Windows nt что это

Обновлено: 06.07.2024

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

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

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

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

Название ОС Windows

Номер версии NT

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

Windows 95

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

Windows 2000

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

Windows Vista

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

Совместимость версий Windows

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


Несколько дней назад в сеть просочился образ ранней версии Windows 11. Различные издательства провели тесты по производительности и пришли к неутешительному выводу: Windows 11 в среднем работает хуже, чем Windows 10. Но расстраиваться рано! Проблемы производительности могут быть связаны с «сыростью» слитого образа и нюансами совместимости с текущими программами. Так или иначе, 24 июня состоится официальная презентация нового поколения операционных систем Windows, которая, возможно, даст ответы на многие вопросы. Если сегодня у вас есть настроение для ностальгии, предлагаем вам окунуться в мир Windows: познакомиться с историей, как менялась ось и что у нее внутри.

История Windows



В начале 80 годов прошлого века компания IBM работала над персональным компьютером на базе процессора Intel 8088. С середины 70 годов компания Microsoft была основным поставщиком Basic для восьмибитных микрокомпьютеров. Когда IBM обратилась к Microsoft для лицензирования Basic для их нового компьютера IBM PC, Microsoft согласилась, а также посоветовала обратиться к компании Digital Research для лицензирования операционной системы CP/M. Но, получилось так, что глава Digital Research не нашел в своем графике времени для встречи для IBM, и IBM снова обратилась к Microsoft, теперь уже с просьбой решить вопрос операционной системы для IBM PC. Microsoft купила клон ОС CP/M у компании Seattle Computer Products и перенесла её на IBM PC. Итоговым названием получившейся ОС стало MS-DOS 1.0.


Первые продукты с названием «Windows» от Microsoft не были операционными системами. Это были графические среды для MS-DOS. На фоне успеха, в том числе и коммерческого, пользовательского интерфейса на Apple Lisa, компания решила реализовать графический интерфейс на IBM PC с MS-DOS. В отличии от относительно дешевых IBM PC, Apple Lisa стоили дорого (почти 10 тысяч долларов), и немногие покупатели могли позволить купить их. Microsoft решила занять нишу дешевых компьютеров с графическим интерфейсом. При этом низкая стоимость достигалась экономией на комплектующих и более низкая производительность, по сравнению с Lisa, избежать не получилось. Так, в 1985, 1987 и в 1990 выходят первые три версии Windows — 1.0, 2.0 и 3.0. Причем за первые шесть месяцев после релиза Windows 3.0 было продано более 1 миллиона экземпляров. Дальнейшее развитие Windows можно разделить на два направления — Windows на базе MS-DOS и Windows на базе NT.


Windows 1.01

Windows 9x

Windows на базе MS-DOS или Windows 9x не были первыми ОС от Microsoft, но они продолжали «старые традиции» и были построены на основе 16-битного кода MS-DOS. В августе 1995 года была выпущена Windows 95 — первая система семейства Windows 9x. Она уже была полноценной операционной системой с соответствующими возможностями. Однако у системы были проблемы с безопасностью (например, не было «администратора») и с изоляцией приложений. Зависание 16-битного приложения приводило к блокировке всей системы. Проблемы со стабильностью достались и Windows 98 и Windows ME, которые отличались от выпуска 95 года рядом небольших обновлений.


Windows NT

В целом, к концу 80-х годов в Microsoft появилось понимание о необходимости разработки операционной системы не на базе MS-DOS. Параллельно с разработкой софта, связанного с MS-DOS, Microsoft наняла команду инженеров из компании DEC для разработки новой 32-битной операционной системы. Главой группы стал Дэйв Катлер — один из главных разработчиков ОС VMS. Новая система была названа NT — от сокращения New Technology. Основной упор при разработке NT делался на безопасность и надежность системы, а также на совместимость с Windows на MS-DOS. Так получилось, что опыт при разработке VMS повлиял на NT и сходство между ними стало причиной спора между DEC и Microsoft. По итогу спор был решен во внесудебном порядке.


Дэйв Катлер

Первая система Windows называлась Windows NT 3.1 и была выпущена в 1993 году. Это была первая ОС от Microsoft. Индекс 3.1 был выбран для соответствия Windows 3.1 на MS-DOS. Эта версия не имела особого успеха. Для NT требовалось больше памяти, 32-разрядных приложений на рынке было мало, возникали проблемы с совместимостью драйвером. Достичь поставленных целей смогли в NT 3.5. А первым серьезным обновлением для NT стала версия 4.0 в 96 году. Теперь эта система была мощна, надежна и безопасна, а также обеспечивала тот же интерфейс, что и Windows 95 (которая к тому моменту была чрезвычайно популярной).


Windows NT 3.1

В 2000 году вышла новая версия Windows — Windows 2000. Она развивала идеи, заложенные в системы NT. Был добавлена технология Plug-and-Play, управление электропитанием и улучшен интерфейс пользователя.


Windows 2000

Успех Windows 2000 задал вектор развития для следующего поколения — Windows XP. В «хрюшке» Microsoft улучшила совместимость, интерфейс стал более дружелюбным. Стратегия Microsoft завоевывать аудиторию уже знакомыми системами дала плоды — за несколько лет Windows XP была установлена на сотнях миллионах ПК. Эпоха MS-DOS подошла к концу.


Следующий проект Microsoft пал жертвой собственных амбиций. Через пять лет после Windows XP, в 2006 году на свет вышла Windows Vista. В ней был переделан графический интерфейс, переработаны и добавлены функциональные возможности в плане безопасности. Была улучшена производительность, надежность.

Первоначальные планы Microsoft по поводу Vista были настолько обширны, что через несколько лет после начала разработки проект пришлось сильно ограничить. Vista включала в себе 70 миллионов строк кода, часть которого составлял «причесанный» код XP. Неудача Vista отчасти с тем, что она вышла не в то время. На 2006 год пришелся бум недорогих компьютеров, которые не могли обеспечить достаточную для Vista производительность.


Windows Vista

Проблемы Vista были учтены при разработке Windows 7. Microsoft уделила большее внимание тестированию и производительности новой системы. Windows 7 быстро вытеснила Vista, а затем и XP, став самой популярной версией Windows до появления Windows 10 (сейчас Windows 7 на втором месте по популярности).


Бум смартфонов в начале 2010-х подтолкнул Microsoft к созданию операционной системы, которую можно было бы развернуть на разных устройствах: на телефонах, планшетах, приставках и т. д. В результате этой работы мир узрел Windows 8. «Восьмерка» построена на модульном подходе MinWin для получения небольшого ядра ОС, которое можно было бы расширить на линейку других типов устройств. Но аудитория встретила холодно такой подход. Многие люди критиковали «смартфоноподобный» интерфейс на ПК, отсутствие кнопки пуск. Для решения многих проблем Microsoft выпустила обновление под названием Windows 8.1, которая, помимо исправления имеющихся ошибок, добавила новые функции.


И вот, к 2015 году Microsoft выпускает Windows 10. При разработке Microsoft продолжала развитие идеи единой системы для разных устройств. В «десятке» появилась голосовая помощница Кортана, вернули меню «Пуск», улучшена системная безопасность.


Технические аспекты

Чтобы осветить все технические аспекты и тонкости операционной системы Windows понадобится не менее 1000 страниц. Для особо любопытных советуем 7-е издание «Внутреннего устройства Windows« Марка Руссиновича, специалиста по внутреннему устройству Windows. Также можно почитать «Современные операционные системы« Эндрю Таненбаума и «Operating System Concepts«: в обеих книгах есть главы, посвященные Windows. Здесь же ограничимся рассмотрением инструментов взаимодействия приложений пользователя с операционной системой (Windows API) и архитектуры «оси».

Архитектура

Во многих многопользовательских операционных системах сама ОС отделяется от приложений. Код ядра ОС выполняется в привилегированном режиме процессора (режим ядра). Для него доступны системные данные и оборудование. В непривилегированном режиме (пользовательский режим) выполняется код приложений. Ему предоставляется ограниченный набор интерфейсов и ограниченный доступ к системным данным. Прямой доступ к оборудованию заблокирован. При вызове программой пользовательского режима системной функции процессор выполняет специальную команду, переключающую вызывающий поток (последовательность команд внутри процесса, планируемая Windows для исполнения) в режим ядра. Когда системная функция завершается, операционная система переключает контекст потока обратно в пользовательский режим и дает возможность вызывающей стороне продолжить работу.

Рассмотрим ключевые системные компоненты, формирующие архитектуру системы. На рисунке ниже представлена упрощенная схема, на которой опущены некоторые элементы, например, сетевые компоненты и различные уровни драйверов. Первое, на что стоит обратить внимание — это линия, разделяющая части пользовательского режима и режима ядра. Как упоминалось выше, потоки пользовательского режима выполняются в закрытом адресном пространстве процессов. На время выполнения в режиме ядра они получают доступ к системному пространству. Таким образом, системные процессы, пользовательские процессы, процессы служб и подсистемы среды обладают собственным закрытыми адресными пространствами.


Упрощенная схема архитектуры Windows

Вторая линия разделяет компоненты режима ядра и гипервизор (Hyper-V). Гипервизор перехватывает многие привилегированные операции, выполняемые ядром, и эмулирует их таким образом, чтобы позволить на одной и той же машине одновременно работать нескольким операционными системам. Гипервизор работает на том же уровне привилегий процессора (0), что и ядро. Но из-за использования специализированных команд процессора (VT-x у процессоров Intel, SVM у АMD) он может изолироваться от ядра с сохранением контроля над ним и приложениями. Поэтому некоторые иногда применяют термин «кольцо -1».

Четыре базовых типа процессов пользовательского режима:

  • Пользовательские процессы. Эти процессы относятся к одному из следующих типов: 32- или 64-разрядные приложения Windows (приложения Windows Apps, работающие на базе среды Windows Runtime в Windows 8 и выше, включаются в эту категорию), 16-разрядные приложения Windows 3.1, 16-разрядные приложения MS-DOS, 32- и 64-разрядные приложения POSIX. Заметим, что 16-разрядные приложения могут выполняться только в 32-разрядных версиях Windows, а приложения POSIX в Windows 8 уже не поддерживаются.
  • Процессы служб. В эту категорию входят процессы, являющиеся хостами для служб Windows (например, службы планировщика задач и диспетчер печати). Обычно к службам предъявляется требование независимости выполнения от входа пользователя. Многие серверные приложения Windows (например, Microsoft SQL Server и Microsoft Exchange Server) также включают компоненты, выполняемые как службы.
  • Системные процессы. Фиксированные процессы, такие как процесс входа или диспетчер сеансов, не являются службами Windows. Другими словами, они не запускаются диспетчером служб.
  • Серверные процессы подсистем среды. Такие процессы реализуют часть поддержки среды ОС, предоставляемой пользователю и программисту. Изначально в Windows NT было три подсистемы среды: Windows, POSIX и OS/2. Подсистема OS/2 включалась только до Windows 2000, подсистема POSIX в последний раз была включена в Windows XP.Ultimate- и Enterprise-выпуски клиента Windows 7. Все серверные версии Windows 2008 R2 включают поддержку расширенной подсистемы POSIX, называемой SUA (Subsystem for UNIX-based Applications). Сейчас подсистема SUA не поддерживается и уже не включается как необязательное часть в версии Windows (Windows 10 версии 1607 включает подсистему Windows для Linux — WSL, Windows Subsystem for Linux).

Компоненты режима ядра:

  • Исполнительная система. Она содержит базовые сервисные функции ОС: управление памятью, управление процессами и потоками, безопасность, ввод/вывод, сетевая поддержка и межпроцессные коммуникации.
  • Ядро Windows. Низкоуровневые функции ОС: планирование потоков, диспетчеризация прерываний и исключений и многопроцессорная синхронизация. Также ядро предоставляет набор функций и базовых объектов, которые используются исполнительной системой для реализации высокоуровневых конструкций.
  • Драйверы устройств. Сюда входят как драйверы физических устройств, преобразующие вызовы пользовательских функций ввода/вывода в конкретные запросы ввода/вывода к устройству, так и драйверы устройств, не относящихся к физическому оборудованию, например драйверы файловой системы или сетевые драйверы.
  • Слой абстрагирования оборудования (HAL). Прослойка кода, изолирующее ядро, драйверы устройств и прочий исполняемый код Windows от платформенно-зависимых различий в работе оборудования, например различий между системными платами.
  • Оконная и графическая система. Реализация функций графического интерфейса (GUI), также известных как функции GDI: работа с окнами, элементы пользовательского интерфейса и графический вывод.
  • Уровень гипервизора. Включает всего-навсего один компонент: сам гипервизор. В этой среде нет ни драйверов, ни других модулей. При этом сам гипервизор состоит из нескольких внутренних уровней и служб: собственный диспетчер памяти, планировщик виртуальных процессов, управление прерываниями и таймером, функции синхронизации, разделы (экземпляры виртуальных машин) и внутрипроцессные коммуникации (IPC, Inter-Process Communication) и многие другие.
Имя файла Компоненты
Ntoskrnl.exe Исполнительная система и ядро
Hal.dll HAL
Win32k.sys Часть подсистемы Windows режима ядра (GUI)
Hvix64.exe (Intel), Hvax64.exe (AMD) Гипервизор
.sys в \SystemRoot\System32\Drivers Основные файлы драйверов: DirectX, Volume Manager, TCP/IP и поддержка ACPI
Ntdll.dll Внутренние вспомогательные функции и заглушки диспетчеризации системных сервисных функций
Kernel32.dll, Advapi32.dll, User32.dll, Gdi32.dll Dll основных подсистем Windows

Windows API

Windows API (Application Programming Interface) — это программный интерфейс пользовательского режима для Windows. До появления 64-разрядной версии операционной системы программный интерфейс 32-разрядных версий Windows назывался Win32 API в отличие от исходного 16-разрядного Windows API (программный интерфейс для исходных 16-разрядных версий Windows). На данный момент термин Windows API или Win32 API относят как к 32-разрядным, так и к 64-разрядным версиям.

В «доисторические времена» Windows API состоял только из функций в стиле C. Выбор языка C был обусловлен тем, что написанный на нем код также мог использоваться из других языков. Он являлся достаточно низкоуровневым для предоставления сервиса ОС. Но огромное количество функций в сочетании с недостаточной последовательностью выбора имен и отсутствием логических группировок (вроде пространств имен C++) привели к тому, что в некоторых новых API используется другой механизм — модель COM.

WinRT

В Windows 8 появился новый API и исполнительная среда поддержки Windows Runtime (WinRT). WinRT состоит из платформенных сервисов, предназначенных для разработчиков приложений Windows Apps (приложения Windows Apps подходят для устройств, начиная от миниатюрных IoT-устройств до телефонов, планшетов, десктопных систем, ноутбуков и даже Xbox One и Microsoft HoloLens).

Windows NT - это закрытая графическая операционная система, разработанная Microsoft , первая версия которой была выпущена 27 июля 1993 года. Это независимая от процессора, многопроцессорная и многопользовательская операционная система.

Первой версией Windows NT была Windows NT 3.1, она выпускалась для рабочих станций и серверных компьютеров . Он был предназначен для дополнения потребительских версий Windows , которые были основаны на MS-DOS (включая Windows 1.0 с помощью Windows 3.1x ). Постепенно семейство Windows NT было расширено до продуктовой линейки операционных систем общего назначения Microsoft для всех персональных компьютеров , отказавшись от поддержки семейства Windows 9x .

«NT» раньше было расширено до «New Technology», но больше не имеет какого-либо конкретного значения. Начиная с Windows 2000 , «NT» была удалена из названия продукта и включается только в строку версии продукта вместе с несколькими низкоуровневыми местами в системе.

NT была первой чисто 32-битной версией Windows, тогда как ее ориентированные на потребителя аналоги, Windows 3.1x и Windows 9x, представляли собой гибриды 16-бит / 32-бит. Это операционная система с несколькими архитектурами. Первоначально он поддерживал несколько архитектур с набором команд , включая IA-32 , MIPS и DEC Alpha ; поддержка PowerPC , Itanium , x64 и ARM была добавлена ​​позже. Последние версии поддерживают x86 (включая IA-32 и x64) и ARM. Основные функции семейства Windows NT включают оболочку Windows , Windows API , собственный API , Active Directory , групповую политику , уровень аппаратной абстракции , NTFS , BitLocker , Windows Store , Центр обновления Windows и Hyper-V .

СОДЕРЖАНИЕ

Именование

Основные особенности

Одна из основных целей NT - аппаратная и программная переносимость. Были выпущены различные версии операционных систем семейства NT для различных архитектур процессоров, первоначально IA-32 , MIPS и DEC Alpha , с поддержкой PowerPC , Itanium , x86-64 и ARM в более поздних версиях. Первоначальная идея заключалась в том, чтобы иметь общую кодовую базу с настраиваемым уровнем аппаратной абстракции (HAL) для каждой платформы. Однако позже в Windows 2000 поддержка MIPS, Alpha и PowerPC была прекращена . Первоначально широкая совместимость программного обеспечения была достигнута за счет поддержки нескольких «личностей» API , включая Windows API , POSIX и OS / 2 API - последние два были прекращены, начиная с Windows XP. Частичная совместимость MS-DOS и Windows с 16-разрядной версией достигается на IA-32 через интегрированную виртуальную машину DOS, хотя эта функция недоступна на других архитектурах.

NT поддерживает списки управления доступом для каждого объекта (файла, функции и роли), что позволяет применять широкий набор разрешений безопасности к системам и службам. NT также поддерживает сетевые протоколы Windows, наследуя предыдущую сеть OS / 2 LAN Manager , а также сеть TCP / IP (для которой Microsoft использовала стек TCP / IP, полученный сначала из стека на основе STREAMS от Spider Systems , затем позже переписан собственными силами).

Windows NT 3.1 была первой версией Windows, в которой использовалась 32-разрядная адресация плоской виртуальной памяти на 32-разрядных процессорах. Его сопутствующий продукт, Windows 3.1, использует сегментированную адресацию и переключается с 16-битной на 32-битную адресацию на страницах.

В Windows NT 3.1 было основное ядро, обеспечивающее системный API, работающее в режиме супервизора (кольцо 0 в x86; в Windows NT называемое «режимом ядра» на всех платформах), и набор сред пользовательского пространства с собственными API, которые включала новую среду Win32, среду текстового режима OS / 2 1.3 и среду POSIX. Полное вытесняющее многозадачное ядро могло прерывать выполнение задач для планирования других задач, не полагаясь на то, что пользовательские программы добровольно откажутся от управления процессором, как в приложениях Windows 3.1 Windows (хотя приложения MS-DOS были вытеснительно многозадачными в Windows, начиная с Windows / 386). ).

Примечательно, что в Windows NT 3.x несколько подсистем драйверов ввода-вывода, такие как видео и печать, были подсистемами пользовательского режима . В Windows NT 4 подсистемы диспетчера очереди видео, сервера и принтера были переведены в режим ядра. На первый графический интерфейс Windows NT сильно повлиял (и был программно совместим с ним) графический интерфейс Windows 3.1; Интерфейс Windows NT 4 был переработан, чтобы соответствовать интерфейсу новой Windows 95 , с переходом от диспетчера программ к дизайну оболочки Windows .

NTFS , журналируемая, безопасная файловая система, является основной функцией NT. Windows NT также позволяет использовать другие устанавливаемые файловые системы; начиная с версии 3.1 NT может быть установлена ​​в файловых системах FAT или HPFS .

Windows NT представила свою собственную модель драйвера, модель драйвера Windows NT, и несовместима со старыми структурами драйверов. В Windows 2000 модель драйвера Windows NT была расширена до модели драйвера Windows , которая была впервые представлена ​​в Windows 98 , но была основана на модели драйвера NT. В Windows Vista добавлена ​​встроенная поддержка Windows Driver Foundation , которая также доступна для Windows XP , Windows Server 2003 и, в некоторой степени, Windows 2000 .

Разработка

Microsoft решила создать портативную операционную систему, совместимую с OS / 2 и POSIX и поддерживающую многопроцессорность , в октябре 1988 года. Когда разработка началась в ноябре 1989 года, Windows NT должна была называться OS / 2 3.0, третья версия операционной системы. разработан совместно Microsoft и IBM . Для обеспечения переносимости первоначальная разработка была нацелена на процессор Intel i860 XR RISC с переходом на MIPS R3000 в конце 1989 года, а затем на Intel i386 в 1990 году. Microsoft также продолжала параллельную разработку основанной на DOS и менее требовательной к ресурсам среды Windows. , что привело к выпуску Windows 3.0 в мае 1990 года.

В конечном итоге Windows 3.0 была настолько успешной, что Microsoft решила изменить основной интерфейс прикладного программирования для еще не выпущенной NT OS / 2 (как она тогда называлась) с расширенного OS / 2 API на расширенный Windows API . Это решение вызвало напряженность между Microsoft и IBM, и сотрудничество в конечном итоге развалилось.

IBM продолжала разработку OS / 2 в одиночку, в то время как Microsoft продолжала работу над недавно переименованной Windows NT. Хотя ни одна из операционных систем сразу не стала бы такой популярной, как продукты Microsoft MS-DOS или Windows, Windows NT в конечном итоге была бы гораздо более успешной, чем OS / 2.

Microsoft наняла группу разработчиков из Digital Equipment Corporation во главе с Дэйвом Катлером для создания Windows NT, и многие элементы дизайна отражают предыдущий опыт DEC с VMS Катлера, VAXELN и RSX-11 , а также неизданную объектно-ориентированную операционную систему, разработанную Дэйв Катлер из Digital под кодовым названием MICA . К команде присоединились избранные члены расформированной команды OS / 2, в том числе Моше Дуни .

Ядро VMS изначально было написано на VAX MACRO , но Windows NT была разработана для работы на нескольких архитектурах с набором команд и на нескольких аппаратных платформах в каждой архитектуре. Зависимости платформы скрыты от остальной системы HAL (уровень абстракции оборудования).

При создании Windows NT разработчики Microsoft переписали VMS на C. Хотя они добавили Win32 API, файловую систему NTFS, графический интерфейс и обратную совместимость с DOS, OS / 2 и Win16 , инженеры DEC почти сразу заметили внутреннее сходство двух операционных систем. ; части VAX / VMS Internals and Data Structures , опубликованные Digital Press , точно описывают внутреннее устройство Windows NT, используя термины VMS. Вместо судебного иска Microsoft согласилась выплатить DEC 65–100 миллионов долларов, помочь в продвижении VMS, обучить цифровой персонал работе с Windows NT и продолжить поддержку Windows NT для DEC Alpha.

Управление памятью Windows NT и VMS , процессы и планирование очень похожи. Управление процессами в Windows NT отличается реализацией потоковой передачи , которую DEC не реализовывала до VMS 7.0 в 1995 году, вероятно, чтобы составить конкуренцию Microsoft.

Как и в случае с VMS, код режима ядра Windows NT различает «ядро», основная цель которого - реализация функций, зависящих от процессора и архитектуры, и «исполнительный». Это было разработано как модифицированное микроядро , поскольку на ядро ​​Windows NT повлияло микроядро Mach, разработанное Ричардом Рашидом из Университета Карнеги-Меллона, но оно не отвечает всем критериям чистого микроядра. И ядро, и исполнительная система связаны в один загруженный модуль ntoskrnl.exe ; извне этого модуля между ядром и исполнительной системой мало различий. Подпрограммы из каждого доступны напрямую, например, из драйверов устройств режима ядра.

Наборы API в семействе Windows NT реализованы как подсистемы поверх публично недокументированного «собственного» API ; это позволило позднее внедрить Windows API (в подсистему Win32). Windows NT была одной из первых операционных систем, в которых внутренне использовался Unicode .

Релизы

  • Бизнес: 30 ноября 2006 г.
  • Потребитель: 30 января 2007 г.
  • 6000 (RTM)
  • 6001 (SP1)
  • 6002 (SP2)
  • 6003 (обновление SP2)
  • 6001 (RTM)
  • 6002 (SP2)
  • 6003 (обновление SP2)
  • 7600 (RTM)
  • 7601 (SP1)
  • 7601 (SP1)
  • 10240 (TH1)
  • 10586 (TH2)
  • 14393 (RS1)
  • 15063 (RS2)
  • 16299 (RS3)
  • 17134 (RS4)
  • 17763 (RS5)
  • 18362 (19H1)
  • 18363 (19H2)
  • 19041 (20H1)
  • 19042 (20H2)
  • 21390 (Dev, перехвачено Windows 11)
  • 14393 (RS1)
  • 17763 (RS5)
  • 20348 (Утюг)
  • 22000 (Dev / 21H2)

Windows NT 3.1 до 3.51 инкорпорирована менеджер программы и менеджер файлов из Windows 3.1x серии. Windows NT 4.0 и более поздние версии заменили эти программы проводником Windows (включая панель задач и меню «Пуск» ), который изначально появился в Windows 95 .

Первому выпуску была присвоена версия 3.1, чтобы соответствовать современной 16-битной Windows; журналы той эпохи утверждали, что этот номер также использовался для того, чтобы эта версия казалась более надежной, чем версия ".0". Кроме того, протокол Novell IPX, по-видимому, был лицензирован только для версий программного обеспечения Windows 3.1.

Номер версии NT в настоящее время обычно не используется в маркетинговых целях, но по-прежнему используется внутри компании и, как говорят, отражает степень изменений в ядре операционной системы. Однако из соображений совместимости приложений Microsoft сохранила основной номер версии 6 в выпусках, следующих за Vista, но позже изменила его на 10 в Windows 10. Номер сборки - это внутренний идентификатор, используемый разработчиками и бета-тестерами Microsoft.

Начиная с Windows 8.1 , Microsoft изменила поведение функций помощника по версии API. Если приложение не отображается для Windows 8.1 или более поздней версии, API всегда будет возвращать версию 6.2, которая является номером версии Windows 8 . Это связано с тем, что функция манифеста была введена в Windows 8.1 для замены GetVersion и связанных функций.

Язык программирования

Windows NT написана на C и C ++ , при этом очень небольшое количество написано на языке ассемблера . C в основном используется для кода ядра, а C ++ в основном используется для кода пользовательского режима. По возможности избегают использования языка ассемблера, поскольку он затрудняет переносимость .

Поддерживаемые платформы

32-битные платформы

Чтобы предотвратить попадание специфичного для Intel x86 кода в операционную систему разработчиками, привыкшими к разработке на чипах x86, Windows NT 3.1 изначально разрабатывалась с использованием систем разработки, отличных от x86, а затем была перенесена на архитектуру x86. Эта работа была первоначально основана на Intel i860 -А Dazzle система, а затем, MIPS R4000-йоркской джазовой платформа. Обе системы были разработаны внутри Microsoft.

Windows NT 3.1 была выпущена для совместимых с ПК Intel x86 , PC-98 , DEC Alpha и платформ MIPS, совместимых с ARC . Windows NT 3.51 добавила поддержку процессора PowerPC в 1995 году, в частности, PReP- совместимых систем, таких как настольные / портативные компьютеры IBM Power Series и Motorola PowerStack; но, несмотря на встречи Майкла Спиндлера и Билла Гейтса, не на Power Macintosh, поскольку проект Power Macintosh, совместимый с PReP , не состоялся .

Intergraph Corporation портировать Windows NT к ее Clipper архитектуры , а затем объявил о намерении к порту Windows NT 3.51 для Sun Microsystems " SPARC архитектуры, но ни одна из версий была продана общественности в качестве розничного продукта.

Только два из вариантов Windows NT 4.0 (IA-32 и Alpha) имеют полный набор доступных пакетов обновления. Все остальные порты, созданные третьими сторонами (Motorola, Intergraph и т. Д.), Имеют мало общедоступных обновлений, если таковые имеются.

Windows NT 4.0 была последним крупным выпуском, поддерживающим Alpha, MIPS или PowerPC, хотя разработка Windows 2000 для Alpha продолжалась до августа 1999 года, когда Compaq прекратила поддержку Windows NT на этой архитектуре; а затем, через три дня, Microsoft также отменила свою программу AlphaNT, хотя выпуск Alpha NT 5 (Windows 2000) достиг статуса RC1 .

5 января 2011 года Microsoft объявила, что следующая основная версия семейства Windows NT будет включать поддержку архитектуры ARM . Microsoft продемонстрировала предварительную версию Windows (версия 6.2.7867), работающую на компьютере на базе ARM, на выставке Consumer Electronics Show 2011 года . В конечном итоге это привело к коммерческой версии Windows 8 -derived Windows RT 26 октября 2012 года , а также реализации NT над CE на Windows Phone 8 .

Согласно Microsoft, это распространенное заблуждение, что Xbox и Xbox 360 используют модифицированное ядро ​​Windows 2000. На самом деле операционная система Xbox была создана с нуля, но реализует подмножество Windows API . Однако Xbox One и Xbox Series X / S используют модифицированную версию Windows 10.

Windows 11 будет первой несерверной версией Windows NT, не поддерживающей 32-разрядные платформы.

64-битные платформы

В 64-разрядные версии Windows NT были первоначально предназначены для работы на Itanium и DEC Alpha ; последний использовался внутри Microsoft на ранних этапах разработки 64-битной Windows. Это продолжалось некоторое время после того, как Microsoft публично объявила об отмене планов по выпуску 64-битной Windows для Alpha. По этой причине альфа-версии Windows NT являются только 32-разрядными.

Хотя Windows 2000 поддерживает только Intel IA-32 (32-разрядную версию), Windows XP, Server 2003, Server 2008 и Server 2008 R2 имеют по одному выпуску, предназначенному для систем на базе процессоров Itanium. По сравнению с Itanium, Microsoft приняла x64 в большем масштабе: каждая версия Windows, начиная с Windows XP (которая имеет специальный выпуск x64 ), имеет выпуски x64.

Требования к оборудованию

Минимальная спецификация оборудования, необходимая для запуска каждого выпуска профессиональной версии Windows NT для рабочих станций, была довольно медленной до выпуска 6.0 Vista, для которого требуется минимум 15 ГБ свободного дискового пространства, что в 10 раз больше свободного дискового пространства. только по сравнению с предыдущей версией.

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

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.

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.

    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.

    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.

    Читайте также: