Что значит windows nt. Краткое описание операционной системы Windows NT

Система Windows NT не является дальнейшим развитием ранее существовавших продуктов. Её архитектура создавалась с нуля с учётом предъявляемых к современной операционной системе требований. Особенности новой системы,разработанной на основе этих требований,перечислены ниже.

Стремясь обеспечить совместимость (compatible) 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 P54 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 к корпоративной сети. Дополнительные преимущества даёт 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.

Распределённая 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 удалённых процедур (RPC - remote procedure call) и Windows - сокеты.

Надёжность и отказоустойчивость (reliability and robustness) обеспечивают архитектурными особенностями, которые защищают 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 работы во многих странах мира на национальных языках, что достигается применением стандарта ISO Unicod (разработан международной организацией по стандартизации).

Концепции Windows NT

Операционная система Windows NT реализована в двух вариантах: Windows NT Server и Windows NT Workstation. Windows NT Server 4.0 - сетевая операционная система с приложениями для Internet, сервисами файлов и печати, службой удаленного доступа, встроенным маршрутизатором, индексированием файлов и управлением сетью. Второй вариант Windows NT - Windows NT Workstation 4.0 во многом напоминает NT Server, но она оптимизирована в качестве операционной системы для рабочей станции. С точки зрения архитектуры и возможностей Windows NT Server является надмножеством Windows NT Workstation и включает в себя все возможности последней. Далее, в случаях когда не указывается, какая из ОС имеется в виду, комментарии относятся к обеим.

Истоки Windows NT

Начало работ по созданию Windows NT приходится на конец 88го года. Microsoft поручила Дэвиду Катлеру (David Cutler) возглавить новый проект в области программного обеспечения: разработку ОС новой технологии (New Technology - NT). Дэвид Катлер был главным консультантом фирмы DEC, он проработал в этой фирме 17 лет, разрабатывая ОС и компиляторы: VAX/VMS, ОС для MicroVAX I, OS RSX-11M, компиляторы VAX PL/1, VAX C.

Сначала Windows NT развивалась как облегченный вариант OS/2 (OS/2 Lite), который за счет усечения некоторых функций мог бы работать на менее мощных машинах. Однако со временем, увидев как успешно принимается потребителями Windows 3.0, Microsoft переориентировалась и стала разрабатывать улучшенный вариант Windows 3.1. Новая стратегия Microsoft состояла в создании единого семейства базирующихся на Windows операционных систем, которые охватывали бы множество типов компьютеров, от самых маленьких ноутбуков до самых больших мультипроцессорных рабочих станций.

Windows NT, как было названо следующее поколение Windowsсистем, относится к самому высокому уровню в иерархии семейства Windows. Эта операционная система, первоначально поддерживавшая привычный графический интерфейс (GUI) пользователя Windows, явилась первой полностью 32-разрядной ОС фирмы Microsoft. Win32 API - программный интерфейс для разработки новых приложений - сделал доступными для приложений улучшенные свойства ОС, такие как многонитевые процессы, средства синхронизации, безопасности, ввода-вывода, управление объектами.

Концептуальные преимущества Windows NT по сравнению с парой MS-DOS/Windows 3.1 были очевидны. Ее 32-битная основа вместе с истинными многозадачностью и многонитевостью существенно повышали потенциал системы.

Первые ОС семейства NT - Windows NT 3.1 и Windows NT Advanced Server 3.1 появились в июле 1993 года. Кодовое название следующей версии Windows NT 3.5 - Daytona, - совпадающее с названием скоростной трассы во Флориде, возможно, говорило о том, что ее главным достоинством является скорость. Действительно, производительность версии 3.5 возросла в 1,5 раза по сравнению в версией 3.1, и после ее появления многие корпоративные пользователи, которые отвергли версию 3.1 по тем или иным причинам, пересмотрели свое отношение к линии NT: в 1995 году доля Windows NT в своем секторе рынка возросла в 2 раза и составила 15%.

Особенности версии Windows NT 4.0

В августе 1996 года вышла очередная версия Windows NT 4.0. Сначала предполагалось, что эта очередная версия Windows NT получит номер 3.52, однако ей был присвоен номер 4.0, который раньше упоминался в компьютерной прессе в связи с другой ожидаемой версией Windows NT, имеющей кодовое название Cairo. Возможно это говорит о том, что в этой последней версии (Windows NT 4.0) появилось так много новых важных свойств, которые требуют более значимых изменений в кодировке. Новшества, внесенные в Windows NT Server 4.0, в основном связаны с улучшением интерфейса пользователя, расширением поддержки Internet, появлением новых и модернизацией существующих инструментов администрирования и повышением производительности системы.

В Windows NT 4.0 было внесено много существенных изменений, среди которых наиболее значительными являются следующие:

реализация интерфейса в стиле Windows 95;

ориентировка в сторону Internet и intranet;

архитектурные изменения, позволившие резко повысить производительность графических операций;

модификация средств взаимодействия с NetWare - Gateway и клиент NCP поддерживают теперь NDS;

поддержка многопротокольной маршрутизации;

появление в Windows NT 4.0 эмулятора Intel"овских процессоров для RISC-платформ.

Имеются и другие улучшения в версии 4.0. Так, например, в Windows NT Server 4.0 значительно улучшена наращиваемость по сравнению с Windows NT Server 3.51, что позволяет достигать значительно более высокой производительности на компьютерах с 4 процессорами, а также обеспечивает линейный рост производительности на машинах с восемью и большим числом процессоров.

Производительность Windows NT Server 4.0 при работе в качестве сервера файлов также значительно возросла и превысила производительность Windows NT Server 3.51 по некоторым данным более чем в 2 раза.

Новые административные средства Windows NT могут работать удаленно на клиентах Windows 95. Кроме того, Windows NT Server обеспечивает сервис удаленной загрузки для клиентов Windows 95. (Это полезно для бездисковых рабочих станций.)

В Windows NT 4.0 использован новый графический интерфейс с пользователем в стиле Windows 95. Хотя некоторым пользователям такая перемена не всегда нравится, но этим Microsoft восстанавливает принцип "единого интерфейса для всех платформ", который изначально считался одной из сильных сторон Windows NT. В сети с клиентскими станциями, работающими под управлением Windows 95 или Windows NT (а также в смешанной сети, включающей такие станции), администраторы Windows NT Server могут выполнять свои функции, применяя тот же интерфейс, что и пользователи рабочих станций.

Помимо внешних изменений, модернизация графического интерфейса не сильно отразилась на методах управления сетью. Базовый инструментарий администратора Windows NT Server остался прежним. Программы User Manager for Domains, Server Manager, Disk Administrator, Event Viewer, Performance Monitor, DHCP Manager, WINS Manager, Network Client Administrator, License Manager и Migration Tool for NetWare не претерпели существенных изменений. Remote Access Administrator также не изменился, но теперь он перенесен из отдельной папки в меню Administrative Tools. Новый редактор системной политики System Policy Editor, совместимый как с Windows NT, так и с Windows 95, заменил редактор профилей пользователей User Profile Editor, знакомый вам по версиям Windows NT Server 3.x. В версию 4.0 вошли четыре дополнения: административные программы-мастера Administrative Wizards, уже упоминавшийся System Policy Editor, а также расширенное средство Windows NT Diagnostics и программа Network Monitor (программа мониторинга работы сети, ранее поставлявшаяся только в составе продукта Microsoft Systems Management Server).

Программы-мастера Administrative Wizards позволяют без труда, шаг за шагом, выполнять такие действия, как создание учетных записей пользователей, управление их группами, контроль доступа к файлам и каталогам, установка нового принтера, инсталляция и деинсталляция программ, подключение модема, подготовка пакетов инсталляционных дискет для новых клиентов и контроль за соблюдением лицензионных соглашений для установленных программ. Все это будет полезно для тех администраторов, которые считают, что, несмотря на наличие графического интерфейса, средства управления Windows NT все же сложны.

Windows NT 4.0 имеет несколько полезных системных компонентов для мониторинга, заимствованных у Systems Management Server компании Microsoft. Основное приложение - инструмент Performance Monitor, графически отслеживающий выбранные системные события. В частности Performance Monitor может быть использован для получения диаграмм загруженности ЦПУ, общего ввода/вывода сетевых плат и количества переданных байт по HTTP.

Другое приложение, Monitor Tool, также способно захватывать и отслеживать приходящий и уходящий с компьютера под NT сетевой трафик. Сценарий мониторинга (например, описание того, кадры каких протоколов требуется отследить, какие характеристики трафика измерить, от каких рабочих станций или пользователей) может быть сохранен и при необходимости использован заново.

Набор программ-мастеров еще далек от функциональной полноты. Например, в нем нет программы, которая перемещала бы бюджет пользователя из одного домена в другой, т. е. выполняла бы процедуры, связанные с необходимостью удалять одну учетную запись и создавать другую.

Другие новшества в Windows NT Server 4.0 связаны, в основном, с Internet и intranet. Важное место среди них занимают следующие, вошедшие в комплект поставки, программные компоненты:

Internet Information Server (IIS) версии 2.0 - продукт Microsoft, предоставляющий услуги Web-, ftp- и gopher-сервера, возможности Internet Information Server сравнимы, а по ряду тестов и превосходят аналогичный популярный продукт Server Netscape. Microsoft Internet Information Server 2.0, является самым быстрым сервером Web для Windows NT Server - он на 40 процентов превосходит производительность своего предшественника - версию 1.0;

Объектная модель распределенных компонентов - Distributed Component Object Model (DCOM), которая обеспечивает безопасную связь между компонентами через Internet;

DNS/WINS Server, который позволяет легко находить в Internet или intranet-сетях нужные Web-узлы;

технология PPTP (point-to-point tunneling protocol), которая расширяет функциональность сервера удаленного доступа Windows NT Server (RAS) и обеспечивает возможности создания частных сетей в Internet;

программа FrontPage, которая позволяет создавать Web-страницы на основе разнообразных шаблонов, проверять правильность ссылок и осуществлять общее управление создаваемыми Web-узлами;

индексный сервер Microsoft Search Server, который позволяет легко находить информацию на распределенных серверах intranet-сети в рамках любых документов, в том числе и созданных в Microsoft Office.

Два средства новой системы, предназначенные для работы в Internet, представляют особый интерес для администраторов. Во-первых, это служба имен DNS. Она позволяет использовать DNS-имена, но поддерживает только статическую адресацию. Для снятия этого ограничения Microsoft предлагает интеграцию служб DNS и WINS, назвав это сочетание "истинно динамической DNS". Теперь, когда клиенту WINS нужно определить IP-адрес, соответствующий символьному NetBIOS-имени, он обращается сначала к базе данных WINS, а затем - собственно к DNS. Таким образом, в системе на равных можно применять и динамически распознаваемые имена WINS, и статические имена DNS.

Кроме того, в состав Windows NT 4.0 вошла Web-ориентированная утилита администрирования, открывающая доступ к средствам администрирования Windows NT из любого Web-броузера. Из соображений безопасности для удаленного администрирования следует использовать Web-броузеры, способные регистрировать пользователя непосредственно на сервере Windows NT (т. е. такие, как Internet Explorer) или поддерживать протокол SSL.

Одно из усовершенствований связано с тем, что повышающаяся роль Internet"а и клиент-серверных систем ведет к росту числа мобильных пользователей. Microsoft в связи с этим улучшила RAS (улучшила поддержку ISDN) и предоставила средства безопасной работы с RAS через Internet. В RAS реализованы протоколы PPTP (создает зашифрованный трафик через Internet) и Multilink PPP (позволяет объединять несколько каналов в один). Клиентами могут быть Windows NT 4.0 Workstation или Windows 95.

Распределенная модель объектной компоновки (Distributed Component Object Model) - еще одно ключевое дополнение к Windows NT Server 4.0. Модель объектной компоновки (COM) позволяет разработчикам программ создавать приложения, состоящие из отдельных компонент. Распределенная модель (DCOM) в Windows NT Server 4.0 расширяет COM таким образом, что позволяет отдельным компонентам взаимодействовать через Internet. DCOM является растущим стандартом Internet, опубликованным в соответствии с форматом, определенным в спецификациях RFC 1543.

При разработке Windows NT 4.0 Microsoft решила пожертвовать стабильностью ради производительности. С этой целью были внесены изменения в архитектуру: библиотеки менеджера окон и GDI, а также драйверы графических адаптеров были перенесены из пользовательского режима в режим ядра. Это изменение означает отход от принятой в предыдущих версиях Windows NT 3.х концепции микроядра.

Перенос графической библиотеки и драйверов в область ядра повышает скорость выполнения графического ввода-вывода. Эти изменения особенно сказались на скорости выполнения приложений Win32, в то время как приложения Windows-16 и графические приложения DOS работают примерно также, как и в версии 3.5.

В то же время описанные изменения делают операционную систему в принципе менее надежной. Действительно, поскольку программное обеспечение графических адаптеров, как правило, разрабатывается фирмами-производителями этого оборудования, и это программное обеспечение часто меняется (вместе с оборудованием), то от него трудно ожидать той надежности, которая требуется для модулей операционной системы.

Новые свойства Windows NT 5.0

В конце 1997 ожидается появление Windows NT 5.0 - усовершенствованной версии Windows NT. Это будет не только полностью 32-разрядная, но также и полностью объектно-ориентированная система. Основу Windows NT 5.0 составляет объектно-ориентированная файловая система, реализованная на базе стандарта OLE 2.0, которая позволяет хранить не файлы, а объекты. Объектно-ориентированный подход позволяет с наименьшими затратами обеспечивать корректность многочисленных копий данных, таких как документы, электронные таблицы, приложения и других видов информации, хранящихся на разных машинах сети.

Версия Windows NT 5.0 обещает много, и нововведения прежде всего коснутся следующих подсистем:

Active Directory - глобальная справочная служба, которая развивает 2-х уровневый подход к разрешению имен DNS. Active Directory содержит информацию не только о файлах, но и об объектах других типов, например:

Имя компьютера, IP-адрес, Имя пользователя, пароль, почтовый адрес, Имя приложения, компьютер, версия, права доступа.

Distributed File System (Dfs) - распределенная файловая система (свободно доступна на www.microsoft.com). Каталоги этой файловой системы, находящиеся на разных серверах, монтируются в общее дерево, начинающееся на корневом сервере с корневым share-именем. Различные поддеревья одного share могут состоять из файловых систем не только Microsoft, но и Novell NCP и Sun NFS. Некоторые ветви распределенной файловой системы могут по желанию администратора реплицироваться прозрачным образом.

Distributed Component Object Model (DCOM) - программные объекты (ActiveX или другие) могут распределяться по серверам сети и вызываться приложениями с любого компьютера. Информация о месте расположения объектов регистрируется в Active Directory.

Средства обеспечения безопасности: проверка прав доступа к документам в системе Windows NT 5.0 будет осуществляться по методу Kerberos или с помощью электронной подписи, а передача документов по сети будет реализована с использованием шифрования.

Требования к аппаратуре

Существуют разные мнения по поводу того, высоки ли требования к аппаратуре со стороны Windows NT. Некоторым кажется, что они слишком высокие, а некоторые считают эти требования вполне приемлемыми. Все зависит от того, какие средства или какой парк вычислительной техники имеется в распоряжении потенциального потребителя Windows NT, и какие задачи стоят перед ним.

Для работы Windows NT Workstation 4.0 компьютер должен иметь процессор не ниже i486 (в этой версии системы корпорация Microsoft отказалась от какой-либо поддержки процессоров i386), ОЗУ емкостью не менее 12 Мбайт и 108 Мбайт дискового пространства. И хотя эта ОС вполне работоспособна на компьютерах, имеющих оперативную память менее 16 Мбайт, однако рекомендуется устанавливать ее при наличии ОЗУ, емкость которого вдвое превышает допустимый минимум, т. е. составляет 24 Мбайт, а свободное дисковое пространство равно, по крайней мере, 216 Мбайт. Запустить Windows NT Workstation 4.0 можно и на системе, обладающей меньшими ресурсами, но тогда вряд ли пользователь останется доволен ее производительностью.

Для Windows NT Server 4.0 Microsoft определяет следующие аппаратные требования: процессор не ниже i486, ОЗУ емкостью 16 Мбайт и не менее 148 Мбайт непрерывного свободного дискового пространства. Для ознакомления с функциональными возможностями системы это, возможно, и достаточно, но для "промышленного" использования этих минимальных требований явно недостаточно. Для сервера с низкой или средней загруженностью (определяется числом обслуживаемых пользователей) необходимо наличие 32 Мбайт оперативной памяти и жесткого диска емкостью не менее 1 Гбайт.

Полный список аппаратуры, прошедшей тестирование на совместимость с Windows NT, содержится в документации к системе и на сервере www.microsoft.com .

Области использования Windows NT

Обладая высокой производительностью, стабильностью, развитыми средствами безопасности, и имея в своем арсенале широкий набор базовых системных функций, Windows NT Server может найти применения в различных областях, и, прежде всего он может быть использован в качестве сервера в корпоративной сети. Здесь весьма полезной оказывается его способность выполнять функции контроллера доменов, что позволяет структурировать сеть и тем самым упрощать задачи администрирования и управления. Он используется также в качестве файл-сервера, принт-сервера, сервера приложений, сервера удаленного доступа и сервера связи (программного маршрутизатора).

Клиентами в сети с Windows NT Server могут являться компьютеры с установленными на них различными операционными системами. Стандартно поддерживаются: Windows NT Workstation, MS-DOS, OS/2, Windows for Workgroups, Windows 95, клоны UNIX, Macintosh. Основные клиенты входят в стандартную поставку Windows NT Server.

Windows NT Server является мощной платформой для сложных сетевых приложений, особенно тех, которые построены с использованием технологии клиент-сервер. В сочетании с серверами BackOffice он может удовлетворить очень широкий круг потребностей корпоративных пользователей. Так, под управлением Windows NT Server может работать сервер баз данных SQL Server фирмы Microsoft, а также серверы баз данных других известных фирм, такие как серверы баз данных Oracle и Sybase, Adabas и InterBase.

На платформе Windows NT Server может быть установлена мощная система администрирования Microsoft System Management Server, функциями которой является инвентаризация аппаратной и программной конфигурации компьютеров сети, автоматическая установка программных продуктов на рабочие станции, удаленное управление любым компьютером и мониторинг сети.

Windows NT Server может использоваться как сервер связи с мэйнфреймами IBM и системами IBM AS400. Для этого создан специальный продукт Microsoft SNA Server, позволяющий легко объединить в одной сети IBM PC-совместимые рабочие станции и мощные мейнфреймы. SNA Sever является шлюзом, позволяющим осуществлять доступ к рабочей станции как к серверам локальной сети, так и к мэйнфреймам без необходимости использования двух сетевых карт или нескольких стеков сетевых протоколов. Это приводит к снижению стоимости оборудования и уменьшению объема требуемой оперативной памяти. Обеспечивая прозрачный доступ к мэйнфреймам, SNA Server, будучи интегрированным с системой безопасности NT Server, обеспечивает авторизацию доступа к хосту. SNA Server может работать с любым из протоколов, поддерживаемых в NT Server: IPX/SPX, TCP/IP или NetBEUI.

Windows NT Server является платформой для Microsoft Exchange - нового высоко производительного пакета для коллективной работы, построенного на основе почтового сервера.

Наконец, последняя версия Windows NT 4.0 является надежной платформой для приложений, ориентированных на Internet: Web-серверов, Web-броузеров, информационно-поисковых систем, систем электронной коммерции в сети Internet.

Операционная система Windows NT Workstation позиционируется прежде всего как клиент в сетях Windows NT Server, а также в сетях NetWare, Unix, Vines. В сетях NetWare рабочие станции Windows NT восполняют известный пробел - отсутствие хорошего сервера приложений. Компьютер с установленной на нем Windows NT может быть рабочей станцией и в одноранговых сетях, выполняя одновременно функции и клиента, и сервера. Windows NT Workstation может применяться в качестве ОС автономного компьютера, если необходимы повышенная производительность или секретность, а также при реализации сложных графических приложений, например, в системах автоматизированного проектирования.

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ The Computer Chronicles - Windows NT (1993)

✪ Microsoft Windows 3 and NT, 1991, part 1

✪ Na skok do minulosti ~ Windows NT 4.0 Workstation (1996) ~ Instalace na čisto ~ Česky ᴴᴰ

Субтитры

История разработки

Разработка Windows NT под рабочим названием «NT OS/2 » была начата в ноябре 1988 года группой специалистов во главе с Дэвидом Катлером , 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 . В России была выпущена 13 июня 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 9x, с точки зрения маркетинга Windows NT оказалась существенно более удачной, чем OS/2.

Для разработки ОС NT фирма Microsoft пригласила группу специалистов из компании DEC во главе с Дэвидом Катлером , 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, 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 Home Server	6.0.2423	16 июля	Power Pack 3 (24 ноября )
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 Home Server 2011	6.1.7657	6 апреля
Windows 8 ("Red")	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 )
Windows 8.1 ("Blue")	6.3.9600	18 октября	Update (2 апреля )
	Windows 8.1, Windows 8.1 RT, Профессиональная, Профессиональная N, Профессиональная WMC, Корпоративная, Корпоративная N; x64-варианты всех, кроме Windows RT
Windows Server 2012 R2	6.3.9600	18 октября
	Foundation, Essentials, Standard, Datacenter; все версии - только 64-разрядные
Windows 10 ("Nine")	10.0.10240	29 июля
	Домашняя, Профессиональная, Мобильная, Корпоративная, для образовательных учреждений, мобильная корпоративная, IoT Домашняя; x86, x86-64 и ARM

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 (обратная разработка) - 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.

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.

В конце 88-го года Microsoft поручила Дэвиду Катлеру (David Cutler) возглавить новый проект в области программного обеспечения: создать новую операционную систему корпорации Microsoft для 1990-х годов. Он собрал команду инженеров для разработки системы новой технологии (New Technology - NT).

Первоначально планировалось разработать NT с пользовательским и программным (API) интерфейсами в стиле OS/2, однако OS/2 плохо продавалась, а Windows 3.0 имела большой и постоянный успех на рынке. Увидев рыночные ориентиры и сложности, связанные с развитием и поддержкой двух несовместимых систем, Microsoft решила изменить свой курс и направить своих инженеров в сторону стратегии единой цельной операционной системы. Эта стратегия состяла в том, чтобы разрабатывать семейство базирующихся на Windows операционных систем, которые охватывали бы множество типов компьютеров, от самых маленьких ноутбуков до самых больших мультипроцессорных рабочих станций. Так, следующее поколение Windows-систем было названо Windows NT.

Windows NT поддерживает графический интерфейс (GUI) Windows, а также является первой базирующейся на Windows операционной системой фирмы Microsoft, поддерживающей Win32 API, 32-х битный программный интерфейс для разработки новых приложений. Win32 API делает доступными для приложений улучшенные свойства операционной системы, такие как многонитевые процессы, синхронизацию, безопасность, I/O, управление объектами.

В июле 1993 года появились первые операционные системы семейства NT - Windows NT 3.1 и Windows NT Advanced Server 3.1.

Версии

• Windows NT 3.1 (27 июля 1993 г.)
• Windows NT 3.5 (21 сентября 1994 г.)
• Windows NT 3.51 (30 мая 1995 г.)
• Windows NT 4.0 (24 августа 1996 г.)
• Windows 2000 (17 февраля 2000 г.)
• Windows XP (25 октября 2001 г.)
• Windows XP 64-bit Edition (28 марта 2003 г.)
• Windows Server 2003 (25 апреля 2003 г.)
• Windows XP Media Center Edition 2003 (18 декабря 2003 г.)
• Windows XP Media Center Edition 2005 (12 октября 2004 г.)
• Windows XP Professional x64 Edition (25 апреля 2005 г.)
• Windows Fundamentals for Legacy PCs (8 июля 2006 г.)
• Windows Vista (30 ноября 2006 г.)
• Windows Home Server (7 ноября 2007г.)
• Windows Server 2008 (27 февраля 2008 г.)

Структура Windows NT

Структурно Windows NT может быть представлена в виде двух частей: часть операционной системы, работающая в режиме пользователя, и часть операционной системы, работающая в режиме ядра

Часть Windows NT, работающая в режиме ядра, называется исполнительной частью (executive). Она включает ряд компонентов, которые управляют виртуальной памятью, объектами (ресурсами), вводом-выводом и файловой системой (включая сетевые драйверы), взаимодействием процессов и частично системой безопасности. Эти компоненты взаимодействуют между собой с помощью межмодульной связи. Каждый компонент вызывает другие с помощью набора тщательно специфицированных внутренних процедур.

Вторую часть Windows NT, работающую в режиме пользователя, составляют серверы - так называемые защищенные подсистемы. Так как подсистемы автоматически не могут совместно использовать память, они общаются друг с другом посредством посылки сообщений. Сообщения могут передаваться как между клиентом и сервером, так и между двумя серверами. Все сообщения проходят через исполнительную часть Windows NT. Ядро Windows NT планирует нити защищенных подсистем точно так же, как и нити обычных прикладных процессов.

Поддержку защищенных подсистем обеспечивает исполнительная часть. Ее составными частями являются:

• Менеджер объектов. Создает, удаляет и управляет объектами исполнительной части - абстрактными типами данных, используемых для представления ресурсов системы.
• Монитор безопасности. Устанавливает правила защиты на локальном компьютере. Охраняет ресурсы операционной системы, выполняет защиту и регистрацию исполняемых объектов.
• Менеджер процессов. Создает и завершает, приостанавливает и возобновляет процессы и нити, а также хранит о них информацию.

Менеджер виртуальной памяти.

• Подсистема ввода-вывода. Включает в себя следующие компоненты:
  • менеджер ввода-вывода, предоставляющий средства ввода-вывода, независимые от устройств;
  • файловые системы - NT-драйверы, выполняющие файл-ориентированные запросы на ввод-вывод и транслирующие их в вызовы обычных устройств;
  • сетевой редиректор и сетевой сервер - драйверы файловых систем, передающие удаленные запросы на ввод-вывод на машины сети и получающие запросы от них;
  • драйверы устройств исполнительной части - низкоуровневые драйверы, которые непосредственно управляют устройством;
  • менеджер кэша, реализующий кэширование диска.

Исполнительная часть, в свою очередь, основывается на службах нижнего уровня, предоставляемых ядром NT. В функции ядра входит:

• планирование процессов,
• обработка прерываний и исключительных ситуаций,
• синхронизация процессоров для многопроцессорных систем,
• восстановление системы после сбоев.

Ядро работает в привилегированном режиме и никогда не удаляется из памяти. Обратиться к ядру можно только посредством прерывания.

Защищенные подсистемы Windows NT работают в пользовательском режиме и создаются Windows NT во время загрузки операционной системы. Сразу после создания они начинают бесконечный цикл своего выполнения, отвечая на сообщения, поступающие к ним от прикладных процессов и других подсистем. Среди защищенных подсистем можно выделить подкласс, называемый подсистемами окружения. Подсистемы окружения реализуют интерфейсы приложений операционной системы (API). Другие типы подсистем, называемые интегральными подсистемами, исполняют необходимые операционной системе задачи. Например, большая часть системы безопасности Windows NT реализована в виде интегральной подсистемы, сетевые серверы также выполнены как интегральные подсистемы.

Наиболее важной подсистемой окружения является Win32 - подсистема, которая обеспечивает доступ для приложений к 32-bit Windows API. Дополнительно эта система обеспечивает графический интерфейс и управляет вводом/выводом данных пользователя.

Каждая защищенная подсистема работает в режиме пользователя, вызывая системный сервис исполнительной части для выполнения привилегированных действий в режиме ядра. Сетевые серверы могут выполняться как в режиме пользователя, так и в режиме ядра, в зависимости от того, как они разработаны.

Подсистемы связываются между собой путем передачи сообщений. Когда, например, пользовательское приложение вызывает какую-нибудь API-процедуру, подсистема окружения, обеспечивающая эту процедуру, получает сообщение и выполняет ее либо обращаясь к ядру, либо посылая сообщение другой подсистеме. После завершения процедуры подсистема окружения посылает приложению сообщение, содержащее возвращаемое значение. Посылка сообщений и другая деятельность защищенных подсистем невидима для пользователя.

Основным средством, скрепляющим все подсистемы Windows NT в единое целое, является механизм вызова локальных процедур (Local Procedure Call - LPC). LPC представляет собой оптимизированный вариант более общего средства - удаленного вызова процедур (RPC), которое используется для связи клиентов и серверов, расположенных на разных машинах сети.

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.

5.1. Краткое описание операционной системы Windows NT.

На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно.Производительность систем возрастает,а следовательно возрастают возможности обработки больших объёмов данных.

Операционные системы класса MS-DOS уже не справляются с таким потоком данных и не могут целиком использовать ресурсы современных компьютеров. Поэтому в последнее время происходит переход на более мощные и наиболее совершенные операционные системы класса UNIX , примером которых и является Windows NT, выпущенная корпорацией Microsoft

Когда пользователь впервые видит операционную систему Microsoft

Windows NT, ему в глаза бросается отчётливое внешнее сходство с полюбившимся интерфейсом системы Windows 3.+ .Однако это видимое сходство является лишь незначительной частью Windows NT .

Windows NT является 32-ух разрядной операционной системой с приоритетной многозадачностью. В качестве фундаментальных компонентов 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.

Как показано на следующем рисунке,Windows NT представляет из себя

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).

Модульная структура Windows NT

5.2. Файловая система Windows NT.

Когда Windows NT впервые вышла в свет, в ней была предусмотрена поддержка трех файловых систем. Это таблица размещения файлов (FAT), обеспечивавшая совместимость с MS-DOS, файловая система повышенной производительности (HPFS), обеспечивавшая совместимость с LAN Manager, и новая файловая система, носившая название Файловой системы новых технологий (NTFS).

NTFS обладала рядом преимуществ в сравнении с использовавшимися на тот момент для большинства файловых серверов файловыми системами.

Для обеспечения целостности данных в NTFS имеется журнал транзакций. Подобный подход не исключает вероятности утраты информации, однако, значительно увеличивает вероятность того, что доступ к файловой системе будет возможен даже в том случае, если будет нарушена целостность системы сервера. Это становится возможным при использовании журнала транзакций для отслеживания незавершенных попыток записи на диск при последующей загрузке Windows NT. Журнал транзакций также используется для проверки диска на наличие ошибок вместо проверки каждого файла, в случае использования таблицы размещения файлов.

Одним из основных преимуществ NTFS является безопасность. NTFS предоставляет возможность вносить записи контроля доступа (Access Control Entries, ACE) в список контроля доступа (Access Control List, ACL). ACE содержит идентификационное имя группы или пользователя и маркер доступа, который может быть использован для ограничения доступа к определенному каталогу или файлу. Этот доступ может предполагать возможность чтения, записи, удаления, выполнения и даже владения файлами.

С другой стороны, ACL представляет собой контейнер, содержащий одну или более записей ACE. Это позволяет ограничить доступ отдельных пользователей или групп пользователей к определенным каталогам или файлам в сети.

Кроме того NTFS поддерживает работу с длинными именами, имеющими длину до 255 символов и содержащими заглавные и строчные буквы в любой последовательности. Одной из главных характеристик NTFS является автоматическое создание эквивалентных имен, совместимых с MS-DOS.

Также NTFS имеет функцию сжатия, впервые появившуюся в NT версии 3.51. Она обеспечивает возможность сжатия любого файла, каталога или диска NTFS. В отличии от программ сжатия MS-DOS, создающих виртуальный диск, имеющий вид скрытого файла и подвергающий сжатию все данные на этом диске, Windows NT использует дополнительный уровень файловой подсистемы для сжатия и разуплотнения требуемых файлов без создания виртуального диска. Это оказывается полезным при сжатии либо определенной части диска (например, пользовательского каталога), либо файлов, имеющих определенный тип (например, графических файлов). Единственным недостатком сжатия NTFS является невысокий, в сравнении со схемами сжатия MS-DOS, уровень компрессии. Зато NTFS отличается более высокой надежностью и производительностью.

Итак, из всего вышесказанного можно сделать вывод:

Чтобы быть совместной с различными операционными системами, Windows NT содержит файловую систему FAT 32. Кроме этого, Windows NT содержит свою собственную файловую систему NTFS, которая не совместима с FAT 16. Данная файловая система имеет ряд преимуществ по сравнению с FAT, а также отличается более высокой надежностью и производительностью.

Заключение.

MS-DOS - 16-разрядная операционная система, рабо­тает в реальном режиме процессора. В версиях Windows 3.1 часть кода - 16-разрядная, а часть - 32-разрядная. Windows 3.0 под­держивала реальный режим работы процессора, при разработке версии 3.1 было решено отказаться от его поддержки.

Windows 95 является 32-разрядной операционной системой, которая работает только в защищенном режиме процессора. Ядро, включающее уп­равление памятью и диспетчеризацию процессов, содержит только 32-разрядный код. Это уменьшает издержки и ускоряет работу. Только некоторые модули имеют 16-разрядный код для совмести­мости с режимом MS-DOS. В Windows 95 32-разрядный код используется везде, где только возможно, что позволяет обеспечить повышенную надежность и отказоустойчивость системы. Помимо этого, для совместимости с устаревшими приложениями и драйверами используется и 16-разрядный код.

Система Windows NT не является дальнейшим развитием ранее существовавших продуктов. Её архитектура создавалась с нуля с учётом предъявляемых к современной операционной системе требований. Стремясь обеспечить совместимость (compatible) новой операционной системы, разработчики Windows NT сохранили привычный интерфеис Windows и реализовали поддержку существующих файловых систем (таких, как FAT) и различных приложений (написанных для MS - Dos , Windows 3.x). Разработчики также включили в состав Windows NT средства работы с различными сетевыми средствами.

Надёжность и отказоустойчивость (reliability and robustness) обеспечивают архитектурными особенностями, которые защищают 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.