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结缘电脑60年 (彭民德著) (26) Windows 主导图形化PC

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[系统(windows) 所属分类 系统(windows) | 发布者 店小二03 | 时间 2016 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

硬件的每一步发展都带动软件的发展,因为软件是人的智能,人们总会设法让硬件的新功能发挥到极致。上世纪80年代前期,已经出现了图形化终端,引进了“像素”的概念,屏幕被分割为像素“bit”的点,并可以施加对点的打点和不打点以及着色控制,可以对像素点打点画出直线、表格线、图形、图标了。1983年,施乐公司又研发了鼠标,实现了图形的移动。硬件上这些成就推进了计算机图形化发展,一种基于图形化的人机界面便出现了。

屏幕的图形化就是用打网格的方法把屏幕数字化。一个网格点就是一个像素,网格点压住图形的用1表示,空白处为0。网格越细,图像越清晰。显示屏幕开始被划分为横纵比为640×480的网格,后来逐步精细,到1024×768,1280×800等。除了打点,每个点还可以着色。现代计算机屏幕上一个像素的颜色大都使用3个字节来表示,分别表示红色分量、绿色分量和蓝色分量,就是所谓的 RGB 编码。每个字节的8个bit可以表示256种不同的颜色。因此一个像素可能的颜色值就有 256×256×256种。或者说一个线素点有大约1600 万种颜色。这需要有大的显示缓存予以支撑,好在在摩尔定律作用下,容量问题已经得到很好解决。

从文字终端到屏幕的图形化是个进步,它使得屏幕从黑白文字发展到彩色图文并茂。这意味着个人电脑上基于文字交互的DOS和UNIX操作系统,将会被新的基于图形的操作系统所替代。以下棋为例,文字命令方式没有棋盘,对垒双方以文字方式走棋,比如红方发出指令“炮2平5”,计算机虽然会帮红方调整棋盘数据结构,实现其意图,不过双方的棋盘都只在脑子里,屏幕上看不见,下的是盲棋。而图形方式屏幕上可以有棋盘,可以用鼠标把炮从第2列平移到第5列。这种看得见摸得着的方式跟实际下棋就很接近了。

苹果机上的Macintosh是很好的基于图形界面的操作系统,可惜它被强行绑定在苹果机硬件上,不能单独出售。你要Mac,就只能买他的苹果机,因而销量有限。这是传统硬件公司曾经普遍犯过的错误。比如我们用过DEC公司的VAX机,连磁盘磁带都只能买他公司的,你要吗,只能到上海他的代表机构才可以买到。UNIX也配备了支持图像界面的X-Window,但它的命令行操作方式太完美了,图形操作方式反而给人一种附属感。

在相互借鉴和竞争中, 比较成功的是微软公司的windows,其图形化操作界面,不但能吸引不愿意花时间学习复杂命令行操作方式的新用户,也能吸引现有DOS用户 。

Windows被定位成单用户多任务的系统。多任务是在微机出现之前,第三代计算机的特点之一,IBM OS/360和UNIX都是这样的系统。PC机从早期单任务的DOS发展到多任务也有其必然性。以下棋而论,下棋双方两个任务,每个任务又可以分为计算棋路、走棋2个任务,这总共就有4个任务了,可能还有配乐任务,它们都得并发地,走走停停地执行着,像MS-DOS那样只允许单任务就不行了。从DOS的单任务到Windows的多任务又是技术的进步。以往第三代分时多用户系统的多任务,主要由各终端的用户进程组成,由操作系统分时调度。Windows中只有一个用户, 它支持用户建立多个窗口,每个窗口对应一个任务。用户的操作和系统中的种种事件,都被Windows转化为相应的消息,再将消息交由各个窗口函数去处理,采用的是一种消息驱动的多任务机制。

Windows由系统内核、GDI和User三部分组成,其中内核提供一组API函数,支持Windows应用程序所要求的低级服务,如动态内存分配。User是Windows管理程序,而GDI就是Windows的图形设备接口。用户在屏幕上同时开辟的多个窗口,比如在其中的一个窗口画图,另一个窗口写文档、录音、播音等。Windows提供对窗口的放大、缩小、拖动等控制,替各个任务解决使用内存和CPU的问题。它配有一套office软件,可以做包括中文在内的各种形式的文档、表格、图形图像、语音等多媒体处理,还可以连接数据库。 用得比较多,也是比较成功的Windows版本有,1992年4 月推出的 Windows 3.1,1995年8月发布的Windows 95 ,1999年12月的Windows 2000,2001年8月的 Windows XP等。

从Windows 3.1起,添加了对声音输入输出的支持和一个CD音频播放器,有漂亮的TrueType字体。它提供了多达500多条API函数,支持应用程序对系统资源编程。我们曾经用基于Windows的Borland公司的C语言,编写了一个关于Windows 的教学软件(参见彭民德:《Windows多媒体软件开发实例与技巧》,科技文献出版社 1996)。

Windows 95 是一款32位的操作系统,它对GUI有重要的改进,支持外设即插即用,对游戏软件有更好的支持。为照顾到既有的DOS用户,它捆绑了一个DOS版本,但是实际的使用者极少。只是捆绑提供给少数愿意继续使用DOS的用户选用,也就 意味着DOS时代的结束 。

随着网络技术的发展,PC机不再是单台个人电脑,它还是网络上的一个节点机。为适应联网需求,微软公司曾经推出Windows的网络版本Windows NT。90年代中期以后,为配合国际互联网迅速发展, 从Windows 95的稍后版本起,它干脆附带了I.E浏览器 。这曾引来了其它做浏览器的几家公司不满,甚至以违反“反垄断法”为由起诉,让微软公司吃官司。但是I.E方便了用户,只要安装了Windows,就有了访问国际互联网的平台,不用花钱另外再买浏览器了,只要价格合理,何乐而不为?所以微软公司的所为有群众基础,在打官司的同时,股票还在涨,最后法院也没有把他怎么着。 后来的Windows 2000、Windows XP等都是带浏览器的网络操作系统。

也许是习惯势力作怪,当2006年11月发布Windows Vista 的时候,尽管微软公司也做了很多宣传,称在界面和安全性等方面都有很多改进,但用户反映并不热烈。笔者自己08年买了一台联想SL400笔记本电脑,配置还不错。商家开始安装了Windows Vista,键盘上还有其正版标记。我也到书店买了一本关于Vista的书,准备使用Vista。但要去熟悉一套新的操作方式,总觉得没有必要做这样的付出。不几天就像许多同仁那样,把他们束之高阁,重新装了Windows XP。直到今天,有了支持触摸屏触摸操作的新功能,而且家里就有安装了新操作系统的机器,也还没有打动我的心,去追随它的新奇之处。

计算机屏幕的图形化,在计算机发展史上意义非凡。有了图像功能,一大批游戏随着计算机进入家庭得到广泛欢迎。有了图像功能,就可以处理照片,进而有动态视频,可以看电影电视。人们从以往枯燥地不得不围着计算机工作,也开始从计算机上享受到快乐了。

计算机进入到图形化阶段后,编程语言也紧紧跟上。BASIC很快增加了绘图功能。C语言推出有图形功能的Turbo-C和也有面向对象特征的Turbo-C++,以及其他多个变种。一时间C语言遍及各种机型,成了应用面最广的编程语言。许多系统软件和应用软件,包括流行的操作系统UNIX和Windows,都用C语言写成。各种编程语言也成了一种包括集编辑、调试、编译功能,与操作系统和数据库有良好接口的一整个集成开发环境。而在各种高级语言百花盛开的同时,一些无作为语言不得不遭到淘汰,或者取他山之石补己之短,以新的面貌出现。

在图形化PC机上,开始有了“计算机图形学”的实践。我们曾经编写了一组平面几何的作图题库,后来考虑到高考不考作图内容,这份软件没有推广。我们也曾经借助于Windows的支持,致力于把面向对象的编程技术应用于分形几何图形的研究。所开发的程序利用自相似性,能够绘制雪花、城墙、树叶、根瘤菌、海岸线等分形图形,以及绘制用某些属于某个数学家名字命名的分形图形。这批图形在自然界似曾相识,色彩斑斓,给人以一种见所未见的,唯有计算机文化才能呈现的美感。

自上个世纪80年代以来,无论MS-DOS还是Windows,都过不了多久就会推出新的版本。Windows系统目前较流行的版本是Windows 7(2009年)。2012年微软公司推出Windows 8。2015年3月18日微软公司在中国发布其Windows 10,该系统被定位为跨“手机、平板电脑、PC” 全平台的操作系统。并且提供用户免费升级,显示出微软公司空前的大方。

为什么过不了多久就会推出新版本呢,曾经有些人对此很不理解,老的还没有完全掌握,新的又来了,永远跟不上。提升到新版本还得花钱买,甚至硬件也得更新。为何购买机器时不可以一步到位,不可以一直使用下去呢?更新换代体现技术的进步,计算领域的技术日新月异,更新换代谁都无法阻挡。但作为个人,不必时时追新潮,当前的软硬件“够用就行”也是一项原则。

微软公司曾经决定自2014年4月8日起,不再继续维护Windows XP,不再为其推出新补丁以防止黑客攻击。希望用户转向功能更强更安全的Windows新版本。这本来是很正常的事,以往DOS和Windows也曾有过多次版本更迭,一年半载就来一次,人们都很平静地过来了。但这次在Windows XP十多年后的被抛弃,却在 中国业界 引起了很大反响,有的抨击微软逼着用户掏腰包升级。 几大知名IT公司组成“捍卫Windows XP联盟”,声称要永久维护它 。笔者以为,国人们长本事了,可以替它继续维护是好事,我们可以继续用,但是以后继续使用Windows XP,肯定会有风险。2014年4月初,我还是在继续使用Windows XP的同时,立马把自己重要的文件保留到网盘,到云端存储,同时做了本地备份,以防不测。宣称永久维护精神可嘉,但每款软件都是有生命期的,从来没有永久进行维护的,维护成本会越来越高,维护价值则越来越低,当维护成本和价值不相当的时候,就会走到其尽头。应该在继续使用Windows XP的时候,随时做好被无奈抛弃的准备,做好升级的准备。

关于Windows 8还有一件重要的事情要提及,那就是中国政府对它采取封杀态度。中央国家机关政府采购中心,曾经于2014年5月16日发布通知,在政府采购中,禁止采购Windows 8操作系统。(据CCTV新闻台2014年6月4日午间的《新闻30分》报道)。 这是美国2013年棱镜门事件后,中国防止美国窃听的一项举措 。虽然Windows 8的推出有其技术的必然性,它能够适应在触摸屏上触摸交互操作,更方便用户使用。但它获取用户信息更容易,国家重要机密信息难免被窃取。微软公司如果借助该款操作系统,对我们做经济统计,说不定比我们的专业统计部门更准确。美国又有爱国者法,规定掌握信息资源的公司,有义务提交信息给美国有关部门。而此前已经有斯诺登揭露的美国棱镜门事件先例,微软公司曾经跟政府有过合作,帮助美国安全局获得互联网上的加密数据。因此中国政府对于Windows 8在中国的封杀政策, 符合当时的情势和国家安全的策略 。

这项政策不但关系到行政部门,也影响整个中国用户层面不欢迎Windows 8,随后许多用户宁愿使用Windows 7,甚至是Windows XP,使得Windows 8 在中国没有广泛流行。同时这一政策也是对国产操作系统的有力支持。停购通知发出后,中国股市A股的一些信息安全概念股曾一路飘红。

2016年1月微软宣布抛弃Windows 8,使得这款操作系统成了Windows史上最短命的版本(据2016年1月14日CCTV 新闻)。

笔者有过一次使用盗版Windows 7 受到惩罚的经历。开始倒也用得好好的。过些时候,开机过程中出现“激活Windows”的提示。激活的方法是要求输入一个号码,盗版者怎么知道呢;或者连接微软公司的网站,估计就要费用了,不理睬它吧。不几天后,屏幕上提示激活有效天数倒计时,同时在电脑工作期间,屏幕的右下角始终有一小块文字,说“你可能是盗版软件的受害者”。时限过后,我的网络竟然被断开了。外网并没有断,我的无线路由好好的,家里的ipad和手机都依然能够上网。唯独我装盗版Win7 的笔记本电脑,多个浏览器都不能用,提示我网络未连接。更糟糕的是,当再次拿出那张Windows 7启动盘,准备重装,心想重装后不就又可以继续用一段时间吗。安装过程竟然提示C盘空间不够,几种安装方式都产生循环,安装做不到底。我只好重新安装了以前用过多年的Windows XP。

后来微软公司曾经让Windows 10可以被用户免费升级,百度就曾有“Windows 10直通车”,提供Windows7用户免费升级。看来这也不单纯是他的大方,亦是防止重蹈Windows 8被封杀命运的一项策略。毕竟中国是全球最大的软件市场,他的操作系统连续多年被封杀,整体损失也许更大。免费升级的消息对于个人用户而言,当然是好消息,我们起码可以不用再为是不是还要坚持留在Windows XP环境而纠结了。

本文系统(windows)相关术语:三级网络技术 计算机三级网络技术 网络技术基础 计算机网络技术

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