На базе ядра NT (New Technology), разработка корпорации Microsoft. Система была ориентирована на корпоративных пользователей. Windows NT имела графический интерфейс пользователя и предоставляла Win32 API - 32-разрядный интерфейс прикладного программирования для разработки новых приложений, способных использовать все возможности операционных систем высокого уровня, к которым, в частности, относятся многопоточные (или многозадачные) процессы, синхронизация, защита от несанкционированного доступа, ввод-вывод и управление объектами. Windows NT могла взаимодействовать с другими операционными системами корпорации Microsoft, с Apple Macintosh, с UNIX-подобными системами по сетям различных типов. Взаимодействие могло происходить как с однопроцессорными, так и с многопроцессорными компьютерами, построенными с использованием CISC- или RISC-технологий. Изначально Windows NT развивалась отдельно от семейства операционных систем Windows 9x и позиционировалась на рынке, как решение для рабочих станций (Windows NT Workstation) и серверов (Windows NT Server). Windows NT дала начало семейству операционных систем, в которое входят Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003.

В ноябре 1988 года стартовал совместный проект компаний IBM и Microsoft по созданию операционной системы нового поколения - OS/2 NT, которая могла запускать и программы, написанные и для Windows, и для OS/2, и должна была стать заменой обеим системам. Но в мае 1990 года вышла Windows 3.0, которая принесла Microsoft коммерческий успех, и компания решила сделать программный интерфейс (API) Windows основным в OS/2 NT. Это вызвало недовольство со стороны IBM, которая продвигала OS/2 API. В результате контракт был расторгнут, и компании стали развивать имеющийся общий код самостоятельно. Результатом разработок IBM стала OS/2 3.0, а Microsoft - Windows NT, появившаяся в августе 1993 года. Впоследствии ей присвоили номер 3.1 для соответствия вышедшей немного ранее Windows 3.1. Новую систему отличали от Windows 3.1 следующие особенности:

  • 32-битность. Новая система могла использовать все возможности 32-битных процессоров, в том числе запускать 32-битные программы и адресовать большие объемы памяти (до 4 гигабайт);
  • вытесняющая многозадачность. Операционная система не ждала, когда процесс сам захочет освободить процессор, а принудительно снимала его с выполнения после того, как тот израсходовал отведенное ему время;
  • отсутствие MS-DOS. Windows NT 3.1 была самостоятельной операционной системой, имела собственный загрузчик. При завершении работы система не выходила в MS-DOS, а предлагала выключить или перезагрузить компьютер;
  • поддержка UNICODE. Это была первая операционная система, поддерживающая UNICODE на внутреннем уровне;
  • многоплатформенность. Windows NT работала не только на 32-битных x86-процессорах, но и на 64-битных MIPS R4000 и DEC Alpha 21064;
  • поддержка 16-битных программ OS/2. Часть прав на код OS/2 осталось у Microsoft, поэтому эта и все последующие версии Windows NT могли запускать такие программы;
  • совместимость с приложениями POSIX 1.0 на уровне исходных кодов;
  • поддержка симметричной многопроцессорности (до 16 процессоров);
  • поддержка файловых систем: собственной NTFS и HPFS, доставшейся в наследство от OS/2. В обеих системах, в отличие от FAT, можно было использовать длинные имена файлов, до 255 символов;
  • улучшенные сетевые возможности. В дополнение к поддерживаемым протоколам NetBEUI и IPX были добавлены SMB, TCP/IP и SNMP;
  • редактор древовидного реестра, в котором хранились все настройки системы.

Windows NT 3.1 имела такой же пользовательский интерфейс, как и Windows 3.1, и выходила в двух редакциях - Windows NT и Windows NT Advanced Server. Впоследствии вышло три пакета обновлений (Service Pack) для этой системы, а в сентябре 1994 года появилась новая версия - 3.5. Были добавлены совместимость с сетями NetWare, поддержка длинных имен файлов в FAT, поддержка OpenGL API, улучшенная работа 16-битных программ для Windows и MS-DOS (каждая работала теперь в собственном адресном пространстве). Как и предшественница, она выходила в двух редакциях - Windows NT Workstation и Windows NT Server. В мае 1995 года появилась Windows NT 3.51. Отличия от предыдущей версии были незначительны: программа установки с новым графическим интерфейсом, новая справочная система с содержанием и поддержка процессоров PowerPC. Для NT 3.5 было выпущено три Service Pack, для 3.51 - пять.

Одновременно с выходом NT 3.51 появился пакет Shell Technology Preview, предоставляющий новый интерфейс с меню «Пуск». Этот интерфейс через два месяца был реализован по умолчанию в Windows 95, а в августе 1996 - в Windows NT 4.0. Кроме нового интерфейса, четвертая версия системы отличалась улучшенными сетевыми возможностями (включенные в стандартную поставку Internet Explorer 2.0, IIS и DNS-сервер, поддержка многопротокольной маршрутизации), новой технологией DCOM и большим числом редакций. Помимо Workstation и Server, в 1997 году вышла версия Server Enterprise Edition с улучшенной масштабируемостью и ограниченной поддержкой кластеров, а в 1998 - Terminal Server с возможностью удаленного подключения пользователей. Кроме того, была разработана специальная версия для встроенных систем - Windows NT 4.0 Embedded. Для NT 4.0 было выпущено 7 Service Pack, последняя версия называлась 6.0a.

В сентябре 1997 и августе 1998 года вышли две бета-версии операционной системы Windows NT 5.0, а в октябре 1998 года она была переименована в Windows 2000. Релиз этой системы состоялся в феврале 2000 года. Новые возможности включали: службу каталогов Active Directory, поддержку технологии Plug&Play и файловой системы FAT32, новые версии сетевых программ (IE 5.0 и IIS 5.0), улучшенные возможности шифрования (включая поддержку Encrypted File System), встроенные средства удаленного администрирования. В отличие от NT 4.0, Windows 2000 работала только на архитектуре IA-32, и выпускалась в четырех редакциях: Professional, Server, Advanced Server и Datacenter Server. Для Windows 2000 вышло 4 Service Pack, а в августе 2001 года появилась 64-битная версия Advanced Server для процессоров Itanium.

Новая версия NT 5.1 появилась в октябре 2001 года под названием Windows XP и представляла собой развитие Windows 2000 Professional. Главными изменениями были улучшенный пользовательский интерфейс, быстрое переключение пользователей, усовершенствованное удаленное администрирование, функция восстановления системы и отката установки драйверов. Система получила два пакета обновлений и выходила в следующих редакциях:

  • Professional (базовая версия);
  • Home (с усечёнными сетевыми возможностями);
  • Media Center Edition (с дополнительными мультимедиа-приложениями);
  • Starter Edition (сильно ограниченная, без сетевых функций);
  • 64-bit Edition (для процессоров Itanium);
  • x64 Edition (для процессоров с расширениями AMD64 или EM64T);
  • N (без Windows Media Player);
  • Tablet PC Edition (для планшетных компьютеров);
  • Embedded (для встроенных систем).

В апреле 2003 года вышла серверная вариация Windows XP, получившая название Windows Server 2003 и имеющая внутреннюю версию 5.2. Отличия от Windows XP: включенная в установку платформа.NET и web-сервер IIS 6.0, улучшения в службе Active Directory, встроенный межсетевой экран, расширенный набор утилит для администрирования системы. Система вышла в четырех изданиях: Web Edition, Standard Edition, Enterprise Edition и Datacenter Edition. Последние три из них вышли также в вариантах для 64-битных x86-процессоров, а Enterprise и Datacenter - ещё и для Itanium. В 2005 году появились два обновления, Service Pack 1 и R2.

История разработки

Разработка Windows NT под рабочим названием «NT OS/2 » была начата в ноябре 1988 года группой специалистов во главе с Дэвидом Катлером (англ. Dave Cutler ), который перешёл в Microsoft из DEC , где они разрабатывали VAX и VMS . Работа шла параллельно с разработкой фирмой IBM собственной ОС, OS/2 2.0 , которая окончательно вышла только в апреле 1992 года . Одновременно с этим фирма Microsoft продолжала разрабатывать свои ОС семейства DOS и Windows , отличающиеся меньшими требованиями к ресурсам компьютера, чем IBM OS/2. После того, как в мае 1990 года была выпущена Windows 3.0 , Microsoft решила добавить в NT OS/2 программный интерфейс (API), совместимый с Windows API . Это решение вызвало серьёзные трения между фирмами Майкрософт и IBM, которые закончились разрывом совместной работы. IBM продолжила разработку OS/2 самостоятельно, а Майкрософт стала работать над системой, которая была в результате выпущена под названием Windows NT. Хотя эта система не сразу стала популярной, подобно DOS, Windows 3.x или Windows 9.x, с точки зрения маркетинга Windows NT оказалась существенно более удачной, чем OS/2.

Нужно отметить, что в качестве программных интерфейсов ОС NT изначально планировались API OS/2 и затем POSIX , поддержка Windows API была добавлена в последнюю очередь. Кроме того, в качестве аппаратной платформы для NT изначально планировались Intel i860 и затем MIPS , поддержка Intel x86 также была добавлена позднее. Затем, в процессе эволюции этой ОС исчезла поддержка обоих изначально запланированных программных интерфейсов и обеих изначально запланированных аппаратных платформ. Для i860 даже не было ни одной релизной версии этой ОС, хотя именно от кодового названия этого процессора, N10 (N Ten), происходит название самой ОС NT. Ныне Microsoft расшифровывает аббревиатуру NT как New Technology . А в качестве альтернативы POSIX-подсистеме Microsoft стала предлагать пакет Сервисы Microsoft Windows для UNIX .

Для разработки ОС NT фирма Microsoft пригласила группу специалистов из компании DEC во главе с Дэвидом Катлером (англ. ), обладающую опытом создания многозадачных операционных систем, таких как VAX/VMS и RSX-11 . Некоторое сходство, отмеченное между внутренними архитектурами Windows NT и ОС семейства VMS, дало основания обвинить вновь принятых сотрудников Microsoft в краже интеллектуальной собственности DEC. Возникший конфликт был разрешён мирным путём: DEC признала собственность Microsoft на технологии, лежащие в основе Windows NT, а Microsoft создавала и поддерживала версию Windows NT для архитектуры DEC Alpha.

Несмотря на общие корни, совместимость Windows NT и OS/2 уменьшалась с каждым новым выпуском этой ОС. Поддержка API OS/2 2.0, хотя планировалась в NT, так и не была завершена; в Windows NT 4.0 была удалена поддержка файловой системы HPFS , а в Windows XP была удалена подсистема поддержки программ для OS/2 1.x.

Версии

Название (кодовое название ), варианты номер версии первый выпуск последний выпуск /
Windows NT 3.1 3.1.528 27 июля SP3 (10 ноября )
Workstation, Advanced Server
Windows NT 3.5 (Daytona ) 3.5.807 21 сентября SP3 (21 июня )
Workstation, Server
Windows NT 3.51 (Tukwila ) 3.51.1057 30 мая SP5 (19 сентября )
Workstation, Server
Windows NT 4.0 (Indy ) 4.0.1381 29 июля SP6a (30 ноября )
Workstation, Server, Server Enterprise (Granite ), Terminal Server (Hydra ), Embedded (Impala )
Windows 2000 (Cairo ) 5.0.2195 17 февраля SP4 (26 июня )
Professional, Server, Advanced Server, Datacenter Server
Windows XP (Whistler ) 5.1.2600 25 октября SP3 (6 мая )
Home, Professional, 64-bit, Media Center (eHome ), Tablet PC, Starter, Embedded (Mantis ), N; Windows Fundamentals for Legacy PCs (Eiger )
Windows Server 2003 (Whistler Server , Windows .NET Server ) 5.2.3790 24 апреля SP2 (13 мая )
Standard, Enterprise, Datacenter, Web, Small Business Server (Bobcat ), Compute Cluster Server, Storage Server; Windows XP Professional x64
Windows Vista (Longhorn ) 6.0.6000 30 января SP2 (25 мая )
Starter, Home Basic, Home Premium, Business, Enterprise, Ultimate, N Home Basic, N Business; x64-варианты всех, кроме Starter
Windows Server 2008 (Longhorn Server ) 6.0.6001 27 февраля SP2 (27 мая )
Standard, Enterprise, Datacenter, HPC, Web, Storage, Small Business (Cougar ), Essential Business (Centro ), Itanium; x64-варианты всех, кроме HPC
Windows 7 (Blackcomb , Vienna ) 6.1.7600 22 октября SP1 (KB976932) (22 февраля )
Начальная, Домашняя базовая, Домашняя расширенная, Профессиональная, Корпоративная, Максимальная, Windows 7 N, Windows 7 E; x64-варианты всех, кроме Начальной
Windows Server 2008 R2 6.1.7600 22 октября SP1 (KB976932) (22 февраля )
Standard, Enterprise, Datacenter, HPC, Web, Storage, Small Business , Itanium; все версии - только 64-разрядные
Windows 8 6.2.9200 26 октября Pro (26 октября )
Windows 8, Windows 8 RT, Профессиональная, Профессиональная N, Профессиональная WMC, Корпоративная, Корпоративная N; x64-варианты всех, кроме Windows RT
Windows Server 2012 6.2.9200 26 октября RTM (1 августа )
Standard, Datacenter, Storage; все версии - только 64-разрядные

Внутренняя архитектура

Компоненты ядра

Компоненты пользовательского режима

Подсистема пользовательского интерфейса в Windows NT реализует оконный интерфейс , подобный интерфейсу предыдущих версий Windows. Двумя типами объектов этой подсистемы, отсутствовавшими в 16-битных версиях Windows и в Windows 9x, являются оконные станции и рабочие столы . Оконная станция соответствует одному сеансу пользователя Windows NT - например, при подключении через службу удалённого рабочего стола создаётся новая оконная станция. Каждый запущенный процесс принадлежит одной из оконных станций; службы, кроме помеченных как способные взаимодействовать с рабочим столом, запускаются в отдельных, невидимых оконных станциях.

Каждая оконная станция имеет собственный буфер обмена , набор глобальных атомов (используемых для операций DDE), и набор рабочих столов . Рабочий стол является контекстом всех глобальных операций подсистемы пользовательского интерфейса, таких как установка хуков и широковещательная рассылка сообщений. Каждый запущенный поток принадлежит к одному из рабочих столов - тому, где расположены обслуживаемые им окна; в частности, один поток не может создать несколько окон, принадлежащих к различным рабочим столам. Один из рабочих столов может быть активным (видимым пользователю и способным реагировать на его действия), остальные рабочие столы спрятаны. Возможность создать для одного сеанса работы несколько рабочих столов и переключаться между ними до настоящего времени не предоставлялась стандартными средствами пользовательского интерфейса Windows, хотя существуют сторонние программы, дающие доступ к этой функциональности.

Оконными станциями и рабочими столами исчерпываются объекты подсистемы пользовательского интерфейса Windows NT, которым могут быть назначены права доступа. Оставшиеся типы объектов - окна и меню - предоставляют полный доступ любому процессу, который находится с ними в одной оконной станции. Поэтому службы Windows NT по умолчанию запускаются в отдельных оконных станциях: они работают с повышенными привилегиями, и возможность процессов пользователя неограниченно манипулировать окнами служб могла бы привести к сбоям и/или проблемам безопасности.

Программные интерфейсы

Native API

Для прикладных программ системой Windows NT предоставляется несколько наборов API. Основной из них - так называемый «родной» API (NT Native API ), реализованный в динамически подключаемой библиотеке ntdll.dll и состоящий из двух частей: системные вызовы ядра NT (функции с префиксами Nt и Zw , передающие выполнение функциям ядра ntoskrnl.exe с теми же названиями) и функции, реализованные в пользовательском режиме (с префиксом Rtl). Часть функций второй группы используют внутри себя системные вызовы; остальные целиком состоят из непривилегированного кода, и могут вызываться не только из кода пользовательского режима, но и из драйверов . Кроме функций Native API, в ntdll также включены функции стандартной библиотеки языка Си .

Официальная документация на Native API весьма скудна, но сообществам энтузиастов удалось методом проб и ошибок собрать достаточно обширные сведения об этом интерфейсе. В частности, в феврале 2000 года опубликована книга Гэри Неббета «Справочник по базовым функциям API Windows NT/2000 » (ISBN 1-57870-199-6); в 2002 году она была переведена на русский язык (ISBN 5-8459-0238-X). Источником информации о Native API может служить Windows DDK , где описаны некоторые функции ядра, доступные посредством Native API, а также изучение кода Windows (обратный инжиниринг) - посредством дизассемблирования , либо используя исходные тексты Windows 2000, ставшие доступными в результате утечки, либо используя исходные тексты Windows 2003 , доступные в рамках программы Windows Research Kernel.

Программы, выполняющиеся до загрузки подсистем, обеспечивающих работу остальных API ОС Windows NT, ограничены использованием Native API . Например, программа autochk , проверяющая диски при загрузке ОС после некорректного завершения работы, использует только Native API.

Win32 API

Чаще всего прикладными программами для Windows NT используется Win32 API - интерфейс, созданный на основе API ОС Windows 3.1 , и позволяющий перекомпилировать существующие программы для 16-битных версий Windows с минимальными изменениями исходного кода. Совместимость Win32 API и 16-битного Windows API настолько велика, что 32-битные и 16-битные приложения могут свободно обмениваться сообщениями, работать с окнами друг друга и т. д. Кроме поддержки функций существовавшего Windows API, в Win32 API был также добавлен ряд новых возможностей, в том числе поддержка консольных программ , многопоточности , и объектов синхронизации, таких как мьютексы и семафоры . Документация на Win32 API входит в состав Microsoft Platform SDK и доступна на веб-сайте .

Библиотеки поддержки Win32 API в основном названы так же, как системные библиотеки Windows 3.x , с добавлением суффикса 32: это библиотеки kernel32 , advapi32 , gdi32 , user32 , comctl32 , comdlg32 , shell32 и ряд других. Функции Win32 API могут либо самостоятельно реализовывать требуемую функциональность в пользовательском режиме, либо вызывать описанные выше функции Native API, либо обращаться к подсистеме csrss посредством механизма LPC (англ. ), либо осуществлять системный вызов в библиотеку win32k , реализующую необходимую для Win32 API поддержку в режиме ядра. Четыре перечисленных варианта могут также комбинироваться в любом сочетании: например, функция Win32 API WriteFile обращается к функции Native API NtWriteFile для записи в дисковый файл, и вызывает соответствующую функцию csrss для вывода в консоль .

Поддержка Win32 API включена в семейство ОС Windows 9x ; кроме того, она может быть добавлена в Windows 3.1x установкой пакета Win32s . Для облегчения переноса существующих Windows-приложений, использующих для представления строк MBCS-кодировки, все функции Win32 API, принимающие параметрами строки, были созданы в двух версиях: функции с суффиксом A (ANSI ) принимают MBCS-строки, а функции с суффиксом W (wide ) принимают строки в кодировке UTF-16 . В Win32s и Windows 9x поддерживаются только A-функции, тогда как в Windows NT, где все строки внутри ОС хранятся исключительно в UTF-16, каждая A-функция просто преобразует свои строковые параметры в Юникод и вызывает W-версию той же функции. В поставляемых H-файлах библиотеки также определены имена функций без суффикса, и использование A- либо W-версии функций определяется опциями компиляции , а в модулях Delphi до 2010 версии, например, они жёстко завязаны на варианты с суффиксом A. При этом важно отметить, что большинство новых функций, появившихся в Windows 2000 или более поздних ОС семейства Windows NT, существуют только в Unicode-версии, потому что задача обеспечения совместимости со старыми программами и с ОС Windows 9x уже не стоит так остро, как раньше.

POSIX и OS/2

Первый выпуск Windows NT 4 поддерживал четыре платформы (x86, Alpha, MIPS и PowerPC), но поддержка менее распространённых платформ сокращалась по мере выхода пакетов обновления : из SP1 была удалена поддержка MIPS, из SP3 - поддержка PowerPC. Последними выпусками Windows NT 4 поддерживались только x86 и Alpha; хотя поддержка Alpha планировалась к включению в Windows 2000, она была исключена из версии RC2. В результате единственной платформой, поддерживаемой на Windows 2000, стала x86.

Поддержка 64-битных процессоров была впервые реализована в Windows XP для IA-64 - архитектуры процессоров Intel Itanium . На основе 64-битной версии Windows XP были созданы также 64-битные серверные версии Windows 2000; позже поддержка процессора Itanium была добавлена и в часть версий Windows Server 2003 . Второй 64-битной архитектурой, поддерживаемой в ОС семейства Windows NT, стала созданная AMD архитектура x86-64 , позже реализованная в процессорах Intel под названием EM64T . Одновременно были выпущены Windows Server 2003 SP1 x64 и Windows XP Professional x64, представляющие собой серверный и настольный варианты одной и той же версии Windows - в частности, к этим выпускам применимы одни и те же обновления. С 2005 года корпорацией Майкрософт было принято решение прекратить поддержку IA-64.; последней версией ОС Windows NT, полноценно поддерживающей Itanium , является Windows NT 5.2 (XP Professional 64-bit Edition и Server 2003). Однако для более дорогих (и, соответственно, труднее модернизируемых) серверов были выпущены специальные версии Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2 , а Windows Server 2012 поддержки IA-64 уже не получила.

Примечания

См. также

  • ReactOS - операционная система с открытым кодом, совместимая с приложениями и драйверами Windows NT.

Windows NT

Windows NT - линейка операционных систем (ОС) производства корпорации Microsoft и название первых версий ОС.

Windows NT была разработана после прекращения сотрудничества Microsoft и IBM над OS/2, развивалась отдельно от других ОС семейства Windows (Windows 3.x и Windows 9x) и, в отличие от них, позиционировалась как надёжное решение для рабочих станций (Windows NT Workstation) и серверов (Windows NT Server). Windows NT дала начало семейству операционных систем, в которое входят: собственно Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7, Windows Server 2008 R2, Windows 8, Windows Server 2012

Архитектурные модули Windows NT

Архитектура Windows NT имеет модульную структуру и состоит из двух основных уровней - компоненты, работающие в режиме пользователя и компоненты режима ядра. Программы и подсистемы, работающие в режиме пользователя имеют ограничения на доступ к системным ресурсам. Режим ядра имеет неограниченный доступ к системной памяти и внешним устройствам. Ядро системы NT называют гибридным ядром или макроядром. Архитектура включает в себя само ядро, уровень аппаратных абстракций (HAL), драйверы и ряд служб (Executives), которые работают в режиме ядра (Kernel-mode drivers) или в пользовательском режиме (User-mode drivers).

Пользовательский режим Windows NT состоит из подсистем, передающих запросы ввода/вывода соответствующему драйверу режима ядра посредством менеджера ввода/вывода. Есть две подсистемы на уровне пользователя: подсистема окружения (запускает приложения, написанные для разных операционных систем) и интегрированная подсистема (управляет особыми системными функциями от имени подсистемы окружения). Режим ядра имеет полный доступ к аппаратной части и системным ресурсам компьютера. И также предотвращает доступ к критическим зонам системы со стороны пользовательских служб и приложений.

Отличия Windows 2000 от NT 4.0

Некоторыми из наиболее существенных улучшений в Windows 2000 по сравнению с Windows NT 4.0 являются:

Поддержка службы каталогов Active Directory. Серверная часть Active Directory поставляется с изданиями Server, Advanced Server и Datacenter Server, в то время как полную поддержку службы на стороне клиента осуществляет издание Professional.

Службы IIS версии 5.0. По сравнению с IIS 4.0 эта версия включает, помимо прочего, версию 3.0 системы веб-программирования ASP.

Файловая система NTFS версии 3.0 (также называемая NTFS 5.0 по внутренней версии Windows 2000 - NT 5.0). В этой версии NTFS впервые появилась поддержка квот, то есть ограничений на максимальный объём хранимых файлов для каждого пользователя.

Обновлённый пользовательский интерфейс, включающий Active Desktop на основе Internet Explorer версии 5 и подобный, таким образом, интерфейсу Windows 98. Цветовая схема оформления была переработана.

Языковая интеграция: предыдущие версии Windows выпускались в трёх вариантах - для европейских языков (однобайтные символы, письмо только слева направо), для дальневосточных языков (многобайтные символы) и для ближневосточных языков (письмо справа налево с контекстными вариантами букв). Windows 2000 объединяет эти возможности; все её локализованные версии сделаны на единой основе.

Шифрованная файловая система EFS, с помощью которой можно зашифровать файлы и папки.

Основные особенности Windows XP

Операционная система Microsoft Windows XP, создана на основе технологии NT и является прямой наследницей системы Windows 2000. Вместе с тем, все лучшие нововведения, включенные в Windows Me, можно обнаружить и в Windows XP. При сохранении высоких показателей надежности, безопасности и быстродействия, система стала более простой в освоении, в ней появилось множество средств, предназначенных для индивидуальных домашних пользователей.

Система поставляется в нескольких вариантах, ориентированных на разные особенности применения. Версия Microsoft Windows XP Home Edition предназначена для индивидуальных пользователей, чаще всего работающих на домашнем компьютере. В этой версии особый упор сделан на работу с рисунками, аудио и видео. Версия Microsoft Windows XP Professional предназначена, как ясно из названия, для профессионалов. Эта версия наиболее часто используется в организациях. Если же вы дома выполняете сложные работы по созданию и редактированию изображений, моделированию и конструированию, или любые другие сложные работы, то эта версия подойдет и для вашего домашнего компьютера. Версия Microsoft Windows XP Server предназначена для установки на сервере - мощном компьютере, обеспечивающем работу множества пользователей в компьютерной сети. Работа в локальных сетях выходит за рамки данной книги, так что версия для сервера рассматриваться нами не будет. В книге описана основная версия операционной системы - Windows XP Professional. Практически не отличается от нее версия Windows XP Home Edition. Об имеющихся незначительных отличиях будет особо указано.

Следует отметить, что для эффективной работы с операционной системой Windows XP требуется достаточно мощный современный компьютер. Прежде всего, в компьютере должно быть установлено не менее 128 мегабайт памяти. Лучше установить 256 мегабайт, чтобы система работала быстрее. Процессор может использоваться любой, но не слишком старый. Если тактовая частота процессора не менее 300 мегагерц, то он подойдет. Хотя лучше, конечно, использовать процессор с частотой более одного гигагерца. Жесткий диск должен вмещать не только файлы операционной системы и временные файлы, но и иметь достаточно свободного места, например, для создания образа компакт-диска перед его записью. Реально требуется диск размером не менее двух-трех гигабайт. А если учесть, что на диске надо установить другие программы и оставить место для разных документов, то диск объемом 10 гигабайт нельзя назвать слишком большим.

В версии Windows XP сильно изменился внешний вид системы. Кнопки, значки, панели теперь выглядят немного иначе. Даже главное меню Windows изменилось. Изменения интерфейса самые значительные после перехода с Windows 3.1 на Windows 95. Вместе с тем имеется возможность использовать и старый интерфейс, если вы к нему привыкли. Особо следует отметить работу программ в режиме совместимости с предыдущими версиями Windows. Вы можете работать с программой, которая написана для Windows 95, и не работает в Windows 2000. Все версии Windows XP имеют множество нововведений. Поддерживается значительно больше разнообразных устройств. Система позволяет легко и удобно обрабатывать видеофильмы, фотографии, рисунки, музыку и песни. Теперь с помощью Windows XP любой сможет построить домашнюю сеть на основе двух-трех компьютеров, обеспечив совместное использование файлов, папок, принтера, факса и доступа в Интернет.

При работе с Windows XP для записи информации на записываемые и перезаписываемые компакт-диски вам не потребуется устанавливать дополнительные программы. Записать компакт-диск можно прямо из проводника Windows. Кстати, проводник сильно изменился. Кроме поддержки сжатых папок, особых папок для хранения рисунков, музыки и видео, добавлена панель с командами, состав которых меняется в зависимости от выполняемых вами действий.

Полезным компонентом системы является редактор видеофильмов. Теперь вы сможете выполнить профессиональный нелинейный монтаж своих любительских фильмов. Существенно легче стало работать с цифровыми фотокамерами и сканерами. Вам не потребуется никакой дополнительной программы, чтобы ввести фотографию в компьютер, незначительно преобразовать ее и распечатать на принтере. Универсальный проигрыватель аудио и видео теперь поддерживает больше форматов и позволяет сменить свой внешний вид. Вы можете сами создавать звуковые файлы в популярном формате МРЗ. Универсальный проигрыватель поддерживает также воспроизведение цифровых видеодисков (DVD-дисков), что позволит вам насладиться высочайшим качеством изображения и звука при просмотре современных фильмов. Для развлечений в Windows XP включено несколько новых игр, часть из которых позволяют вам играть в Интернете.

Существенно улучшена и защита системы. Теперь при случайном удалении важных системных файлов, они будут автоматически восстановлены. Имеется возможность восстановления системы к более раннему состоянию, после установки новых программ и оборудования. Улучшенная поддержка технологии Plug & Play позволяет подключить к компьютеру многие современные бытовые приборы.

Дальнейшее развитие получили и средства для работы с Интернетом. Существенно переработана справочная система, улучшена система безопасности. Многочисленные изменения коснулись средств администрирования и управления работой множества пользователей в локальной вычислительной сети.

В системе имеется и множество других нововведений, о которых вы узнаете по мере прочтения книги и знакомства с Windows XP. Однако перед началом работы с системой мы рекомендуем вам познакомиться с основными понятиями, используемыми в Windows XP. Если вы знакомы с предыдущими версиями Windows, большинство понятий для вас окажутся знакомыми.

Windows Vista

Windows Vista - операционная система семейства Microsoft Windows NT, линейки операционных систем, используемых на пользовательских персональных компьютерах. В стадии разработки данная операционная система имела кодовое название «Longhorn».

В линейке продуктов Windows NT Windows Vista носит номер версии 6.0 (Windows 2000 - 5.0, Windows XP - 5.1, Windows Server 2003 - 5.2). Для обозначения «Windows Vista» иногда используют аббревиатуру «WinVI», которая объединяет название «Vista» и номер версии, записанный римскими цифрами.

Windows Vista, как и Windows XP, - исключительно клиентская система. Microsoft также выпустила серверную версию Windows Vista - Windows Server 2008.

30 ноября 2006 года Microsoft официально выпустила Windows Vista и Office 2007 для корпоративных клиентов. 30 января 2007 года начались продажи системы в СНГ для обычных пользователей.

По данным веб-аналитики от W3Schools, по состоянию на октябрь 2012 года, доля рынка Windows Vista равна ▼ 3,0 %; это значение достигало максимума в 18,6 % в октябре 2009 года.

Windows 7

Windows 7 - операционная система семейства Windows NT, следующая за Windows Vista. Следующая за Windows 7 система в линейке Windows 8. В линейке Windows NT система имеет номер версии 6.1 (Windows 2000 - 5.0, Windows XP - 5.1, Windows Server 2003 - 5.2, Windows Vista и Windows Server 2008 - 6.0). Серверной версией является Windows Server 2008 R2, версией для интегрированных систем (построенных из компонентов Windows) - Windows Embedded Standard 2011 (Quebec), мобильной - Windows Embedded Compact 2011 (Chelan, Windows CE 7.0).

Операционная система поступила в продажу 22 октября 2009 года, меньше, чем через три года после выпуска предыдущей операционной системы, Windows Vista. Партнёрам и клиентам, обладающим лицензией Volume Licensing, доступ к RTM был предоставлен 24 июля 2009 года. В интернете оригинальные установочные образы финальной версии системы были доступны с 21 июля 2009 года.

По данным веб-аналитики от W3Schools (англ.), на октябрь 2012 года доля Windows 7 среди используемых в мире операционных систем для доступа к сети Интернет составила ▲ 56,8 %. По этому критерию она находится на первом месте, превзойдя в августе 2011 предыдущего лидера - Windows XP.

Файловая система NTFS

NTFS (от англ. New Technology File System - «файловая система новой технологии») - стандартная файловая система для семейства операционных систем Microsoft Windows NT.

Файловая система HPFS впервые была использована для операционной системы OS/2 1.2, чтобы обеспечить доступ к появлявшимся в то время на рынке дискам большого размера. Кроме того, назрела необходимость расширения существующей системы имен, улучшения организации и безопасности для удовлетворения растущих потребностей рынка сетевых серверов. В файловой системе HPFS поддерживается структура каталогов FAT и добавлена сортировка файлов по именам. Имя файла может содержать до 254 двухбайтовых символов. Файл состоит из «данных» и специальных атрибутов, что создает дополнительные возможности для поддержки других типов имен файлов и повышению уровня безопасности. Кроме того, наименьший блок для хранения данных теперь равен размеру физического сектора (512 байт), что позволяет снизить потери дискового пространства.

NTFS заменила использовавшуюся в MS-DOS и Microsoft Windows файловую систему FAT. NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства. NTFS хранит информацию о файлах в главной файловой таблице - Master File Table (MFT). NTFS имеет встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа - Access Control Lists (ACL)), а также назначать квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями). NTFS использует систему журналирования USN для повышения надёжности файловой системы.

NTFS разработана на основе файловой системы HPFS (от англ. High Performance File System - высокопроизводительная файловая система), создававшейся Microsoft совместно с IBM для операционной системы OS/2. Но, получив такие несомненно полезные новшества, как квотирование, журналируемость, разграничение доступа и аудит, в значительной степени утратила[источник не указан 242 дня] присущую прародительнице (HPFS) весьма высокую производительность файловых операций.

Различают несколько версий NTFS: v1.2 используется в Windows NT 3.51 и Windows NT 4.0, v3.0 поставляется с Windows 2000, v3.1 - с Windows XP, Windows Server 2003, Windows Server 2003 R2, Windows Vista, Windows 7 и Windows Server 2008, Windows Server 2008 R2.

Спецификации файловой системы являются закрытыми. Это создаёт определённые трудности при реализации её поддержки в сторонних продуктах, не принадлежащих Microsoft, - в частности, разработчикам драйверов для свободных операционных систем приходится заниматься обратной разработкой системы.

Записи в каталоге файловой системы HPFS содержат больше сведений, чем в FAT. Наряду с атрибутами файла здесь хранятся сведения о создании и внесении изменений, а также дата и время доступа. Записи в каталоге файловой системы HPFS указывают не на первый кластер файла, а на FNODE. FNODE может содержать данные файла, указатели на данные файла или другие структуры, указывающие на данные файла. HPFS старается по возможности располагать данные файла в смежных секторах. Это приводит к повышению скорости последовательной обработки файла. HPFS делит диск на блоки по 8 МБ каждый и всегда пытается записать файл в пределах одного блока. Для каждого блока 2 КБ зарезервировано под таблицу распределения, в которой содержится информация о записанных и свободных секторах в пределах блока. Разбиение на блоки приводит к повышению производительности, так как головка диска для определения места для сохранения файла должна возвращаться не к логическому началу диска (как правило, это нулевой цилиндр), а к таблице распределения ближайшего блока. Кроме того, файловая система HPFS содержит два уникальных объекта данных.

Операционная система Windows NT или New Technology была создана группой разработчиков под руководством Дэйва Катлера.

Windows NT является 32-разрядной операционной системой с приоритетной многозадачностью. В качестве фундаментальных ком­понент в состав операционной системы входят средства обеспече­ния безопасности и развитый сетевой сервис. Windows NT также обеспечивает совместимость со многими другими операционными и файловыми системами, а также с сетями. Windows NT способна функционировать как на компьютерах, оснащенных CISC - про­цессорами со сложной системой команд (complex instruction set computing), так и на компьютерах с RISC - процессорами, имею­щими сокращенный набор инструкций (reduced instruction set com­puting). Операционная система Windows NT также поддерживает высокопроизводительные системы с мультипроцессорной конфигу­рацией.

Знакомым в Windows NT является только внешний облик. За графическим пользовательским интерфейсом скрываются новые мощные возможности.

Задачи, поставленные при создании Windows NT. Систе­ма Windows NT не является дальнейшим развитием ранее существо­вавших продуктов. Ее архитектура создавалась заново с учетом предъявляемых к современной операционной системе требований. Особенности системы, разработанной на основе этих требований, следующие.

Стремясь обеспечить совместимость новой операционной сис­темы, разработчики Windows NT сохранили привычный интерфейс Windows и реализовали поддержку существующих файловых систем (таких, как FAT) и различных приложений (написанных для MS-DOS, OS/2 1.x, Windows 3.x и POSIX). Разработчики также включи­ли в состав Windows NT средства работы с различными сетевыми средствами.

Достигнута переносимость (portability) системы, которая может теперь работать как на CISC, так и на RISC-процессорах. К CISC относятся Intel-совместимые процессоры 80386 и выше. RISC пред­ставлены системами с процессорами MIPS R4000, Digital Alpha AXP и Pentium серии Р54 и выше.

Масштабируемость (scalability) означает, что Windows NT не привязана к однопроцессорной архитектуре компьютеров, а способ­на полностью использовать возможности, предоставляемые симмет­ричными мультипроцессорными системами. В настоящее время Windows NT может функционировать на компьютерах с числом процессоров от 1 до 32. Кроме того, в случае усложнения стоящих перед пользователями задач и расширения предъявляемых к компь­ютерной среде требований, Windows NT позволяет легко добавлять более мощные и производительные серверы и рабочие станции " корпоративной сети.

Дополнительные преимущества дает использование единой среды разработки и для серверов, и для рабочих станций.


Windows NT имеет однородную систему безопасности (security), удовлетворяющую спецификациям правительства США и соответст­вующую стандарту безопасности В2. В корпоративной среде крити­ческим приложениям обеспечивается полностью изолированное окружение.

Распределенная обработка (distributed processing) означает, что Windows NT имеет встроенные в систему сетевые возможности. Windows NT также позволяет обеспечить связь с различными типа­ми хост-компьютеров благодаря поддержке разнообразных транс­портных протоколов и использованию средств «клиент-сервер» вы­сокого уровня, включая именованные каналы, вызовы удаленных Процедур (RPC - remote procedure call) и Windows-сокеты.

Надежность и отказоустойчивость (reliability and robustness) обеспечиваются архитектурными особенностями, которые защищащают прикладные программы от повреждения друг другом и операционной системой. Windows NT использует отказоустойчивую структурированную обработку особых ситуаций на всех архитектурных уровнях, которая включает восстанавливаемую файловую систему NTFS и обеспечивает защиту с помощью встроенной системы безопасности и усовершенствованных методов управления памятью.

Возможности локализации (allocation) представляют средства для роботы во многих странах мира на национальных языках, что достигается применением стандарта Unicod (разработан международной организацией по стандартизации - ISO).

Благодаря модульному построению системы обеспечивается расширяемость Windows NT, что позволяет гибко осуществлять добав­ление новых модулей на различных уровнях операционной системы.

В пакет входит ряд прикладных программ: Internet Information Server 2.0, Index Server, FrontPage, Internet Explorer, Domain Name System (DNS) Server, Proxy Server и Internet Resource Center, все пакеты Service Pack, Plus! и ряд дополнительных утилит, среди кото­рых имеются как новые, например Administrative Wizards или Imager, так и усовершенствованные версии старых программ, например Task Manager.

Administrative Wizard позволяет автоматизировать типичные задачи, возникающие при управлении сетью, а обновленные версии программ Windows NT Diagnostic, Perfomance Monitor служат для оперативного контроля за состоянием системы. Диалоговое окно Task Manager трансформировалось в мощную программу, которая предоставляет массу полезной информации - от степени загружен­ности процессора до имен всех активных системных процессоров.

Один из ключевых компонентов Windows NT 4.0 - Internet In­formation Server 2.0. Это гибкое и многофункциональное решение как для подключения к сети Internet, так и для создания собствен­ной частной сети intranet. От пользователя требуется только настро­ить параметры протокола TCP/IP (при установленном сервисе DHCP IP-адрес присваивается автоматически), запустить IIS и со­здать одну или несколько собственных Web-страниц. После этого Web-документы доступны для всех пользователей вашей сети, у ко­торых установлено ПО, обеспечивающее функционирование прото­кола TCP/IP и стандартный браузер World-Wide Web.

Появились некоторые изменения в подсистеме дистанционного доступа, Remote Access Service (RAS). Теперь имеется возможность использовать защищенные каналы связи, новый протокол Point-To-Point Tunneling Protocol (PPTP), возможность использовать несколь­ко модемов для организации каналов связи с удаленными сетями.

Особенности сетевой архитектуры прежних версий Windows NT (многоуровневая модель защиты от несанкционированного доступа, специфика модульного построения системы и пр.) ограничивали ее пропускную способность при работе в сетях Fast Internet. В версии 4.0 были улучшены алгоритмы кэширования сетевых запросов, оп­тимизированы модули подсистемы разделения ресурсов, изменен механизм генерации прерываний (при переходе к высокоскорост­ным сетям эта функция неожиданно стала источником проблем для сетевых ОС). Второе изменение, на которое указывает Microsoft, - увеличенная производительность ОС при выполнении графических операций.

Сочетание мощной сетевой ОС и графического интерфейса, со­зданного для неквалифицированных пользователей, выглядит до­вольно непривычно. Windows NT 4.0 - это не просто очередная версия популярной операционной системы. Она представляет собой основу для нового поколения программных продуктов, ориентиро­ванных на работу в сети Internet.

Архитектурные модули Windows NT. Как показано, Windows NT представляет собой модульную (более совер­шенную, чем монолитная) операционную систему, которая состоит из отдельных взаимосвязанных относительно простых модулей.

Основными модулями Windows NT являются (перечислены в по­рядке следования от нижнего уровня архитектуры к верхнему): уро­вень аппаратных абстракций HAL (Hardware Abstraction Layer), ядро (Kernel), исполняющая система (Executive), защищенные подсистемы (protected subsystems) и подсистемы среды (environment subsystems).

виртуализирует аппаратные интерфейсы, обеспечивая тем самым независимость остальной части операционной системы от конкретных аппаратных особенностей. Подобный подход позволяет обеспечить легкую переносимость Windows NT с одной аппаратной платформы на другую.

Ядро является основой модульного строения системы и коорди­нирует выполнение большинства базовых операций Windows NT. Этот компонент специальным образом оптимизирован по занимае­мому объему и эффективности функционирования. Ядро отвечает за планирование выполнения потоков, синхронизацию работы нескольких процессоров, обработку аппаратных прерываний и исключительных ситуаций.

Исполняющая система включает в свой состав набор программных конструкций привилегированного режима (kernel mode), представляющих базовый сервис операционной системы подсистемам среды. Исполняющая система состоит из нескольких компонент,

Рис. 2.32. Модульная структура Windows NT

каждая из них предназначена для поддержки определенного систем­ного сервиса. Так, один из компонент - монитор безопасности (Se­curity Reference Monitor) - функционирует совместно с защищен­ными подсистемами и обеспечивает реализацию модели безопасно­сти системы.

Подсистемы среды представляют собой защищенные серверы пользовательского режима (user-mode), которые обеспечивают вы­полнение и поддержку приложений, разработанных для различно!" 0 операционного окружения (различных операционных систем). Примером подсистем среды могут служить подсистемы Win32 и OS/2.

Уровень аппаратных абстракций (HAL) представляет собой создаваемый производителями аппаратных средств слой программногообеспечения, который скрывает (или абстрагирует) особенности, различия аппаратуры от верхних уровней операционной системы. Таким образом, благодаря обеспечиваемому HAL фильтру, различ­ные аппаратные средства выглядят аналогично с точки зрения опе­рационной системы; снимается необходимость специальной настройки операционной системы под используемое оборудование.

При создании уровня аппаратных абстракций ставилась задача подготовки процедур, которые позволяли бы единственному драйверу конкретного устройства поддерживать функционирование это­го устройства для всех платформ. HAL ориентирован на большое число разновидностей аппаратных платформ с однопроцессорной архитектурой; таким образом, для каждого из аппаратных вариантов не требуется отдельной версии операционной системы.

Процедуры HAL называются как средствами операционной сис­темы (включая ядро), так и драйверами устройств. При работе с драйверами устройств уровень аппаратных абстракций обеспечивает поддержку различных технологий ввода-вывода (вместо традицион­ной ориентации на одну аппаратную реализацию или требующей значительных затрат адаптации под каждую новую аппаратную платформу).

Уровень аппаратных абстракций позволяет также «скрывать» от остальных уровней операционной системы особенности аппаратной реализации симметричных мультипроцессорных систем.

Ядро (Kernel) работает в тесном контакте с уровнем аппаратных абстракций. Этот модуль в первую очередь занимается планирова­нием действий процессора. В случае, если компьютер содержит не­сколько процессоров, ядро синхронизирует их работу с целью достижения максимальной производительности системы.

Ядро осуществляет диспетчеризацию потоков (threads - нитей управления, которые иногда называются подзадачами, ответвлениями), которые являются основными объектами в планируемой системе. Потоки определяются в контексте процесса; процесс включает адресное пространство, набор доступных процессу объектов и совокупность выполняемых в контексте процесса потоков управления. Объектами являются управляемые операционной системой ресурсы.

Ядро производит диспетчеризацию потоков управления таким образом, чтобы максимально загрузить процессоры системы и обеспечить первоочередную обработку потоков с более высоким приоритетом. Всего существует 32 значения приоритетов, которые сгруппированы в два класса: real-time и variable. Подобный подход позволяет достичь максимальной эффективности операционной системы.

Подкомпоненты исполняющей системы, такие, как диспетчер ввода-вывода и диспетчер процессов, используют ядро для синхронизации действий. Они также взаимодействуют с ядром для более высоких уровней абстракции, называемых объектами ядра; некото­рые из этих объектов экспортируются внутри пользовательских вызовов интерфейса прикладных программ (API).

Ядро управляет двумя типами объектов.

Объекты диспетчеризации (dispatcher objects) характеризуются сигнальным состоянием (signaled или nonsignaled) и управляют дис­петчеризацией и синхронизацией системных операций. Эти объекты включают события, мутанты, мутэксы, семафоры, потоки управле­ния и таймеры (events, mutants, mutexes, semaphores, threads, timers).

Управляющие объекты (control objects) используются для опера­ций управления ядра, но не воздействуют на диспетчеризацию или синхронизацию.

Управляющие объекты включают в себя асинхронные вызовы процедур, прерывания, уведомления и состояния источника пита­ния, процессы и профили (asynhcronous procedure calls, interupts, po­wer notifies, power statuses, processes, profiles).

Исполняющая система (Executive), в состав которой входит ядро и уровень аппаратных абстракций HAL, обеспечивает общий сервис системы, который могут использовать все подсистемы среды. Каж­дая группа сервиса находится под управлением одной из отдельных составляющих исполняющей системы:

Диспетчера объектов (Object Manager);

Диспетчера виртуальной памяти (Virtual Memory Manager);

Диспетчера процессов (Process Manager);

Средства вызова локальных процедур (Local Procedure Call Fa­cility);

Диспетчера ввода-вывода (I/O Manager);

Монитора безопасности (Security Reference Monitor).

Монитор безопасности совместно с процессором входа в систе­му (Logon) и защищенными подсистемами реализует модель безопас­ности Windows NT.

Верхний уровень исполняющей системы называется системным сервисом (System Services). Показанный на рис. 2.33 системный сервис представляет собой интерфейс между подсистемами среды пользовательского режима и привилегированным режимом.

Диспетчер кэша. Архитектура ввода-вывода содержит единственный диспетчер кэша (Cache Manager), который осуществляет кэширование для всей системы ввода-вывода. Кэширование (Caching) - метод, используемый файловой системой для увеличения эффективности.

Рис.2.33. Системный интерфейс

Вместо непосредственной записи и считывания с диска часто используемые файлы временно сохраняются в кэш-памяти; таким образом, работа с этими файлами выполняется в памяти. Операции с данными, находящимися в памяти, производятся зна­чительно быстрее операций с данными на диске.

Диспетчер кэша использует модель отображения файла, которая интегрирована с диспетчером виртуальной памяти Windows NT. Диспетчер кэша обеспечивает службу кэширования для всех файловых систем и сетевых компонентов, функционирующих под управ­лением диспетчера ввода-вывода. В зависимости от объема доступ­ной оперативной памяти диспетчер кэша может динамически увели­чивать или уменьшать размер кэш-памяти. Когда процесс открывает Файл, который уже находился в кэше, диспетчер кэша просто копирует данные из кэша в виртуальное адресное пространство.

Диспетчер кэша поддерживает службы типа замедленной записи (lazy write) и замедленной фиксации (lazy commit), которые могут Рачительно увеличить эффективность файловой системы. В процессе замедленной записи изменения регистрируются в кэше файловой структуры, обеспечивающем более быстрый доступ. Позднее, когда загрузка центрального процессора снижена, диспетчер кэша заносит изменения на диск. Замедленная фиксация подобна замедленной за­писи. Вместо немедленной маркировки транзакции, как успешно за­вершившейся, переданная информация кэшируется и позднее в фо­новом режиме записывается в журнал файловой системы.

Драйверы файловой системы. В архитектуре ввода-вывода Win­dows NT управление драйверами файловой системы осуществляет диспетчер ввода-вывода. Windows NT допускает использование множества файловых систем, включая существующие файловые си­стемы типа FAT. Для обеспечения совместимости снизу вверх с операционными системами MS-DOS, Windows 3.x и OS/2 Win­dows NT поддерживает файловые системы FAT и HТFS.

Кроме того, Windows NT также поддерживает NTFS - новую файловую систему, разработанную специально для использования с Windows NT. NTFS обеспечивает ряд возможностей, включая сред­ства восстановления файловой системы, поддержку Unicode, длин­ных имен файлов и поддержку для POSIX.

Архитектура ввода-вывода Windows NT не только поддерживает традиционные файловые системы, но и обеспечивает функциониро­вание сетевого редактора и сервера в качестве драйверов файловой системы. С точки зрения диспетчера ввода-вывода, нет разницы между работой с файлом, размешенным на удаленном компьютере сети, и работой с файлом на локальном жестком диске. Редиректо­ры и серверы могут быть загружены и выгружены динамически так же, как и любые другие драйверы; на одном компьютере может од­новременно находиться большое число редиректоров и серверов.

Сетевые драйверы. Следующим типом драйверов, присутствую­щих в качестве компонентов в архитектуре ввода-вывода, являются сетевые драйверы. Windows NT включает интегрированные возмож­ности работы с сетями и поддержку для распределенных приложе­ний. Редиректоры и серверы функционируют как драйверы файло­вой системы и выполняются на уровне интерфейса поставщика или ниже, где находятся NetBIOS и Windows-сокет.

Драйверы транспортного протокола общаются с редиректорами и серверами через уровень, называемый интерфейсом транспортно­го драйвера (TD1 - Transport Driver Interface). Windows NT включа­ет следующие транспортные средства:

  • протокол управления передачей/межсетевой протокол TCP/IP, который обеспечивает возможность работы с широ­ким диапазоном существующих сетей;
  • NBF - потомок расширенного интерфейса пользователя Net­BIOS (NetBEUI), который обеспечивает совместимость с сушествующими локальными вычислительными сетями на базе LAN Manager, LAN Server и MS-Net;
  • управление передачей данных (DLC - Data Link Control), ко­торое обеспечивает интерфейс для доступа к мэйнфрэймам и подключенным к сети принтерам;
  • NWLink - реализация IPX/SPX, обеспечивающая связь с No-well NetWare.

В нижней части сетевой архитектуры находится драйвер платы сетевого адаптера. Windows NT в настоящее время поддерживает драйверы устройств, выполненные в соответствии со специфика­цией NDIS (Network Device Interface Specification) версии 3.0. NDIS предоставляет гибкую среду обмена данными между транспортными протоколами и сетевыми адаптерами. NDIS 3.0 позволяет отдельно­му компьютеру иметь несколько установленных в нем плат сетевых адаптеров. В свою очередь, каждая плата сетевого адаптера может поддерживать несколько транспортных протоколов для доступа к различным типам сетевых станций.

Модель безопасности Windows NT - представлена монитором безопасности (Security Reference Monitor), а также двумя другими компонентами: процессором входа в систему (Logon Process) и без­опасными защищенными подсистемами.

В многозадачной операционной системе, каковой является Win­dows NT, приложения совместно используют ряд ресурсов системы, включая память компьютера, устройства ввода-вывода, файлы и процессор (ы) системы. Windows NT включает набор компонентов безопасности, которые гарантируют, что приложения не смогут об­ратиться к этим ресурсам без соответствующего разрешения.

Монитор безопасности отвечает за проведение в жизнь политики проверки правильности доступа и контроля определенной локальной подсистемой безопасности. Монитор безопасности обеспечивает услуги по подтверждению доступа к объектам, проверке привилегий пользователя и генерации сообщений как для привилегированного режима, так и для режима пользователя. Монитор безопасности, по­добно другим частям операционной системы, выполняется в приви­легированном режиме.

Процесс входа в систему в Windows NT предусматривает обяза­тельный вход в систему безопасности для идентификации пользова­теля. Каждый пользователь должен иметь бюджет и должен исполь­зовать пароль для обращения к этому бюджету.

Прежде чем пользователь сможет обратиться к любому ресурсу компьютера из Windows NT, он должен войти в систему через про­цесс входа в систему для того, чтобы подсистема безопасности могла распознать имя пользователя и пароль. Только после успешного установления подлинности монитор безопасности выполняет про­цедуру проверки правильности доступа для определения права пользователя на обращение к этому объекту.

Защищенность ресурсов - одна из особенностей, предоставляе­мая моделью безопасности. Задачи не могут обращаться к чужим ресурсам (типа памяти) иначе, чем через применение специальных механизмов совместного использования.

Windows NT также предоставляет средства контроля, которые позволяют администратору фиксировать действия пользователей.

Управление памятью Windows NT. Windows NT Workstation 3.51 по существу представляет собой операционную систему серве­ра, приспособленную для использования на рабочей станции. Этим обусловлена архитектура, в которой абсолютная защита прикладных программ и данных берет верх над соображениями скорости и со­вместимости. Чрезвычайная надежность Windows NT обеспечивает­ся ценой высоких системных затрат, поэтому для получения прием­лемой производительности необходимы быстродействующий ЦП и по меньшей мере 16 Мбайт ОЗУ. В системе Windows NT безопас­ность нижней памяти достигается за счет отказа от совместимости с драйверами устройств реального режима. В среде Windows NT рабо­тают собственные 32-разрядные NT-прикладные программы, а так­же большинство прикладных программ Windows 95. Так же как и Windows 95, система Windows NT позволяет выполнять в своей сре­де 16-разрядные Windows- и DOS-программы.

Схема распределения памяти Windows NT отличается от распре­деления памяти системы Windows 95. Собственным прикладным программам выделяется 2 Гбайт особого адресного пространства, от границы 64 Кбайт до 2 Гбайт (первые 64 Кбайт полностью недоступ­ны). Прикладные программы изолированы друг от друга, хотя могут общаться через буфер обмена Clipboard, механизмы DDE и OLE.

В верхней части каждого 2-Гбайт блока прикладной программы размещен код, воспринимаемый прикладной программой как сис­темные библиотеки DLL кольца 3. На самом деле это просто за­глушки, выполняющие перенаправление вызовов, называемые DLL клиентской стороны (client-side DLLs). При вызове большинства функций API из прикладной программы библиотеки DLL клиент­ской стороны обращаются к локальным процедурам (Local Process Communication - LPC), которые передают вызов и связанные с ним параметры в совершенно изолированное адресное пространство, где содержится собственно системный код. Этот сервер-процесс (server process) проверяет значение параметров, исполняет запрошенную функцию и пересылает результаты назад в адресное пространство прикладной программы. Хотя сервер-процесс сам по себе остается процессом прикладного уровня, он полностью защищен от вызыва­ющей его программы и изолирован от нее.

Между отметками 2 и 4 Гбайт расположены низкоуровневые си­стемные компоненты Windows NT кольца 0, в том числе ядро, пла­нировщик потоков и диспетчер виртуальной памяти. Системные страницы в этой области наделены привилегиями супервизора, ко­торые задаются физическими схемами кольцевой защиты процессо­ра. Это делает низкоуровневый системный код невидимым и недо­ступным по записи для программ прикладного уровня, но приводит к падению производительности во время переходов между кольцами. Для 16-разрядных прикладных Windows-программ Windows NT реализует сеансы Windows on Windows (WOW). Windows NT дает возможность выполнять 16-разрядные программы Windows индиви­дуально в собственных пространствах памяти или совместно в раз­деляемом адресном пространстве. Почти во всех случаях 16- и 32-разрядные прикладные программы Windows могут свободно взаимо­действовать, используя OLE (при необходимости через особые про­цедуры thunk) независимо от того, выполняются они в отдельной или общей памяти. Собственные прикладные программы и сеансы WOW выполняются в режиме вытесняющей многозадачности, осно­ванной на управлении отдельными потоками. Множественные 16-разрядные прикладные программы Windows в одном сеансе WOW выполняются в соответствии с кооперативной моделью многозадач­ности. Windows NT может также выполнять в многозадачном режи­ме несколько сеансов DOS. Поскольку Windows NT имеет полно­стью 32-разрядную архитектуру, не существует теоретических огра­ничений на ресурсы GDI и USER.

Основные отличия Windows 2000 . Windows 2000 или W2k - операционная система (ОС) Microsoft, основанная на технологии Windows NT, что было отражено в первоначальном названии проек­та W2k - Windows NT 5.0. Windows 2000 - полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью и улучшенной реализацией работы с памятью. В основе проекта W2k лежат те же принципы, которые когда-то обеспечили успех NT.

Интерфейс W2k подобен интерфейсу Windows 98 с установлен­ным IE 5.0. Однако некоторые детали мы все-таки отметим.

Первое, что бросается в глаза, это то, что изменилась цветовая гамма. Теперь она напоминает одну из схем, используемых в рабочем столе KDE для Linux. Еще одной заметной деталью является тень под курсором мыши, которая снимается/выставляется в Control panel -> Mouse -> Pointers, галочкой на Enable pointer shadow. Кроме это­го, добавлен новый эффект при появлении меню, теперь они посте­пенно проявляются из воздуха. Управляется из Desktop Properties, на закладке Effects галочкой Use transition effects for menu and tooltips.

В Start Menu введена функция, знакомая по Office 2000, когда при открытии показываются только наиболее часто употребляемые пункты, остальные открываются, если нажать стрелочку вниз. Управлять этим эффектом можно в Taskbar Properties, в закладке General галочкой Use Personalized Menus (аналогично, в 1Е5 данная опция отключается в Tools -> Internet Options -» Advanced -> Enable Personalized Favorites Menu). В Desktop Properties есть еще несколько пунктов, в том числе и Hide keyboard navigation indicators until I use the Alt key. Если он выбран, то убирается подчеркивание под буквами, которые означают Keyboard shortcut в программах Windows, до тех пор, пока не нажат .

На второй закладке Taskbar Properties, Advanced, находится окошко Start Menu Settings, которое позволяет добавить/удалить строки, входящие в Start Menu, и расширить некоторые пункты. На­пример, если отметить галочкой Expand Control Panel, то при наведе­нии курсора мыши на Control Panel в Start Menu от него вправо от­кроется еще одно меню, в котором будут все элементы, входящие в нее. Полезной функцией на этой закладке является кнопка Re-sort. W2k, по умолчанию, ставит папки с последними инсталлированны­ми программами в самом низу Start Menu, папки могут быть даже ниже линков на файлы. Re-sort устраняет эту несправедливость и расставляет все папки сверху вниз по алфавиту. Впрочем, этого же эффекта можно добиться, нажав правую кнопку мыши в Start Menu -> Programs и выбрав Sort by name. Кроме этого, правой кнопкой можно «перетащить» (drag and drop) оттуда любые элементы в лю­бое место.

Еще одним отличием, часто подводящим людей, ранее работав­ших с NT и W9x, как ни странно, является широкое применение Checkbox- Особенно тех, которые представляют из себя просто квадратик на белом фоне. Так что если вы обнаружите, что не мо­жете чего-то сделать, то просмотрите еще раз все окна, возможно, вы просто не обратили внимания на такой Checkbox.

Task Manager - это один из самых мощных и удобных инстру­ментов в NT, предназначенных для управления процессами. Вызы­вается он либо , либо выбором в меню, появляю­щимся после нажатия правой кнопкой на Taskbar. Можно его вы­брать и после .

Task manager состоит из трех закладок - Performance, Proces­ses, Applications. Начнем с Performance. На этой закладке показыва­ется информация о загрузке процессора(ов) в реальном времени, показывается загрузка физической памяти, причем показано, сколь­ко занято/свободно оперативной памяти и сколько занято систем­ного Swap"a. Кроме этого, там же дается другая дополнительная ин­формация, например Threads и Processes - количество нитей и про­цессов, исполняемых сейчас на машине, Peak - пиковый размер Swap"a в течение сессии, Nonpaged - количество памяти, отведен­ное под ядро. Эта информация может использоваться, когда надо будет ответить на вопрос, какой фактор в системе является «буты­лочным горлышком», замедляющим работу (хотя для этих целей лучше использовать Performance Monitor).

Вторая закладка, Processes, содержит список процессов, актив­ных в данный момент. Для каждого процесса можно узнать неко­торую дополнительную информацию, как то: PID (Process ID), ко­личество используемой оперативной памяти, количество нитей, сгенерированных процессом, и многое другое. Добавить/удалить показываемые параметры можно через View -> Select Columns. Кро­ме этого, с любым из этих процессов можно произвести вполне определенные действия. Для этого надо просто нажать на нем пра­вой кнопкой мыши, появится контекстное меню, через которое можно закончить процесс, End Process, можно «убить» сам про­цесс и все остальные, которые он «породил», End Process Tree. Можно выставить приоритет процессу, от высшего RealTime до са­мого низкого, Low. Если на машине установлено два процессора и многопроцессорное ядро, то в этом меню появляется еще один пункт, Set Affinity, который позволяет перевести процесс на другой процессор, Сpu 0, Cpu l, и так далее до Сри31.

Последняя закладка Task Manager - Applications, позволяет про­смотреть список работающих приложений и завершить любое из них. Task Manager позволяет не только завершать приложения, он может также запускать новые приложения. File -> New task (Run).

Active Directory - это новое средство управления пользователями и сетевыми ресурсами. Оно призвано облегчить работу администра­торам больших сетей на базе W2k и вокруг него строится вся систе­ма управления сетью и ее безопасности. Для установки Active Direc­tory необходимо иметь W2k Server. W2kPro может работать в среде Active Directory, но не может создавать ее. Active Directory строится на следующих принципах:

1. Единая регистрация в сети. Благодаря технологии IntelliMirror можно подойти к любому компьютеру в офисе, ввести свой пароль

и перед вами будет ваш рабочий стол, ваши документы и ваши на­стройки.

2. Безопасность информации. В службу Active Directory встрое­ны средства идентификации пользователя. Для каждого объекта в сети можно централизованно выставлять права доступа, в зависимо­сти от групп и конкретных пользователей. Благодаря системе без­опасности Kerberos можно осуществлять защищенную связь даже по открытым сетям, таким, как Интернет. При этом данные, передава­емые по сети, шифруются, а пароли не передаются и не хранятся на клиентских машинах. Система безопасности Kerberos (называется по имени мифического трехголового пса, который, согласно грече­ской мифологии, охранял адские врата) известна довольно давно, но в ОС от Microsoft она используется впервые. Если не вдаваться в подробности, то работает эта система так:

Клиент посылает запрос серверу аутентификации на разреше­ния доступа к нужной информации;

Сервер проверяет права клиента и отсылает ему разрешение на получение требуемой информации, зашифрованное с помо­щью известного клиенту ключа, и заодно отсылает временный ключ шифрования. С помощью этого ключа шифруется вся передаваемая информация, причем время жизни ключа огра­ничено, поэтому сервер аутентификации время от времени присылает новый ключ (естественно, новый ключ зашифрован с помощью текущего ключа), который неизвестен никому, кроме сервера и клиента. Регулярная смена ключей шифрова­ния сильно затрудняет жизнь злоумышленникам, охотящимся за вашими данными.

Однако, как мы все помним, в греческом мифе Kerberos не смог противостоять могучему Гераклу. Так и в нашем случае, несмотря на все свои преимущества, система безопасности Kerberos не может противостоять всем видам атак. Например, можно засыпать прило­жение ложными запросами, так называемая атака «Deny of service», что может привести к тому, что приложение не будет использовать протокол Kerberos.

3. Централизованное управление. При использовании службы Active Directory у администратора отпадает необходимость вручную конфигурировать каждую машину, если, к примеру, необходимо по­менять права доступа к какому-либо одному объекту или установить новый сетевой принтер. Такие изменения можно производить сразу Для всей сети.

4 . Гибкий интерфейс. Структуры каталогов меняются быстро и легко. Например, можно создать каталог своей фирмы, выделить в отдельные подкаталоги бухгалтерию, отделы маркетинга, секретари­ат и представить все это в виде древовидной структуры. Или, на­пример, создать несколько деревьев, представляющих различные офисы в разных зданиях или регионах и с легкостью задать связь и права доступа между ними. Подключить сетевой принтер к директо­рии бухгалтеров одним движением мыши. (При этом драйверы уста­новятся на эти компьютеры автоматически.) Или мышью перета­щить весь бухгалтерский отдел с одного сервера на другой, со всеми их правами, папками и документами.

5. Интеграция с DNS. Благодаря тесной интеграции с DNS в Ac­tive Directory в локальной сети используются те же имена ресурсов, что и в Интернет, что приводит к меньшей путанице и способствует более тесному взаимодействию локальной и глобальной сети.

6. Масштабируемость. Несколько доменов Active Directory могут быть объединены вместе под одним управлением.

7. Простота поиска. В домене Active Directory различные объекты можно находить по самым различным признакам, таким, как имя пользователя или компьютера, адрес электронной почты пользова­теля и т. д.

DFS (Distributed File System) - один из инструментов Active Direc­tory. Он позволяет создавать сетевые ресурсы, в которые может вхо­дить множество файловых систем на различных машинах. Для поль­зователя Active Directory это абсолютно прозрачно и не имеет ника­кого значения, где и на каких машинах физически расположены те файлы, с которыми он работает, - для него они все расположены в одном месте. Кроме этого, при использовании DFS и Active Directory упрощается управление такими ресурсами. Оно централизовано, можно просто и безболезненно добавлять новые ресурсы или уда­лять старые, менять физическое месторасположение файлов, входя­щих в DFS, и т. д.

В этой статье мы рассмотрим виды операционных систем Windows NT. Windows NT - это не Windows2000 или какая-нибудь еще. Это серия, а точнее платформа, на базе которой ведутся разработки ОС. Практически все семейство Windows базируется на этой платформе. Помимо NT есть еще платформа 9х, к которой относится Windows95, Windows98 и WindowsME.

Из-за того, что были опасения в неправильной работе программ, написанных с учётом старых версий ОС, в свет выпустили 10-ую версию операционной системы сразу после восьмой. Иначе 9-ка в версии могла толковаться программой как операционная система серии 9-х. Подробности о том, что же такое NT - в этой статье.

Windows NT (в просторечии просто NT) — линейка операционных систем (ОС) производства корпорации Microsoft и название первых версий ОС. Windows NT была разработана после прекращения сотрудничества Microsoft и IBM над OS/2, развивалась отдельно от других ОС семейства Windows (Windows 3.x и Windows 9x).

В отличие от Windows 3.x и Windows 9x, Windows NT позиционировалась как надёжное решение для рабочих станций (Windows NT Workstation) и серверов (Windows NT Server). Windows NT дала начало семейству операционных систем, в которое входят: собственно Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7, Windows 8. Информация из статьи Windows NT , Wikipedia.

Название ОС Windows

Номер версии NT
Windows NT 4.0 4.0.1381
5.0.2195
Windows XP 5.1.2600
6.0.6000
Windows 7 6.1.7600

Номер, который стоит после букв NT - это порядковый номер разработки ОС на базе NT. Сейчас выходит Windows7 (Windows NT6.1), седьмая разработка на базе NT. Vista - NT6.0, XP - NT5.1, Windows2000 - NT5.0. Win2K - это просто физическая интерпретация числа (2К=2000). Windows NT - это целое семейство ОС. С этим часто сталкиваешься, когда скачиваешь руководства по установке и настройке или драйвера устройств.

Со времён Windows95 интерфейс операционной системы принципиально не сильно изменился. Разумеется, он стал качественнее, совершеннее и удобнее, появилось много новых функций. Но человек, работавший на Windows2000 достаточно легко освоится и в последующих версиях ОС Windows (если говорить об интерфейсе системы в целом). Технически системы отличаются друг от друга, способы решения пользовательских задач на разных системах тоже различаются.

В целом, если описывать данное семейство ОС, то можно сказать, что история ОС Windows делится на 2 части - до выхода Windows Vista и после. Ничего принципиально нового (кроме визуальных эффектов) в интерфейс этой версии своей ОС разработчики Microsoft не привнесли, однако полностью было переписано ядро системы.

Из-за нового ядра была потеряна совместимость со старыми программами (разработка которых остановилась до выхода Vista) и драйверами старых устройств. Этим в большей мере объясняется дурная слава и непопулярность этой версии Windows. В Windows7 разработчики учли ошибки, производители софта и железа уже имели возможность выпускать ПО и оборудование с учётом новых требований ОС, однако большинство старых программ и старого оборудования этой операционной системой уже не поддерживается.

Совместимость версий Windows

Чтобы выйти из положения (множество промышленных программ не работает в Windows7), в версиях Windows7 Professional, Enterprise и Ultimate есть возможность запускать программы из-под XP-Mode. XP-Mode представляет собой виртуальную машину и образ лицензионной WindowsXP. Правда графические возможности эмуляции находятся на уровне S3 Trio64 без поддержки 3D, то есть самый минимум.