Що таке виндовс nt. Операційні системи Windows

WindowsNT

Windows NT – лінійка операційних систем (ОС) виробництва корпорації Microsoft та назва перших версій ОС.

Windows NT була розроблена після припинення співпраці Microsoft та IBM над OS/2, розвивалася окремо від інших ОС сімейства Windows (Windows 3.x та Windows 9x) і, на відміну від них, позиціонувалася як надійне рішення для робочих станцій (Windows NT Workstation) та серверів (Windows NT Server). Windows NT започаткувала сімейство операційних систем, до якого входять: власне Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista, Windows Server 2008, Windows 7, Windows Server 2008 R2, Windows 8, Windows Server 2012

Архітектурні модуліWindowsNT

Архітектура Windows NT має модульну структуру і складається з двох основних рівнів – компоненти, що працюють у режимі користувача та компоненти режиму ядра. Програми та підсистеми, що працюють у режимі користувача, мають обмеження на доступ до системних ресурсів. Режим ядра має необмежений доступ до системної пам'яті та зовнішніх пристроїв. Ядро системи NT називають гібридним ядром чи макроядром. Архітектура включає саме ядро, рівень апаратних абстракцій (HAL), драйвери і ряд служб (Executives), які працюють в режимі ядра (Kernel-mode drivers) або в режимі користувача (User-mode drivers).

Режим Windows NT складається з підсистем, що передають запити введення/виводу відповідному драйверу режиму ядра за допомогою менеджера введення/виводу. Існують дві підсистеми на рівні користувача: підсистема оточення (запускає програми, написані для різних операційних систем) та інтегрована підсистема (керує особливими системними функціями від імені підсистеми оточення). Режим ядра має повний доступ до апаратної частини та системних ресурсів комп'ютера. І також запобігає доступу до критичних зон системи з боку користувацьких служб та додатків.

Відмінності Windows 2000 від NT 4.0

Деякі з найбільш суттєвих поліпшень у Windows 2000 у порівнянні з Windows NT 4.0 є:

Підтримка служби каталогів Active Directory. Серверна частина Active Directory постачається з виданнями Server, Advanced Server та Datacenter Server, тоді як повну підтримку служби на стороні клієнта здійснює видання Professional.

Служби версії IIS 5.0. У порівнянні з IIS 4.0 ця версія включає також версію 3.0 системи веб-програмування ASP.

Файлова система NTFS версії 3.0 (також звана NTFS 5.0 з внутрішньої версії Windows 2000 - NT 5.0). У цій версії NTFS вперше з'явилася підтримка квот, тобто обмежень на максимальний обсяг файлів для кожного користувача.

Оновлений інтерфейс користувача, що включає Active Desktop на основі Internet Explorer версії 5 і подібний, таким чином, інтерфейсу Windows 98. Колірна схема оформлення була перероблена.

Мовна інтеграція: попередні версії Windows випускалися у трьох варіантах - для європейських мов (однобайтні символи, лист тільки зліва направо), для далекосхідних мов (багатобайтні символи) та для близькосхідних мов (лист праворуч наліво з контекстними варіантами букв). Windows 2000 поєднує ці можливості; всі її локалізовані версії виготовлені на єдиній основі.

Шифрована файлова система EFS, за допомогою якої можна зашифрувати файли та папки.

Основні особливостіWindowsXP

Операційна система Microsoft Windows XP, створена на основі технології NT і є прямою спадкоємицею системи Windows 2000. Разом з тим, найкращі нововведення, включені в Windows Me, можна виявити і в Windows XP. При збереженні високих показників надійності, безпеки та швидкодії система стала більш простою в освоєнні, в ній з'явилося безліч засобів, призначених для індивідуальних домашніх користувачів.

Система поставляється у кількох варіантах, орієнтованих різні особливості застосування. Версія Microsoft Windows XP Home Edition призначена для індивідуальних користувачів, які найчастіше працюють на домашньому комп'ютері. У цій версії особливий акцент робиться на роботі з малюнками, аудіо та відео. Версія Microsoft Windows XP Professional призначена, як зрозуміло з назви, для професіоналів. Ця версія найчастіше використовується в організаціях. Якщо ж ви вдома виконуєте складні роботи зі створення та редагування зображень, моделювання та конструювання або будь-які інші складні роботи, то ця версія підійде і для вашого домашнього комп'ютера. Версія Microsoft Windows XP Server призначена для встановлення на сервері – потужному комп'ютері, що забезпечує роботу безлічі користувачів у комп'ютерній мережі. Робота в локальних мережах виходить за рамки цієї книги, тому версія для сервера розглядатися нами не буде. У книзі описано основну версію операційної системи - Windows XP Professional. Майже не відрізняється від неї версія Windows XP Home Edition. Про наявні незначні відмінності буде особливо зазначено.

Слід зазначити, що для ефективної роботи з операційною системою Windows XP потрібен потужний сучасний комп'ютер. Насамперед, у комп'ютері має бути встановлено щонайменше 128 мегабайт пам'яті. Краще встановити 256 мегабайт, щоб система працювала швидше. Процесор може використовуватись будь-який, але не надто старий. Якщо тактова частота процесора щонайменше 300 мегагерц, він підійде. Хоча краще, звичайно, використовувати процесор із частотою більше одного гігагерця. Жорсткий диск повинен вміщати не тільки файли операційної системи та тимчасові файли, але й мати досить вільне місце, наприклад, для створення образу компакт-диска перед його записом. Реально потрібний диск розміром не менше двох-трьох гігабайт. А якщо врахувати, що на диску треба встановити інші програми та залишити місце для різних документів, то диск об'ємом 10 гігабайт не можна назвати занадто великим.

У версії Windows XP дуже змінився зовнішній вигляд системи. Кнопки, значки, панелі тепер виглядають трохи інакше. Навіть головне меню Windows змінилося. Зміни інтерфейсу найзначніші після переходу з Windows 3.1 на Windows 95. Разом з тим є можливість використовувати старий інтерфейс, якщо ви до нього звикли. Варто відзначити роботу програм у режимі сумісності з попередніми версіями Windows. Ви можете працювати з програмою, яка написана для Windows 95, і не працює у Windows 2000. Усі версії Windows XP мають багато нововведень. Підтримується значно більше різноманітних пристроїв. Система дозволяє легко та зручно обробляти відеофільми, фотографії, малюнки, музику та пісні. Тепер за допомогою Windows XP будь-який зможе побудувати домашню мережу на основі двох-трьох комп'ютерів, забезпечивши спільне використання файлів, папок, принтера, факсу та доступу до Інтернету.

Під час роботи з Windows XP для запису інформації на компакт-диски, що записуються та перезаписуються, вам не потрібно встановлювати додаткові програми. Записати компакт-диск можна безпосередньо з провідника Windows. До речі, провідник дуже змінився. Крім підтримки стислих папок, спеціальних папок для зберігання малюнків, музики та відео, додана панель з командами, склад яких змінюється в залежності від виконуваних вами дій.

Корисним компонентом системи є редактор відеофільмів. Тепер ви можете виконати професійний нелінійний монтаж своїх аматорських фільмів. Істотно легше стало працювати з цифровими фотокамерами та сканерами. Вам не потрібна додаткова програма, щоб ввести фотографію в комп'ютер, трохи перетворити її і роздрукувати на принтері. Універсальний програвач аудіо та відео тепер підтримує більше форматів та дозволяє змінити свій зовнішній вигляд. Ви можете створювати звукові файли в популярному форматі МРЗ. Універсальний плеєр підтримує також відтворення цифрових відеодисків (DVD-дисків), що дозволить вам насолодитися високою якістю зображення та звуку під час перегляду сучасних фільмів. Для розваг у Windows XP включено кілька нових ігор, частина з яких дозволяє грати в Інтернеті.

Істотно покращено і захист системи. Тепер при випадковому видаленні важливих системних файлів вони будуть автоматично відновлені. Є можливість відновлення системи до більш раннього стану, після встановлення нових програм та обладнання. Поліпшена підтримка технології Plug & Play дозволяє підключити до комп'ютера багато сучасних побутових приладів.

Подальший розвиток отримали кошти для роботи з Інтернетом. Істотно перероблено довідкову систему, покращено систему безпеки. Численні зміни торкнулися засобів адміністрування та управління роботою безлічі користувачів у локальній обчислювальній мережі.

У системі є й безліч інших нововведень, про які ви дізнаєтесь у міру прочитання книги та знайомства з Windows XP. Однак перед початком роботи з системою ми рекомендуємо познайомитися з основними поняттями, які використовуються в Windows XP. Якщо ви знайомі з попередніми версіями Windows, більшість понять виявляться знайомими.

WindowsVista

Windows Vista - операційна система сімейства Microsoft Windows NT, лінійки операційних систем, що використовуються на персональних комп'ютерах. У стадії розробки дана операційна система мала кодову назву Longhorn.

У лінійці продуктів Windows NT Windows Vista носить номер версії 6.0 (Windows 2000 – 5.0, Windows XP – 5.1, Windows Server 2003 – 5.2). Для позначення Windows Vista іноді використовують абревіатуру WinVI, яка поєднує назву Vista і номер версії, записаний римськими цифрами.

Windows Vista, як і Windows XP, – виключно клієнтська система. Microsoft також випустила серверну версію Windows Vista – Windows Server 2008.

30 листопада 2006 року Microsoft офіційно випустила Windows Vista та Office 2007 для корпоративних клієнтів. 30 січня 2007 року розпочався продаж системи в СНД для звичайних користувачів.

За даними веб-аналітики від W3Schools, станом на жовтень 2012 року частка ринку Windows Vista дорівнює ▼ 3,0 %; це значення досягало максимуму 18,6 % у жовтні 2009 року.

Windows 7

Windows 7 - операційна система сімейства Windows NT, наступна Windows Vista. Наступна за Windows 7 система у лінійці Windows 8. У лінійці Windows NT система має номер версії 6.1 (Windows 2000 – 5.0, Windows XP – 5.1, Windows Server 2003 – 5.2, Windows Vista та Windows Server 2008 – 6.0). Серверною версією є Windows Server 2008 R2, версією для інтегрованих систем (побудованих з компонентів Windows) – Windows Embedded Standard 2011 (Quebec), мобільною – Windows Embedded Compact 2011 (Chelan, Windows CE 7.0).

Операційна система надійшла у продаж 22 жовтня 2009 року, менше ніж через три роки після випуску попередньої операційної системи Windows Vista. Партнерам та клієнтам, які мають ліцензію Volume Licensing, доступ до RTM було надано 24 липня 2009 року. В інтернеті оригінальні настановні образи фінальної версії системи були доступні з 21 липня 2009 року.

За даними веб-аналітики від W3Schools (англ.), на жовтень 2012 року частка Windows 7 серед операційних систем, що використовуються у світі, для доступу до мережі Інтернет склала ▲ 56,8 %. За цим критерієм вона знаходиться на першому місці, перевершивши в серпні 2011 року попереднього лідера - Windows XP.

Файлова системаNTFS

NTFS (від англ. New Technology File System – «файлова система нової технології») – стандартна файлова система для сімейства операційних систем Microsoft Windows NT.

Файлова система HPFS вперше була використана для операційної системи OS/2 1.2, щоб забезпечити доступ до дисків великого розміру, що з'являлися в той час на ринку. Крім того, назріла необхідність розширення існуючої системи імен, покращення організації та безпеки для задоволення зростаючих потреб ринку мережевих серверів. У файловій системі HPFS підтримується структура каталогів FAT і додано сортування файлів за іменами. Ім'я файлу може містити до 254 двобайтових символів. Файл складається з "даних" та спеціальних атрибутів, що створює додаткові можливості для підтримки інших типів імен файлів та підвищення рівня безпеки. Крім того, найменший блок зберігання даних тепер дорівнює розміру фізичного сектора (512 байт), що дозволяє знизити втрати дискового простору.

NTFS замінила файлову систему FAT, що використовувалася в MS-DOS і Microsoft Windows. NTFS підтримує систему метаданих та використовує спеціалізовані структури даних для зберігання інформації про файли для покращення продуктивності, надійності та ефективності використання дискового простору. NTFS зберігає інформацію про файли у головній файловій таблиці - Master File Table (MFT). NTFS має вбудовані можливості розмежовувати доступ до даних для різних користувачів та груп користувачів (списки контролю доступу - Access Control Lists (ACL)), а також призначати квоти (обмеження на максимальний об'єм дискового простору, який займають ті чи інші користувачі). NTFS використовує систему журналу USN для підвищення надійності файлової системи.

NTFS розроблена на основі файлової системи HPFS (від англ. High Performance File System - високопродуктивна файлова система), що створювалася Microsoft спільно з IBM для операційної системи OS/2. Але, отримавши такі безперечно корисні нововведення, як квотування, журнальність, розмежування доступу і аудит, значною мірою втратила властиву прародительці (HPFS) дуже високу продуктивність файлових операцій.

Розрізняють кілька версій NTFS: v1.2 використовується у Windows NT 3.51 та Windows NT 4.0, v3.0 поставляється з Windows 2000, v3.1 – з Windows XP, Windows Server 2003, Windows Server 2003 R2, Windows Vista, Windows 7 та Windows Server 2008, Windows Server 2008 R2.

Специфікації файлової системи закриті. Це створює певні труднощі при реалізації її підтримки в інших продуктах, що не належать Microsoft, - зокрема, розробникам драйверів для вільних операційних систем доводиться займатися зворотною розробкою системи.

Записи в каталозі файлової системи HPFS містять більше інформації, ніж у FAT. Поряд із атрибутами файлу тут зберігаються відомості про створення та внесення змін, а також дата та час доступу. Записи в каталозі файлової системи HPFS вказують не перший кластер файлу, але в FNODE. FNODE може містити дані файлу, покажчики даних файлу або інші структури, що вказують на дані файлу. HPFS намагається по можливості розташовувати дані файлу в суміжних секторах. Це призводить до підвищення швидкості послідовної обробки файлу. HPFS поділяє диск на блоки по 8 МБ кожен і завжди намагається записати файл у межах одного блоку. Для кожного блоку 2 КБ зарезервовано під таблицю розподілу, в якій міститься інформація про записані та вільні сектори в межах блоку. Розбиття на блоки призводить до підвищення продуктивності, так як головка диска для визначення місця для збереження файлу повинна повертатися не до початку логічного диска (як правило, це нульовий циліндр), а до таблиці розподілу найближчого блоку. Крім того, файлова система HPFS містить два унікальні об'єкти даних.

Наприкінці 88-го року Microsoft доручила Девіду Катлеру (David Cutler) очолити новий проект у галузі програмного забезпечення: створити нову операційну систему корпорації Microsoft для 1990-х років. Він зібрав команду інженерів розробки системи нової технології (New Technology - NT).

Спочатку планувалося розробити NT з інтерфейсами користувача і програмним (API) в стилі OS/2, проте OS/2 погано продавалася, а Windows 3.0 мала великий і постійний успіх на ринку. Побачивши ринкові орієнтири та складнощі, пов'язані з розвитком та підтримкою двох несумісних систем, Microsoft вирішила змінити свій курс і направити своїх інженерів у бік стратегії єдиної цільної операційної системи. Ця стратегія складалася в тому, щоб розробляти сімейство операційних систем, що базуються на Windows, які охоплювали б безліч типів комп'ютерів, від найменших ноутбуків до найбільших мультипроцесорних робочих станцій. Так, наступне покоління Windows-систем було названо Windows NT.

Windows NT підтримує графічний інтерфейс (GUI) Windows, а також є першою операційною системою фірми Microsoft, що базується на Windows, підтримує Win32 API, 32-бітний програмний інтерфейс для розробки нових додатків. Win32 API робить доступними для додатків покращені властивості операційної системи, такі як багатониткові процеси, синхронізацію, безпеку, I/O, керування об'єктами.

У липні 1993 року з'явилися перші операційні системи сімейства NT – Windows NT 3.1 та Windows NT Advanced Server 3.1.

Версії

• Windows NT 3.1 (27 липня 1993 р.)
• Windows NT 3.5 (21 вересня 1994 р.)
• Windows NT 3.51 (30 травня 1995 р.)
• Windows NT 4.0 (24 серпня 1996 р.)
• Windows 2000 (17 лютого 2000 р.)
• Windows XP (25 жовтня 2001 р.)
• Windows XP 64-bit Edition (28 березня 2003 р.)
• Windows Server 2003 (25 квітня 2003 р.)
• Windows XP Media Center Edition 2003 (18 грудня 2003 р.)
• Windows XP Media Center Edition 2005 (12 жовтня 2004 р.)
• Windows XP Professional x64 Edition (25 квітня 2005 р.)
• Windows Fundamentals for Legacy PCs (8 липня 2006 р.)
• Windows Vista (30 листопада 2006 р.)
• Windows Home Server (7 листопада 2007р.)
• Windows Server 2008 (27 лютого 2008 р.)

Структура Windows NT

Структурно Windows NT може бути представлена ​​у вигляді двох частин: частина операційної системи, що працює в режимі користувача, та частина операційної системи, що працює в режимі ядра

Частина Windows NT, що у режимі ядра, називається виконавчою (executive). Вона включає ряд компонентів, які керують віртуальною пам'яттю, об'єктами (ресурсами), введенням-виводом та файловою системою (включаючи мережеві драйвери), взаємодією процесів та частково системою безпеки. Ці компоненти взаємодіють між собою за допомогою міжмодульного зв'язку. Кожен компонент викликає інші за допомогою набору ретельно специфікованих внутрішніх процедур.

Другу частину Windows NT, що у режимі користувача, становлять сервери - звані захищені підсистеми. Оскільки підсистеми автоматично не можуть спільно використовувати пам'ять, вони спілкуються один з одним за допомогою надсилання повідомлень. Повідомлення можуть передаватися як між клієнтом та сервером, так і між двома серверами. Усі повідомлення проходять через виконавчу частину Windows NT. Ядро Windows NT планує нитки захищених підсистем точно так, як і нитки звичайних прикладних процесів.

Підтримка захищених підсистем забезпечує виконавча частина. Її складовими частинами є:

• Менеджер об'єктів. Створює, видаляє та керує об'єктами виконавчої частини – абстрактними типами даних, що використовуються для представлення ресурсів системи.
• Монітор безпеки. Встановлює правила захисту на локальному комп'ютері. Охороняє ресурси операційної системи, виконує захист та реєстрацію об'єктів, що виконуються.
• Менеджер процесів. Створює та завершує, зупиняє та відновлює процеси та нитки, а також зберігає про них інформацію.

Менеджер віртуальної пам'яті.

• Підсистема введення-виведення. Включає такі компоненти:
  • менеджер введення-виведення, що надає засоби введення-виведення, незалежні від пристроїв;
  • файлові системи - NT-драйвери, що виконують файл-орієнтовані запити на введення-виведення та транслюють їх у виклики звичайних пристроїв;
  • мережевий редиректор та мережевий сервер - драйвери файлових систем, що передають віддалені запити на введення-виведення на машини мережі та одержують запити від них;
  • драйвери пристроїв виконавчої частини – низькорівневі драйвери, які безпосередньо керують пристроєм;
  • менеджер кешу, що реалізує кешування диска.

Виконавча частина, своєю чергою, полягає в службах нижнього рівня, наданих ядром NT. У функції ядра входить:

• планування процесів,
• обробка переривань та виняткових ситуацій,
• синхронізація процесорів для багатопроцесорних систем,
• відновлення системи після збоїв

Ядро працює в привілейованому режимі і ніколи не видаляється з пам'яті. Звернутися до ядра можна лише за допомогою переривання.

Захищені підсистеми Windows NT працюють у режимі користувача і створюються Windows NT під час завантаження операційної системи. Відразу після створення вони починають безкінечний цикл свого виконання, відповідаючи на повідомлення, що надходять до них від прикладних процесів та інших підсистем. Серед захищених підсистем можна назвати підклас, званий підсистемами оточення. Підсистеми оточення реалізують інтерфейси програм операційної системи (API). Інші типи підсистем, які називаються інтегральними підсистемами, виконують необхідні операційній системі завдання. Наприклад, більшість системи безпеки Windows NT реалізована як інтегральної підсистеми, мережеві сервери також виконані як інтегральні підсистеми.

Найбільш важливою підсистемою оточення є Win32 - підсистема, яка забезпечує доступ до додатків до 32-bit Windows API. Додатково ця система забезпечує графічний інтерфейс та керує введенням/виводом даних користувача.

Кожна захищена підсистема працює у режимі користувача, викликаючи системний сервіс виконавчої частини виконання привілейованих дій у режимі ядра. Мережеві сервери можуть виконуватися як у режимі користувача, так і в режимі ядра, залежно від того, як вони розроблені.

Підсистеми зв'язуються між собою шляхом передачі повідомлень. Коли, наприклад, додаток користувача викликає якусь API-процедуру, підсистема оточення, що забезпечує цю процедуру, отримує повідомлення і виконує її або звертаючись до ядра, або посилаючи повідомлення іншій підсистемі. Після завершення процедури підсистема оточення посилає додатку повідомлення, що містить значення, що повертається. Надсилання повідомлень та інша діяльність захищених підсистем невидима для користувача.

p align="justify"> Основним засобом, що скріплює всі підсистеми Windows NT в єдине ціле, є механізм виклику локальних процедур (Local Procedure Call - LPC). LPC є оптимізованим варіантом більш загального засобу - віддаленого виклику процедур (RPC), який використовується для зв'язку клієнтів і серверів, розташованих на різних машинах мережі.

На базі ядра NT (New Technology) розробка корпорації Microsoft. Система була орієнтована на корпоративних користувачів. Windows NT мала графічний інтерфейс користувача та надавала Win32 API - 32-розрядний інтерфейс прикладного програмування для розробки нових додатків, здатних використовувати всі можливості операційних систем високого рівня, до яких, зокрема, належать багатопотокові (або багатозадачні) процеси, синхронізація, захист від несанкціонованого доступу, введення-виведення та управління об'єктами. Windows NT могла взаємодіяти з іншими операційними системами корпорації Microsoft, з Apple Macintosh, з UNIX-подібними системами мереж різних типів. Взаємодія могла відбуватися як з однопроцесорними, так і багатопроцесорними комп'ютерами, побудованими з використанням CISC- або RISC-технологій. Спочатку Windows NT розвивалася окремо від сімейства операційних систем Windows 9x і позиціонувалася над ринком, як рішення робочих станцій (Windows NT Workstation) і серверів (Windows NT Server). Windows NT започаткувала сімейство операційних систем, до якого входять Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003.

У листопаді 1988 року стартував спільний проект компаній IBM і Microsoft зі створення операційної системи нового покоління - OS/2 NT, яка могла запускати програми, написані і для Windows, і для OS/2, і мала стати заміною обох систем. Але в травні 1990 вийшла Windows 3.0, яка принесла Microsoft комерційний успіх, і компанія вирішила зробити програмний інтерфейс (API) Windows основним в OS/2 NT. Це викликало невдоволення з боку IBM, яка просувала OS/2 API. В результаті контракт був розірваний, і компанії почали розвивати загальний код самостійно. Результатом розробок IBM стала OS/2 3.0, а Microsoft - Windows NT, що у серпні 1993 року. Згодом їй привласнили номер 3.1 для відповідності Windows 3.1, що вийшла трохи раніше. Нову систему відрізняли від Windows 3.1 такі особливості:

• 32-бітність. Нова система могла використати всі можливості 32-бітових процесорів, у тому числі запускати 32-бітові програми та адресувати великі обсяги пам'яті (до 4 гігабайт);
• витісняюча багатозадачність. Операційна система не чекала, коли сам захоче звільнити процесор, а примусово знімала його з виконання після того, як той витратив відведений йому час;
• відсутність MS-DOS. Windows NT 3.1 була самостійною операційною системою, що мала власний завантажувач. Після завершення роботи система не виходила в MS-DOS, а пропонувала вимкнути або перезавантажити комп'ютер;
• підтримка UNICODE. Це була перша операційна система, яка підтримувала UNICODE на внутрішньому рівні;
• багатоплатформність. Windows NT працювала не тільки на 32-бітових x86-процесорах, а й на 64-бітових MIPS R4000 та DEC Alpha 21064;
• підтримка 16-розрядних програм OS/2. Частина прав на код OS/2 залишилася у Microsoft, тому ця та всі наступні версії Windows NT могли запускати такі програми;
• сумісність із додатками POSIX 1.0 на рівні вихідних кодів;
• підтримка симетричної багатопроцесорності (до 16 процесорів);
• підтримка файлових систем: власної NTFS і HPFS, що дісталася у спадок від OS/2. В обох системах, на відміну від FAT, можна використовувати довгі імена файлів, до 255 символів;
• покращені мережеві можливості. На додаток до підтримуваних протоколів NetBEUI та IPX були додані SMB, TCP/IP та SNMP;
• редактор деревоподібного реєстру, у якому зберігалися всі налаштування системи.

Windows NT 3.1 мала такий самий інтерфейс користувача, як і Windows 3.1, і виходила в двох редакціях - Windows NT і Windows NT Advanced Server. Згодом вийшло три пакети оновлень (Service Pack) для цієї системи, а у вересні 1994 року з'явилася нова версія – 3.5. Були додані сумісність із мережами NetWare, підтримка довгих імен файлів у FAT, підтримка OpenGL API, покращена робота 16-бітових програм для Windows та MS-DOS (кожна працювала тепер у власному адресному просторі). Як і попередниця, вона виходила у двох редакціях – Windows NT Workstation та Windows NT Server. У травні 1995 року виникла Windows NT 3.51. Відмінності від попередньої версії були незначними: програма встановлення з новим графічним інтерфейсом, нова довідкова система зі змістом та підтримка процесорів PowerPC. Для NT 3.5 було випущено три Service Pack, для 3.51 – п'ять.

Одночасно з виходом NT 3.51 з'явився пакет Shell Technology Preview, що надає новий інтерфейс меню «Пуск». Цей інтерфейс через два місяці був реалізований за умовчанням у Windows 95, а в серпні 1996 – у Windows NT 4.0. Окрім нового інтерфейсу, четверта версія системи відрізнялася покращеними мережевими можливостями (включені до стандартного постачання Internet Explorer 2.0, IIS та DNS-сервер, підтримка багатопротокольної маршрутизації), новою технологією DCOM та великою кількістю редакцій. Крім Workstation і Server, в 1997 році вийшла версія Server Enterprise Edition з покращеною масштабованістю та обмеженою підтримкою кластерів, а в 1998 - Terminal Server з можливістю віддаленого підключення користувачів. Крім того, була розроблена спеціальна версія для вбудованих систем – Windows NT 4.0 Embedded. Для NT 4.0 було випущено 7 Service Pack, остання версія мала назву 6.0a.

У вересні 1997 та серпні 1998 року вийшли дві бета-версії операційної системи Windows NT 5.0, а у жовтні 1998 року вона була перейменована на Windows 2000. Реліз цієї системи відбувся у лютому 2000 року. Нові можливості включали: службу каталогів Active Directory, підтримку технології Plug&Play та файлової системи FAT32, нові версії мережевих програм (IE 5.0 та IIS 5.0), покращені можливості шифрування (включаючи підтримку Encrypted File System), вбудовані засоби віддаленого адміністрування. На відміну від NT 4.0, Windows 2000 працювала лише на архітектурі IA-32 і випускалася в чотирьох редакціях: Professional, Server, Advanced Server і Datacenter Server. Для Windows 2000 вийшло 4 Service Pack, а серпні 2001 року з'явилася 64-бітна версія Advanced Server для процесорів Itanium.

Нова версія NT 5.1 з'явилася в жовтні 2001 року під назвою Windows XP і являла собою розвиток Windows 2000 Professional. Головними змінами були покращений інтерфейс користувача, швидке перемикання користувачів, удосконалене віддалене адміністрування, функція відновлення системи та відкату установки драйверів. Система отримала два пакети оновлень та виходила в наступних редакціях:

• Professional (базова версія);
• Home (з усіченими мережевими можливостями);
• Media Center Edition (з додатковими мультимедіа-додатками);
• Starter Edition (сильно обмежена, без мережевих функцій);
• 64-bit Edition (для процесорів Itanium);
• x64 Edition (для процесорів з розширеннями AMD64 чи EM64T);
• N (без Windows Media Player);
• Tablet PC Edition (для планшетних комп'ютерів);
• Embedded (для вбудованих систем).

У квітні 2003 року вийшла серверна варіація Windows XP, що отримала назву Windows Server 2003 і має внутрішню версію 5.2. Відмінності від Windows XP: включена в установку платформа .NET і web-сервер IIS 6.0, покращення у службі Active Directory, вбудований міжмережевий екран, розширений набір утиліт для адміністрування системи. Система вийшла у чотирьох виданнях: Web Edition, Standard Edition, Enterprise Edition та Datacenter Edition. Останні три з них вийшли також у варіантах для 64-бітових x86-процесорів, а Enterprise та Datacenter – ще й для Itanium. У 2005 році з'явилися два оновлення, Service Pack 1 та R2.

Історія розробки

Розробка Windows NT під робочою назвою «NT OS/2» було розпочато листопаді 1988 року групою фахівців на чолі з Девідом Катлером (англ. Dave Cutler ), який перейшов у Microsoft з DEC, де вони розробляли VAX та VMS. Робота йшла паралельно з розробкою фірмою IBM власної ОС, OS/2 2.0, яка остаточно вийшла лише у квітні 1992 року. Водночас фірма Microsoft продовжувала розробляти свої ОС сімейства DOS і Windows, що відрізняються меншими вимогами до ресурсів комп'ютера, ніж IBM OS/2. Після того, як у травні 1990 року була випущена Windows 3.0, Microsoft вирішила додати до NT OS/2 програмний інтерфейс (API), сумісний з Windows API. Це рішення викликало серйозні тертя між фірмами Майкрософт та IBM, які закінчилися розривом спільної роботи. IBM продовжила розробку OS/2 самостійно, а Microsoft стала працювати над системою, яка була в результаті випущена під назвою Windows NT. Хоча ця система не відразу стала популярною, подібно до DOS, Windows 3.x або Windows 9.x, з погляду маркетингу Windows NT виявилася істотно вдалішою, ніж OS/2.

Потрібно відзначити, що програмними інтерфейсами ОС NT спочатку планувалися API OS/2 і потім POSIX , підтримка Windows API була додана в останню чергу. Крім того, як апаратна платформа для NT спочатку планувалися Intel i860 і потім MIPS, підтримка Intel x86 також була додана пізніше. Потім, у процесі еволюції цієї ОС зникла підтримка обох запланованих програмних інтерфейсів і обох спочатку запланованих апаратних платформ. Для i860 навіть не було жодної релізної версії цієї ОС, хоча саме від кодової назви цього процесора, N10(N Ten), походить назва самої ОС NT. Нині Microsoft розшифровує абревіатуру NT як New Technology. А як альтернатива POSIX-підсистемі Microsoft стала пропонувати пакет Сервіси Microsoft Windows для UNIX.

Для розробки ОС NT фірма Microsoft запросила групу фахівців із компанії DEC на чолі з Девідом Катлером ( англ.), що має досвід створення багатозадачних операційних систем, таких як VAX/VMS і RSX-11 . Деяка подібність, відзначена між внутрішніми архітектурами Windows NT і ОС сімейства VMS, дала підстави звинуватити новоприйнятих співробітників Microsoft у крадіжці інтелектуальної власності DEC. Конфлікт, що виник, був вирішений мирним шляхом: DEC визнала власність Microsoft на технології, що лежать в основі Windows NT, а Microsoft створювала і підтримувала версію Windows NT для архітектури DEC Alpha.

Незважаючи на загальне коріння, сумісність Windows NT та OS/2 зменшувалася з кожним новим випуском цієї ОС. Підтримка API OS/2 2.0, хоча планувалася в NT, так і не було завершено; у Windows NT 4.0 була видалена підтримка файлової системи HPFS, а в Windows XP була видалена підсистема підтримки програм для OS/2 1.x.

Версії

Внутрішня архітектура

Компоненти ядра

Компоненти режиму користувача

Підсистема інтерфейсу користувача в Windows NT реалізує віконний інтерфейс , подібний до інтерфейсу попередніх версій Windows. Двома типами об'єктів цієї підсистеми, які були відсутні в 16-бітних версіях Windows і Windows 9x, є віконні станціїі робочі столи. Віконна станція відповідає одному сеансу користувача Windows NT – наприклад, при підключенні через службу віддаленого робочого столу створюється нова віконна станція. Кожен запущений процес належить одній із віконних станцій; служби, крім позначені як здатні взаємодіяти з робочим столом, запускаються в окремих, невидимих ​​віконних станціях.

Кожна віконна станція має власний буфер обміну, набір глобальних атомів (використовуються для операцій DDE), та набір робочих столів. Робочий стіл є контекстом всіх глобальних операцій підсистеми інтерфейсу користувача, таких як установка хуків і широкомовна розсилка повідомлень. Кожен запущений потік належить до одного з робочих столів - тому, де розташовані вікна, що обслуговуються ним; зокрема, один потік не може створити кілька вікон, що належать до різних робочих столів. Один із робочих столів може бути активним (видимим користувачеві і здатним реагувати на його дії), решта робочих столів захована. Можливість створити для одного сеансу роботи кілька робочих столів і перемикатися між ними дотепер не надавалася стандартними засобами інтерфейсу користувача Windows, хоча існують сторонні програми, що дають доступ до цієї функціональності.

Віконними станціями та робочими столами вичерпуються об'єкти підсистеми інтерфейсу користувача Windows NT, яким можуть бути призначені права доступу. Типи об'єктів, що залишилися - вікнаі меню- надають повний доступ до будь-якого процесу, який знаходиться з ними в одній віконній станції. Тому Windows NT за промовчанням запускаються в окремих віконних станціях: вони працюють з підвищеними привілеями, і можливість процесів користувача необмежено маніпулювати вікнами служб могла б призвести до збоїв та/або проблем безпеки.

Програмні інтерфейси

Native API

Для прикладних програм Windows NT надається кілька наборів API. Основний з них - так званий "рідний" API ( NT Native API), реалізований в бібліотеці ntdll.dll, що динамічно підключається, і що складається з двох частин: системні виклики ядра NT (функції з префіксами Nt і Zw , що передають виконання функцій ядра ntoskrnl.exe з тими ж назвами) і функції, реалізовані в режимі користувача Rtl). Частина функцій другої групи використовують у собі системні виклики; інші цілком складаються з непривілейованого коду, і можуть викликатися не тільки з коду режиму користувача, але і з драйверів . Крім функцій Native API, ntdll також включені функції стандартної бібліотеки мови Сі .

Офіційна документація на Native API дуже мізерна, але спільнотам ентузіастів вдалося шляхом спроб і помилок зібрати досить великі відомості про цей інтерфейс. Зокрема, у лютому 2000 року опубліковано книгу Гері Неббета. Довідник базових функцій API Windows NT/2000»(ISBN 1-57870-199-6); 2002 року вона була перекладена російською мовою (ISBN 5-8459-0238-X). Джерелом інформації про Native API може служити Windows DDK , де описані деякі функції ядра, доступні за допомогою Native API, а також вивчення коду Windows (зворотний інжиніринг) - за допомогою дизасемблювання або використовуючи вихідні тексти Windows 2000, які стали доступними в результаті витоку, або використовуючи вихідні тексти Windows 2003 доступні в рамках програми Windows Research Kernel.

Програми, що виконуються до завантаження підсистем, що забезпечують роботу інших API Windows NT, обмежені використанням Native API . Наприклад, програма autochk , яка перевіряє диски під час завантаження ОС після некоректного завершення роботи, використовує лише Native API.

Win32 API

Найчастіше прикладними програмами для Windows NT використовується Win32 API - інтерфейс, створений на основі API ОС Windows 3.1 і дозволяє перекомпілювати існуючі програми для 16-бітних версій Windows з мінімальними змінами вихідного коду. Сумісність Win32 API і 16-бітного Windows API настільки велика, що 32-бітові і 16-бітові програми можуть вільно обмінюватися повідомленнями, працювати з вікнами один одного і т. д. Крім підтримки функцій Windows API, в Win32 API був також доданий ряд нових можливостей, у тому числі підтримка консольних програм, багатопоточності, та об'єктів синхронізації, таких як м'ютекси та семафори. Документація на Win32 API входить до складу Microsoft Platform SDK і доступна на веб-сайті.

Бібліотеки підтримки Win32 API в основному названі так само, як системні бібліотеки Windows 3.x з додаванням суфікса 32: це бібліотеки kernel32, advapi32, gdi32, user32, comctl32, comdlg32, shell32 і ряд інших. Функції Win32 API можуть або самостійно реалізовувати необхідну функціональність в режимі користувача, або викликати описані вище функції Native API, або звертатися до підсистеми csrss за допомогою механізму LPC ( англ.), або здійснювати системний виклик у бібліотеку win32k , що реалізує необхідну Win32 API підтримку в режимі ядра. Чотири перелічені варіанти також можуть комбінуватися в будь-якому поєднанні: наприклад, функція Win32 API WriteFile звертається до функції Native API NtWriteFile для запису в дисковий файл, і викликає відповідну функцію csrss для виведення в консоль .

Підтримка Win32 API включена в сімейство ОС Windows 9x; Крім того, вона може бути додана в Windows 3.1x інсталяцією пакета Win32s. Для полегшення перенесення існуючих Windows-додатків, що використовують для представлення рядків MBCS-кодування, всі функції Win32 API, що приймають параметри рядка, були створені у двох версіях: функції з суфіксом A ( ANSI) приймають MBCS-рядки, а функції із суфіксом W ( wide) приймають рядки в кодуванні UTF-16. У Win32s і Windows 9x підтримуються тільки A-функції, тоді як у Windows NT, де всі рядки всередині ОС зберігаються виключно в UTF-16, кожна A-функція просто перетворює свої рядкові параметри на Юнікод і викликає W-версію тієї ж функції. У H-файлах бібліотеки також визначені імена функцій без суфікса, і використання A-або W-версії функцій визначається опціями компіляції , а в модулях Delphi до 2010 версії, наприклад, вони жорстко зав'язані на варіанти з суфіксом A. При цьому важливо відзначити, що більшість нових функцій, що з'явилися в Windows 2000 або пізніших ОС сімейства Windows NT, існують лише в Unicode-версії, тому що завдання забезпечення сумісності зі старими програмами та з ОС Windows 9x вже не стоїть так гостро, як раніше.

POSIX та OS/2

Перший випуск Windows NT 4 підтримував чотири платформи (x86, Alpha, MIPS і PowerPC), але підтримка менш поширених платформ скорочувалася в міру виходу пакетів оновлення: з SP1 була видалена підтримка MIPS, з SP3 - підтримка PowerPC. Останніми випусками Windows NT 4 підтримувалися лише x86 та Alpha; хоча підтримка Alpha планувалася до включення до Windows 2000, її виключили з версії RC2. В результаті єдиною платформою, яка підтримується на Windows 2000, стала x86.

Підтримка 64-бітних процесорів була вперше реалізована в Windows XP для IA-64 - архітектури процесорів Intel Itanium. На основі 64-бітної версії Windows XP було створено також 64-бітові серверні версії Windows 2000; Пізніше підтримка процесора Itanium була додана і до частини версій Windows Server 2003 . Другою 64-бітною архітектурою, що підтримується в ОС сімейства Windows NT, стала створена AMD архітектура x86-64, пізніше реалізована в процесорах Intel під назвою EM64T. Одночасно було випущено Windows Server 2003 SP1 x64 і Windows XP Professional x64, що є серверний і настільний варіанти однієї й тієї ж версії Windows - зокрема, до цих випусків застосовні одні й самі оновлення. З 2005 року корпорацією Майкрософт було вирішено припинити підтримку IA-64; останньою версією ОС Windows NT, що повноцінно підтримує Itanium, є Windows NT 5.2 (XP Professional 64-bit Edition і Server 2003). Однак для більш дорогих (і, відповідно, найважче модернізованих) серверів були випущені спеціальні версії Windows Server 2008 та Windows Server 2008 R2, а Windows Server 2012 підтримки IA-64 вже не отримала.

Примітки

Див. також

• ReactOS - операційна система з відкритим кодом, сумісна з програмами та драйверами Windows NT.

Наприкінці 88-го року Microsoft доручила Девіду Катлеру (David Cutler) очолити новий проект у галузі програмного забезпечення: створити нову операційну систему корпорації Microsoft для 1990-х років. Він зібрав команду інженерів розробки системи нової технології (New Technology - NT).

Спочатку планувалося розробити NT з інтерфейсами користувача і програмним (API) в стилі OS/2, проте OS/2 погано продавалася, а Windows 3.0 мала великий і постійний успіх на ринку. Побачивши ринкові орієнтири та складнощі, пов'язані з розвитком та підтримкою двох несумісних систем, Microsoft вирішила змінити свій курс і направити своїх інженерів у бік стратегії єдиної цільної операційної системи. Ця стратегія складалася в тому, щоб розробляти сімейство операційних систем, що базуються на Windows, які охоплювали б безліч типів комп'ютерів, від найменших ноутбуків до найбільших мультипроцесорних робочих станцій. Так, наступне покоління Windows-систем було названо Windows NT.

Windows NT підтримує графічний інтерфейс (GUI) Windows, а також є першою операційною системою фірми Microsoft, що базується на Windows, підтримує Win32 API, 32-бітний програмний інтерфейс для розробки нових додатків. Win32 API робить доступними для додатків покращені властивості операційної системи, такі як багатониткові процеси, синхронізацію, безпеку, I/O, керування об'єктами.

У липні 1993 року з'явилися перші операційні системи сімейства NT – Windows NT 3.1 та Windows NT Advanced Server 3.1.

Версії

• Windows NT 3.1 (27 липня 1993 р.)
• Windows NT 3.5 (21 вересня 1994 р.)
• Windows NT 3.51 (30 травня 1995 р.)
• Windows NT 4.0 (24 серпня 1996 р.)
• Windows 2000 (17 лютого 2000 р.)
• Windows XP (25 жовтня 2001 р.)
• Windows XP 64-bit Edition (28 березня 2003 р.)
• Windows Server 2003 (25 квітня 2003 р.)
• Windows XP Media Center Edition 2003 (18 грудня 2003 р.)
• Windows XP Media Center Edition 2005 (12 жовтня 2004 р.)
• Windows XP Professional x64 Edition (25 квітня 2005 р.)
• Windows Fundamentals for Legacy PCs (8 липня 2006 р.)
• Windows Vista (30 листопада 2006 р.)
• Windows Home Server (7 листопада 2007р.)
• Windows Server 2008 (27 лютого 2008 р.)

Структура Windows NT

Структурно Windows NT може бути представлена ​​у вигляді двох частин: частина операційної системи, що працює в режимі користувача, та частина операційної системи, що працює в режимі ядра

Частина Windows NT, що у режимі ядра, називається виконавчою (executive). Вона включає ряд компонентів, які керують віртуальною пам'яттю, об'єктами (ресурсами), введенням-виводом та файловою системою (включаючи мережеві драйвери), взаємодією процесів та частково системою безпеки. Ці компоненти взаємодіють між собою за допомогою міжмодульного зв'язку. Кожен компонент викликає інші за допомогою набору ретельно специфікованих внутрішніх процедур.

Другу частину Windows NT, що у режимі користувача, становлять сервери - звані захищені підсистеми. Оскільки підсистеми автоматично не можуть спільно використовувати пам'ять, вони спілкуються один з одним за допомогою надсилання повідомлень. Повідомлення можуть передаватися як між клієнтом та сервером, так і між двома серверами. Усі повідомлення проходять через виконавчу частину Windows NT. Ядро Windows NT планує нитки захищених підсистем точно так, як і нитки звичайних прикладних процесів.

Підтримка захищених підсистем забезпечує виконавча частина. Її складовими частинами є:

• Менеджер об'єктів. Створює, видаляє та керує об'єктами виконавчої частини – абстрактними типами даних, що використовуються для представлення ресурсів системи.
• Монітор безпеки. Встановлює правила захисту на локальному комп'ютері. Охороняє ресурси операційної системи, виконує захист та реєстрацію об'єктів, що виконуються.
• Менеджер процесів. Створює та завершує, зупиняє та відновлює процеси та нитки, а також зберігає про них інформацію.

Менеджер віртуальної пам'яті.

• Підсистема введення-виведення. Включає такі компоненти:
  • менеджер введення-виведення, що надає засоби введення-виведення, незалежні від пристроїв;
  • файлові системи - NT-драйвери, що виконують файл-орієнтовані запити на введення-виведення та транслюють їх у виклики звичайних пристроїв;
  • мережевий редиректор та мережевий сервер - драйвери файлових систем, що передають віддалені запити на введення-виведення на машини мережі та одержують запити від них;
  • драйвери пристроїв виконавчої частини – низькорівневі драйвери, які безпосередньо керують пристроєм;
  • менеджер кешу, що реалізує кешування диска.

Виконавча частина, своєю чергою, полягає в службах нижнього рівня, наданих ядром NT. У функції ядра входить:

• планування процесів,
• обробка переривань та виняткових ситуацій,
• синхронізація процесорів для багатопроцесорних систем,
• відновлення системи після збоїв

Ядро працює в привілейованому режимі і ніколи не видаляється з пам'яті. Звернутися до ядра можна лише за допомогою переривання.

Захищені підсистеми Windows NT працюють у режимі користувача і створюються Windows NT під час завантаження операційної системи. Відразу після створення вони починають безкінечний цикл свого виконання, відповідаючи на повідомлення, що надходять до них від прикладних процесів та інших підсистем. Серед захищених підсистем можна назвати підклас, званий підсистемами оточення. Підсистеми оточення реалізують інтерфейси програм операційної системи (API). Інші типи підсистем, які називаються інтегральними підсистемами, виконують необхідні операційній системі завдання. Наприклад, більшість системи безпеки Windows NT реалізована як інтегральної підсистеми, мережеві сервери також виконані як інтегральні підсистеми.

Найбільш важливою підсистемою оточення є Win32 - підсистема, яка забезпечує доступ до додатків до 32-bit Windows API. Додатково ця система забезпечує графічний інтерфейс та керує введенням/виводом даних користувача.

Кожна захищена підсистема працює у режимі користувача, викликаючи системний сервіс виконавчої частини виконання привілейованих дій у режимі ядра. Мережеві сервери можуть виконуватися як у режимі користувача, так і в режимі ядра, залежно від того, як вони розроблені.

Підсистеми зв'язуються між собою шляхом передачі повідомлень. Коли, наприклад, додаток користувача викликає якусь API-процедуру, підсистема оточення, що забезпечує цю процедуру, отримує повідомлення і виконує її або звертаючись до ядра, або посилаючи повідомлення іншій підсистемі. Після завершення процедури підсистема оточення посилає додатку повідомлення, що містить значення, що повертається. Надсилання повідомлень та інша діяльність захищених підсистем невидима для користувача.

p align="justify"> Основним засобом, що скріплює всі підсистеми Windows NT в єдине ціле, є механізм виклику локальних процедур (Local Procedure Call - LPC). LPC є оптимізованим варіантом більш загального засобу - віддаленого виклику процедур (RPC), який використовується для зв'язку клієнтів і серверів, розташованих на різних машинах мережі.