transferul de blocuri de informatie in memoria externa (hard disk) a sistemului de calcul si aducerea lor inapoi in memoria interna atunci cand este nevoie. Acest proces se numeste memorie virtual.

Acest mecanism se mai numeste si mecanism SWAP.

Din punct de vedere al acestui principiu nu se face nici o diferenta intre segmentele de cod si cele de date deoarece prin transfer nu se pierd informatii. Aceste fisiere se pot crea nu numai pe discul local ci si pe o unitate de disc in retea sau pe un RAM-DRIVE.

Memoria virtuala este structurata, din punct de vedere logic, sub forma de pagini, astfel ca, o adresa furnizata de o instructiune a procesorului consta in doua campuri: numarul paginii si adresa in pagina.[7]


Principiul segmentelor de cod retrase

Prin aces principiu se urmareste golirea memoriei RAM daca aceasta nu este suficienta.

Sistemul de operare verifica memoria RAM si daca aceasta nu este suficienta se evacueaza cele mai putin utilizate segmente de cod sau DLL. Daca un program are nevoie de un segment de program ce a fost evacuat deja, modulul de administrare a memoriei il va incarca automat in RAM de pe disk.

Acest principiu functioneaza numai cu segmente de cod deoarece acestea nu isi schimba continutul in timpul executiei. [7]

Replicarea instantelor active

Numim instantele active, mai multe aplicatii identice ce se afla in acelasi timp in executie.

Acest principiu consta in : prima instanta a programului ocupa spatiu, atat pentru coduri, cat si pentru date, iar oricare alta instanta aferenta aceluiasi program relansat va utiliza segmentele de cod ale primei instante si va avea nevoie de memorie pentru segmentele de date.

Ca exemplu putem lua aplicatia WordPad ce ocupa in total 85 KB la prima lansare, iar la a doua lansare a instantei ocupa doar 45 KB (spatiu doar pentru date). [7]

Principiul DLL

Un DLL (Dinamic-Link Library) este un modul care contine functii si date care pot fi utilizate de un alt modul (aplicatie sau alt DLL).

Principiul DLL are avantajul de economisire a memoriei necesare aplicatiilor deoarece se pun functiile de baza in comun. Fisierele DLL sunt practic biblioteci de functii. Un fisier DLL se va introduce doar o singura data in memorie indiferent de cate programe ii acceseaza functiile.[6]

Interfata de programare a aplicatiilor Windows (API) este implementata ca un set de DLL-uri, astfel incat orice proces care utilizeaza API-ul Windows utilizeaza si link-urile dinamice.

Dupa ce un proces si-a incarcat DLL-ul in spatiul virtual de adresare, poate apela toate functiile DLL exportate.

Sistemul de operare mentine un contor de referinta per proces pentru fiecare DLL. Cand un thread incarca DLL-ul, contorul de referinta este incrementat cu unu. Atunci cand procesul se termina, sau cand contorul de referinta devine 0, DLL-ul este evacuat din spatiul virtual de adresare al procesului.[6]

Ca oricare alta functie, o functie DLL exportata ruleaza in contextul thread-ului care a apelat-o. Din acest motiv se aplica urmatoarele conditii:

- Thread-ul procesului care a apelat DLL-ul poate utiliza hand-eluri deschise de o functie DLL. Similar si reciproca este valabila.

- DLL foloseste stiva thread-ului si spatiul virtual de adresare al procesului

- DLL aloca memorie din spatiul virtual de adresare al procesului

Comunicarea intre aplicatii

Unul din avantajele majore ale lui Windows este ca se pot schimba informatii de aceeasi natura sau de natura diferita intre aplicatii diferite.

Procedeele ce fac schimbul dinamic de informatii intre aplicatii sunt:

• 
  Tehnologia Clipboard
  
• 
  Tehnologia OLE
  

Tehnologia Clipboard

Pentru aceasta tehnologie Windows utilizeaza pentru transferul datelor o zona de memorie interna gestionata de un program denumit Clipboard Viewer.

Acesta functioneaza astfel: dupa selectarea unei grupari de date, acestea se pot dispune in memoria tampon iar de acolo se pot transfera in zona desemnata de utilizator ca destintatie. Continutul zonei de memorie gestionate de Clipboard se poate salva pe disc intr-un fisier cu extensia CLP.[7]

Tehnologia OLE (Object Linking and/or Embedding)

Ideea de la care au plecat realizatorii tehnologiei OLE a fost acela de document complex. Un document complex este un document special care contine mai multe tipuri de informatii: texte, desene, grafice, imagini, secvente audio, etc.

Ori de cite ori se decide sa lucreze cu o parte a documentului complex care contine tipuri de date diferite, aplicatia responsabila cu aceste tipuri de date va fi pornita automat.

Putem spune ca OLE este un extensibil de protocoale de comunicatie intre aplicatii. Aceste protocoale permit unei aplicatii sa foloseasca servicii oferite de alte aplicatii. Protocoalele OLE sunt implementate prin biblioteci de tip DLL, partajabile cu alte programe ce ruleaza sub Windows.
Noile tehnologii Windows

In ultimele versiuni ale sistemului de operare Windows avem incluse numeroase caracteristici noi cum ar fi: primii pași în atingerea cu mâinile, vorbirea, și recunoașterea scrisului de mână, suport pentru hard disk-uri virtuale, performanță îmbunătățită pe procesoarele multi-core, performanța boot-ului îmbunătățită, și îmbunătățiri ale nucleului (kernel). [10]

Windows 7 adaugă suport pentru sisteme care folosesc multiple plăci grafice heterogene de la diferiți furnizori.

Multe elemente noi au fost adăugate în Control Panel, incluzând ClearType Text Tuner, Display Color Calibration Wizard, Gadgets, Recovery, Troubleshooting, Workspaces Center, Location and Other Sensors, Credential Manager, Biometric Devices, System Icons, și Display.

Bara de sarcini are cele mai uriașe schimbări vizuale, în cazul în care bara de instrumente Quick Launch a fost înlocuită cu aplicațiile „de prins” în taskbar.

Windows 8 nu mai include componentele media precum Windows Media Center regăsite în versiuni precedente ale Windows în niciuna dintre edițiile sale.

Windows 8 aduce imbunatatiri din punct de vedere al securitatii:

- Secure Boot se bazeaza pe implementarea UEFI (Universal/Unified Extensible Firmware Interface) ca inlocuitor al vechiului BIOS. UEFI aduce imbunatatiri substantiale in privinta performantei si a securitatii sistemului, inlocuind tehnologiile de adresare a resurselor. Probabil cel mai vizibil beneficiul al implementarii UEFI in Windows 8 il reprezinta viteza de pornire imbunatatita.[5]

- Protectie Anti-Virus integrata in sistemul de operare (bazata pe solutia gratuita Microsoft Security Essentials).

- Mecanism nou pentru scanarea fisierelor descarcate din Internet. Incepand cu versiunea 8 a sistemului de operare, SmartScreen Filter, tehnologia ce permitea detectia malware-ului in fisierele descarcate prin Internet Explorer, este integrata in sistemul de operare si va functiona indiferent de browserul ales pentru download.[5]

- Measured Boot. Acest nou mecanism foloseste o serie de time-watches pentru a analiza comportamentul fiecarei componente hardware instalata in calculator, prin intermediul driverilor acestora.[5]

- Kernel si ASLR. Dincolo de suprafata, Microsoft a imbunatatit considerabil Kernel-ul OS-ului Windows 8, alaturi de ASLR – Address space layout randomization, o metoda folosita in mecanismele de securitate a informatiilor pentru a arnaja aleator portiuni din comenzi, date si instructiuni in memoria de lucru, protejand astfel impotriva unor tipuri de atacuri comune (shellcode inject, return-to-libc etc.)[5]

Bibliografie:

1.Modern Operating Systems, A. Tanenbaum

2.Understanding Microsoft Virtualization Solutions: From the Desktop to the Datacenter, editia a doua, Mitch Tulloch

3.Fotografiile sunt luate de pe http://windows.microsoft.com

4.http://www.stylereport.ro/hi-tech/windows-8-dr-jekyll-si-mr-hyde

5.http://nsis.ro/blog/securitatea-windows-8.html

6.http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms681914(v=vs.85).aspx

7.http://carteromaneasca.files.wordpress.com/2012/03/evolutia-sistemului-windows.pdf

8.http://stst.elia.pub.ro

9.http://scrieliber.ro

10.http://msdn.microsoft.com

11.http://blogs.msdn.com

12. http://en.wikipedia.org/wiki/Windows

13. http://ro.wikipedia.org/wiki/Sistem_de_operare