020 SYSTEM WINDOWS

Prof. dr hab. Marek Wisła

Microsoft Windows • Windows to nazwa systemów operacyjnych produkowanych przez firmę

Microsoft od 1983 r.

• 16 bitowe: Windows 1.0, Windows 2.0, Windows 3.0, Windows 3.1 (1992), Windows 3.11, Windows for Workgroups (1993) - nakładki na MS DOS

• 16/32 bitowe: Windows 95 (4 i 4.1), Windows 98 i 98 SE (1999), Windows ME (2000) - oparte na systemie MS DOS, architektura CISC

• 32/64 bitowe - Windows New Technology, architektura CISC, RISC:

• Windows NT 3.1, Windows NT 3.5/3.51, Windows NT 4.0 (1996),

• Windows 2000 (NT 5.0) (2000), Windows XP (NT 5.1) (2001),

• Windows Server 2003 (NT 5.2), Windows XP Media Center (2003, 2005),

• Windows XP Professional x64 Edition (NT 5.2) (2005),

• Windows Vista (NT 6.0) (2006/2007),

• Windows Server 2008 (NT 6.1) (2008)

• Windows 7 (2010)

• Windows 8 (2012)

• Windows Server 2012

• wersje dla urządzeń mobilnych (palmtopy, tablety, komórki):

• Windows CE (Consumer Electronic), Windows Mobile, Windows 8

Historia MS Windows

http://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_58400&feature=iv&src_vid=TWfcZmynwFU&v=aqkkByP8RDM

Cechy systemów Windows

• Graficzny interfejs użytkownika (GUI) - określa sposób

prezentacji informacji przez komputer oraz interakcji z

użytkownikiem

• Skalowalność - system można uruchamiać na jednym

procesorze dla jednego użytkownika lub w trybie wielu

użytkowników w wieloprocesorowej instalacji sieciowej

• Model przetwarzania klient-server

• Architektura mikrojądra (Micro Kernel Architecture) –

rdzeniem systemu operacyjnego jest bardzo mały zestaw

procedur programowych stanowiących podstawę, na

której zbudowane są wszystkie inne części systemu

operacyjnego

Cechy systemu Windows

• Możliwość komunikacji między procesami, które pracują równocześnie – służą do tego między innymi potoki

• Wielozadaniowość (z wywłaszczaniem) – zdolność do obsługi więcej niż jednej aplikacji (z wywłaszczaniem oznacza, że każdy program ma kwant czasu, po którym przełącza się inny proces, dzięki czemu zablokowany proces można „zabić”)

• Wielowątkowość - zdolność do nieliniowego wykonywania programów; program lub aplikacja mogą mieć więcej niż jeden wątek.

• Wątek to część programu (procesu), która może być wykonywana asynchronicznie, podczas gdy główny kod programu zajmuje się innymi zadaniami. Wątek jest podstawową jednostką, której przydzielony jest czas pracy procesora.

Cechy systemu Windows

Chroniona pamięć wirtualna:

• liniowa przestrzeń adresowa może być większa niż fizyczna pamięć RAM,

• każdy proces ma przydzieloną pamięć tak, jakby był jedynym wykonywanym programem,

• 32-bitowa architektura komputerów pozwala zaadresować 232 bajtów co daje około 4 GB pamięci operacyjnej,

• brakująca pamięć RAM jest rozszerzana o dodatkową przestrzeń na dysku twardym przy pomocy stronicowanych plików dyskowych pozwalających na ciągłą wymianę fragmentów pamięci procesów,

• umożliwia to uruchamianie aplikacji o rozmiarach przekraczających wielkość dostępnej pamięci operacyjnej komputera,

• 64-bitowa architektura komputerów pozwala zaadresować 264 bajtów uważaną za praktycznie nieskończoną, wiele aplikacji może pracować równocześnie bez zakłóceń.

Cechy systemu Windows

• Obsługa sieci i łączność przez linię telefoniczną.

• Multimedialność - obsługa plików w formatach video:

AVI, MPG, MOV, WMV i dźwiękowych: WAV, AU, MID,

MOD, RMI, MP3, WMA.

• Przetwarzanie rozproszone:

• RPC - Remote Procedure Call, zdalne wywołanie

procedury

• RAS - Remote Access Service, usługa pozwalająca

połączyć się z innym komputerem

• Obsługa Unicod (każda funkcja znakowa dostępna jest

w dwóch wersjach ASCII i Unicode)

GUI

Graficzny interfejs użytkownika:

• Wszystkie operacje w Windows odbywają się na

Pulpicie. Graficznie pulpit przedstawia ogólny widok na

aplikacje i dane.

• Pulpit jest jednym z głównych folderów systemowych.

Jego zawartość jest widoczna zaraz po uruchomieniu

komputera i załadowaniu Windows (do wersji 7).

• W oknie Eksploratora Windows Pulpit wyświetlany jest

na samym szczycie hierarchii katalogów.

GUI

• Użytkownik może tworzyć i zapisywać pliki bezpośrednio

na Pulpicie – pliki zapisane na Pulpicie są

przechowywane w profilu danego użytkownika.

• Na Pulpicie występują: ikony, foldery, pasek zadań z

przyciskiem START, obszar użytkownika (okna aplikacji,

okna dialogowe, informacyjne i inne).

• Menu START może służyć do: uruchamiania aplikacji,

dokonywania ustawień systemu, poszukiwania plików i

folderów, pracy z systemem pomocy, zamykania systemu.

Instalacja Windows 8

http://www.youtube.com/watch?v=_8EKdw10BJU

Interpretery poleceń

• command.com – domyślny interpreter poleceń w systemach Windows opartych na DOS

• cmd.exe – interpreter poleceń stosowany w Windows 2000, Windows XP, Windows 2003 i Windows Vista:

• polecenie cmd otwiera tekstowe okno konsoli i dokonuje interpretacji znaków wprowadzanych w wierszu poleceń konsoli jako nazw poleceń, programów, plików i ich parametrów

• polecenie exit zamyka działanie procesora poleceń

• Windows PowerShell (2006) – interpreter poleceń dostępny dla Windows XP SP2, Windows 2003, Windows Vista, Windows 2008, Windows 7

• jest zintegrowany z .NET Framework

• cechą charakterystyczną PowerShell jest logika obiektowa – wynikiem każdego polecenia jest obiekt określonego typu

Operacje na plikach

• dir pokazuje nam zawartość katalogu

• chdir [katalog] - zmieniamy katalog (/ oznacza katalog główny)

• rmdir [katalog] - usuwamy katalog

• mkdir [katalog] - tworzymy nowy katalog

• delete [plik] - usuwamy plik

• move [plik] [cel] - przenosimy plik (lub zmieniamy jego nazwę)

• copy [plik] [cel] - kopiujemy plik

• help [polecenie] – wyświetla informacje o poleceniu

• [polecenie] /? – również wyświetla informacje o poleceniu

Bezpieczeństwo systemu

• Problem bezpieczeństwa systemu informatycznego należy rozpatrywać w dwóch kategoriach:

• ochrony systemu (protection),

• bezpieczeństwa systemu (security).

• Podstawowym celem stosowania ochrony jest zapewnienie takich mechanizmów, aby każdy wykonywany proces korzystał tylko i wyłącznie z zasobów mu przyznanych i to w sposób określony przez politykę ochrony:

• bezpieczne dzielenie wspólnej przestrzeni nazw logicznych, np. plików,

• bezpieczne dzielenie wspólnej przestrzeni obiektów, np. pamięci.

Systemy plików Windows

• Partycja to logiczny, wydzielony obszar dysku twardego, który może być sformatowany przez system operacyjny w odpowiednim systemie plików. Partycjonowanie umożliwia posiadanie kilku systemów plików na jednym dysku twardym. Windows obsługuje kilka rodzajów systemów plików: FAT16, FAT 32, FAT64 oraz NTFS.

• FAT16 (File Allocation Table) - stosowany w starszych systemach operacyjnych (od MS-DOS do Windows 95)

• NTFS (NT File System - system plików NT) - obsługuje aplikacje zorientowane obiektowo poprzez traktowanie plików jako obiektów z atrybutami zdefiniowanymi przez użytkownika i system.

• FAT32 - rozszerzona wersja FAT, obsługuje mniejsze rozmiary klastrów, miejsce na dysku jest przydzielane bardziej efektywnie

• FAT64 - pozwala na skalowalność dla dużych rozmiarów dysków

Rozmiar klastra (dane dla Windows 7)

Pojemność dysku FAT 16 FAT 32 FAT 64 NTFS

32 MB – 64 MB 1 KB 512 B 4 KB 4 KB

64 MB – 128 MB 2 KB 1 KB 4 KB 4 KB

128 MB – 256 MB 4 KB 2 KB 4 KB 4 KB

256 MB – 512 MB 8 KB 4 KB 32 KB 4 KB

512 MB – 1 GB 16 KB 4 KB 32 KB 4 KB

1 GB – 2 GB 32 KB 4 KB 32 KB 4 KB

2 GB – 4 GB 64 KB 4 KB 32 KB 4 KB

4 GB – 8 GB Nie obsługiwane 4 KB 32 KB 4 KB

8 GB – 16 GB 8 KB 32 KB 4 KB

16 GB – 32 GB 16 KB 32 KB 4 KB

32 GB – 16 TB Nie obsługiwane 128 KB 4 KB

16 TB – 32 TB 128 KB 8 KB

32 TB – 64 TB 128 KB 16 KB

64 TB – 128 TB 128 KB 32 KB

128 TB – 256 TB 128 KB 64 KB

>256 TB Nie obsługiwane Nie obsługiwane

Bezpieczeństwo systemu

• Bezpieczeństwo systemu polega na zapewnieniu nienaruszalności systemu przez czynniki zewnętrzne poprzez: • identyfikację, • uwierzytelnianie, • autoryzację użytkowników systemu.

• Identyfikacja - polega na stwierdzeniu tożsamości użytkownika lub innego obiektu zamierzającego skorzystać z zasobów systemu. Najczęściej każdy użytkownik systemu ma przypisany unikalny w obrębie systemu identyfikator.

• Uwierzytelnianie - polega na sprawdzeniu, że obiekt, który zgłasza żądanie dostępu do systemu jest tym, za kogo się podaje. Najczęstszym sposobem uwierzytelniania użytkowników systemu jest wymaganie podania hasła.

• Autoryzacja - po przeprowadzeniu identyfikacji i uwierzytelnienia obiektu system przydziela danemu obiektowi określone prawa dostępu do obiektów systemu.

Rejestr

Rejestr - centralna baza danych w Windows

przechowująca parametry systemu i aplikacji.

Rejestr zawiera ujednolicone informacje, do których system

odwołuje się podczas wykonywania operacji dotyczących

takich elementów, jak:

• profile dla poszczególnych użytkowników,

• programy instalowane na komputerze i typy dokumentów,

które mogą być tworzone przez poszczególne programy,

• ustawienia właściwości dla folderów, ikon, programów,

• sprzęt istniejący w systemie, sterowniki urządzeń,

• programy obsługi sieci.

Rejestr

• Baza rejestru ma strukturę hierarchiczną i składa się z

kluczy, podkluczy, gałęzi i wpisów wartości. Za

pośrednictwem Rejestru możemy lepiej dostosować

Windows do indywidualnych potrzeb użytkownika.

Zmieniając jakiekolwiek ustawienia czy instalując nowe

oprogramowanie, dokonujemy jednocześnie zmian w

Rejestrze.

• HKEY_CLASSES_ROOT - zawiera informacje o typach

plików, rozszerzeniach nazw plików i podobne dane.

Sprawuje kontrolę nad podstawowymi opcjami interfejsu

użytkownika.

Rejestr

• HKEY_CURRENT_USER - ustawienia profilu aktualnie

zalogowanego użytkownika (schemat kolorów, stosowane

czcionki).

• HKEY_LOCAL_MACHINE - informacje o konfiguracji

komputera niezbędne do prawidłowego uruchamiania

systemu Windows.

• HKEY_USERS - ustawienia profili wszystkich

użytkowników, którzy kiedykolwiek się logowali na tym

komputerze.

• HKEY_CURRENT_CONFIG - dane konfiguracyjne

wykorzystywane przez aktualnie używany profil sprzętowy

Windows.

Cygwin

• Cygwin to implementacja standardu POSIX (Portable Operating System Interface for Unix) funkcji systemowych umożliwiających uruchamianie aplikacji Unix i Linuks pod Windows, przeznaczona dla systemów Win32 (32-bitowe systemy dla PC od MS Windows 95) oraz zestaw oprogramowania FLOSS (Free Libre Open Source Software).

• Jeśli aplikacja ma być skompilowana pod Cygwin i dystrybuowana do klientów, do plików instalacyjnych aplikacji musi zostać dołączona biblioteka cygwin1.dll (Cygwin run-time environment). Wiąże się to z ograniczeniami licencyjnymi.

• Środowisko Cygwin składa się głównie z aplikacji używających interfejsu tekstowego, ale dostępny jest również podsystem grafiki X.Org oraz graficzne środowiska GNOME i KDE. Projekt posiada wygodny w użyciu program instalacyjny.

Cygwin

• Cygwin jest rozwijany głównie przez oddział Cygnus Solutions firmy Red Hat i dostępny na licencji GPL (General Public License) .

• Cygwin nie zastępuje w pełni np. Linuksa: nie wszystkie linuksowe aplikacje można kompilować i uruchamiać w środowisku Cygwin, ponadto efektywność ich działania spada w porównaniu do efektywności wykonania zapewnianej przez środowisko natywne. Można go traktować jako emulator, który pozwala na wykorzystywanie wielu aplikacji z rodziny POSIX na platformie Microsoft Windows – w tym także oprogramowań typu FLOSS (Free Libre/Open Source Software – Wolne i Otwarte Oprogramowanie).

MinGW

• MinGW (Minimalist GNU for Windows) – port GCC (Gnu Compiler

Collection) w Unix/Linuks, dostarczający darmowe i otwarte

środowisko (analogiczne do np. bash) oraz narzędzia pozwalające na

kompilację natywnych plików wykonywalnych (exe) dla

platformy Windows.

• Podstawowymi składnikami MinGW są kompilatory GCC, zestaw programów

binUtils (zawierający m.in. kompilator zasobów windowsowych windres) oraz

zestaw plików nagłówkowych i bibliotek charakterystycznych dla platformy

Windows.

• MinGW pozwala na kompilację kodu źródłowego napisanego w językach

programowania C++, C, Fortran7, Java, Ada, Objective C do kodu

wykonywalnego (EXE) lub, zależnie od potrzeb, plików obiektowych, bibliotek

statycznych lub bibliotek dynamicznych (DLL).

• Przy użyciu MinGW można kompilować większość programów

przeznaczonych dla systemu Windows i wykorzystujących różne

zaawansowane biblioteki, zarówno komercyjne, jak i typu Open Source.

Strumienie

• Wyjście: Ekran monitora (CON) jest traktowany, jako standardowe

urządzenie wyjściowe jeżeli system operacyjny nie otrzyma od użytkownika

innego polecenia.

• Wejście: Klawiatura pełni rolę standardowego urządzenia wejściowego.

• Do niestandardowych urządzeń wejścia/wyjścia w systemie operacyjnym

należą: Drukarka(PRN), złącza szeregowe (COM1 do COM4), złącza

równoległe (LPT1 do LPT3), urządzenie puste (NUL), synonim nazwy COM1

(AUX).

• Do zmiany standardowego strumienia wyjściowego służą znaki

> (przekieruj i zastąp) oraz >> (przekieruj i dopisz).

• Podobnie do zmiany standardowego strumienia wejściowego służą znaki <

(przekieruj i zastąp) oraz << (przekieruj i dopisz).

• Przykład:

dir > zawartosc.txt - tworzy plik lub nadpisuje istniejący,

dir >> katalogi.txt - tworzy plik lub dodaje tekst do istniejącego.

Potoki

• Wyjście jednego procesu możne być połączone z

wejściem innego procesu, tworząc potok pomiędzy tymi

procesami.

• Przetwarzanie potokowe polega na buforowaniu przez

system danych produkowanych przez pierwszy proces i

następnie odczytywaniu tych danych przez drugi proces.

• W potoku może brać udział jednocześnie kilka procesów.

• Separatorem procesów jest pionowa kreska (ang. pipe).

• Przykład: • dir | more

Filtry

• Istnieją programy, których zadaniem jest odczyt danych ze standardowego wejścia, przetworzenie tych danych i ich zapis na standardowe wyjście. Programy takie nazywane są filtrami i są szeroko wykorzystywane w przetwarzaniu potokowym. Poniżej przedstawiono najczęściej wykorzystywane filtry w systemie DOS: • find – wyszukiwanie tekstu

• sort – sortowanie danych

• more – sekwencyjne (ekran po ekranie) wyświetlanie danych.

• Przykłady: • dir | sort | more

• dir *.pas | sort

• type config.sys | find ".sys" - wypisze wiersze zawierające .sys

PODSTAWOWE

OPROGRAMOWANIE

Pakiety biurowe

Pakiet organizacji prac biurowych to zbiór programów

komputerowych służących do typowych zastosowań

biurowych (i nie tylko), takich jak:

• edycja tekstu

• wykonywanie obliczeń księgowych

• obsługa baz danych,

które są sprzedawane jako jeden zintegrowany produkt.

Skład pakietu biurowego

W skład pakietu biurowego wchodzą zwykle:

• procesor tekstu (DTP),

• arkusz kalkulacyjny,

• programy do prezentacji.

Oprócz tego często dodaje się do nich:

• program do obsługi baz danych,

• programy graficzne,

• program do tworzenia stron WWW,

• program do obsługi poczty elektronicznej,

• programy do scalania i organizowania w pakiety plików pochodzących z różnych źródeł,

• kalendarze elektroniczne i organizery.

Procesor tekstu

Procesor tekstu to program komputerowy umożliwiający

wprowadzanie, edycję, formatowanie tekstu oraz jego przygotowanie

do druku. Podstawowe funkcjonalności procesora tekstu:

• pisanie tekstów,

• rozbudowane formatowanie tekstów w oparciu o style tekstu,

• korekta tekstu: wyszukiwanie błędów literowych, gramatycznych,

interpunkcyjnych; kontrola poprawności formalnej; możliwość

poprawienia,

• umieszczanie obrazów,

• importowanie obrazów w różnych formatach,

• rysowanie prostych obiektów wektorowych,

• dowolne kształtowanie sposobu „opływania” tekstem obiektów,

• automatyczne numerowanie stron,

• generowanie spisu treści, przypisów i skorowidzów.

Arkusz kalkulacyjny

Arkusz kalkulacyjny to program komputerowy przedstawiający dane,

głównie liczbowe, w postaci zestawu dużych tabel dwuwymiarowych,

pozwalający na automatyczną obróbkę tych danych oraz

na prezentację ich w różny sposób.

Podstawowe funkcjonalności arkusza kalkulacyjnego:

• wprowadzanie danych i organizowanie ich w dwuwymiarowych

tabelach,

• automatycznie przetwarzane wprowadzonych do arkusza danych za

pomocą rożnego typu funkcji (matematycznych, statystycznych, daty i

czasu, finansowych, bazodanowych, logicznych),

• wizualizacja danych prezentowanych w postaci wykresów

(kolumnowych, słupkowych, kołowych, liniowych, warstwowych itp.),

które pozwalają łatwiej zorientować się we wzajemnych

zależnościach i tendencjach,

• tworzenie różnego rodzaju symulacji.

Program do prezentacji

Program do prezentacji to program służący do tworzenia prezentacji multimedialnych. Każda prezentacja jest złożona ze slajdów składających się z tekstów, grafiki, animacji oraz dźwięków.

Podstawowe funkcjonalności programu do prezentacji:

• tworzenie slajdów zawierających teksty, grafikę, filmy lub inne obiekty,

• animowanie elementów umieszczonych na slajdach - wyświetlanie slajdów lub ich drukowanie,

• zapisywanie prezentacji w różnych formatach,

• tworzenie szablonów slajdów,

• tworzenie makr i skryptów (np. pisanych w języku Visual Basic w przypadku pakietu MS Office).

Microsoft Office

Microsoft Office to pakiet aplikacji biurowych firmy

Microsoft.

W wersji podstawowej pakiet zawiera:

• Microsoft Word (procesor tekstu),

• Microsoft Excel (arkusz kalkulacyjny),

• Microsoft PowerPoint (tworzenie i wyświetlanie

prezentacji),

• Microsoft OneNote (robienie notatek),

• Microsoft Office Picture Manager (przeglądarka obrazów,

edycja zdjęć).

Microsoft Office

Inne, przydatne składniki pakietu:

• Microsoft Access (prosty system zarządzania bazą

danych),

• Microsoft Publisher (tworzenie publikacji prasowych),

• Microsoft Visio (edytor schematów),

• Microsoft Office SharePoint Designer (tworzenie i edycja

stron WWW),

• Microsoft Project (zarządzanie harmonogramem

projektów).

OpenOffice

OpenOffice.org to pakiet oprogramowania biurowego Open Source.

Składniki pakietu i odpowiadające im formaty plików:

• Writer (edytor tekstu), .ODT

• Calc (arkusz kalkulacyjny), .ODS

• Impress (edytor prezentacji), .ODP

• Draw (edytor grafiki), .ODG

• Base (program do tworzenia baz danych), .ODB

• Math (program do tworzenia wzorów matematycznych), .ODF

Standard bazuje na otwartym formacie plików OpenDocument (ODF),

zgodnym z normą (ISO/IEC 26300).

Komisja Europejska zaleca standard OpenDocument jako standard do

stosowania w administracji i w biznesie.

Na bazie OpenOffice.org w 2010 r został stworzony jego następca,

pakiet oprogramowania biurowego LibreOffice.

LibreOffice

• LibreOffice to wieloplatformowy pakiet oprogramowania biurowego dostępny jako Wolne Oprogramowanie.

• Za cel postawiono sobie stworzenie niezależnego pakietu biurowego obsługującego format plików ODF jednocześnie kompatybilnego z innymi popularnymi formatami zapisu dokumentów.

• Składniki pakietu i odpowiadające im formaty plików: • Writer (edytor tekstu), .ODT

• Calc (arkusz kalkulacyjny), .ODS

• Impress (edytor prezentacji), .ODP

• Draw (edytor grafiki), .ODG

• Base (program do tworzenia baz danych), .ODB

• Math (program do tworzenia wzorów matematycznych), .ODF