Windows NT

Windows NT (New Technology) – семейство операционных систем, выпускаемых корпорацией Microsoft с середины 1993 года. Первоначально позиционировались как системы для рабочих станций и серверов.

История Windows NT

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.)
• Windows 7
• Windows 8
• Windows 8.1

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.Михаил Рожков, PARMA TG: Большинство наших BPM-проектов выходят за рамки отдельных процессов и организаций 3.4 т

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.

Средства LPC поддерживают несколько способов передачи данных между клиентами и серверами: один обычно используется для передачи коротких сообщений, другой - для длинных сообщений, а третий оптимизирован специально для использования подсистемой Win32. Каждая подсистема устанавливает порт - канал связи, посредством которого с ней могут связываться другие процессы. Порты реализуются как объекты.

См. также

• Microsoft Windows
• Корпорация Microsoft

Ссылки

• Сетевые операционные системы Н. А. Олифер, В. Г. Олифер
• Microsoft Windows history