Операционные системы Windows NT/2000/XP Краткая историческая справка

Компания Microsoft в 1990 году объявила о начале работ по созданию принципи­ально новой операционной системы для персональных IBM PC-совместимых ком-

¹ Программа SYSMON.EXE входит в состав штатного программного обеспечения систем Windows 9x, но при обычной установке она не устанавливается — требуется выборочная установка.

Операционные системы Windows NT/2000/XP_______________________________ 379

пыотеров с прицелом на корпоративный сектор, которая помимо банальной муль­тизадачное.™ и поддержки виртуальной памяти обладала бы, в частности, такими качествами, как:

- микроядерная архитектура — сказалось влияние идей проекта Mach 3, выпол­
ненного в университете Карнеги Меллон (Carnegie Mellone University), кото­
рое в то время было очень велико;

- аппаратная независимость (platform independent), что должно было обеспечить
легкую переносимость системы;

- мультипроцессорная обработка и масштабируемость (в то время операцион­ные системы семейства UNIX обеспечивали работу на мультипроцессорных компьютерах и фактически доминировали как мощные корпоративные сервер­ные системы);

- возможность выполнения приложений, созданных для других операционных систем, в частности приложений для UNIX и 16-разрядных программ OS/2;

- защита информации и вычислений от несанкционированного доступа;

- наличие высокопроизводительной и надежной файловой системы и возмож­
ность работать с несколькими файловыми системами;

- встроенные сетевые функции и поддержка распределенных вычислений.

Этот проект изначально имел название OS/2 version 3.0, однако впоследствии Microsoft назвала его Windows NT. Аббревиатура NT означала «New Technology», что подчеркивало принципиальную новизну этой операционной системы. Опера­ционная система вышла в 1993 г. в двух вариантах и имела название Windows NT 3.1 и Windows NT Advanced Server 3.1. Эти системы обладали большими возмож­ностями. Однако Windows NT 3.1 в качестве рабочей станции уступала системе OS/2, поскольку требовала существенно больше оперативной памяти и имела от­носительно низкое быстродействие. Кроме этого, при работе с дисками, отформа­тированными под файловую систему FAT, она не поддерживала длинные имена. Основным конкурентом серверной системы был сервер Novell Netware 3.x. После выхода первой версии Windows NT Microsoft выпустила Windows NT 3.5 для ра­бочих станций и одноименную серверную операционную систему. Последняя имела встроенное программное обеспечение для связи с серверами от Novell, поддержи­вала длинные имена при работе с дисками FAT, и много других усовершенствова­ний. В те годы в качестве серверов для локальных вычислительных сетей пре­имущественно использовалась операционная система Netware 3.x компании Novell. В последующем эта сетевая операционная система была заменена суще­ственно более мощной Netware 4.x, которая была предназначена для больших корпоративных сетей и имела службу каталогов, предназначенную для центра­лизованного хранения информации о сетевых ресурсах. Она имела продуман­ные механизмы администрирования и была высокоэффективной. Завершилось поколение операционных систем Windows NT 3.x версиями под номером 3.5.1. Системы Windows NT 3.x не смогли тогда завоевать признание ни в качестве сер­верных, ни в качестве обычных настольных систем, поскольку требовали очень больших (по меркам того времени) вычислительных ресурсов.

380 Глава 11. Операционные системы Windows

Как ни странно, но еще одним недостатком этих первых систем Windows NT было строгое следование идеям микроядерной архитектуры. Согласно идеологии кли­ент-сервер, которой придерживались разработчики Windows NT 3.x, только ядро и низкоуровневые драйверы работали в нулевом кольце привилегий. А драйверы графической подсистемы, модули GDI, менеджер окон (Window Manager) и дру­гие компоненты графической подсистемы работали как службы, то есть в пользо­вательском режиме работы процессора. Такое решение обеспечивало высокую надежность системы, но отрицательно сказывалось на ее производительности, по­скольку приходилось многократно переключаться из режима ядра в пользователь­ский режим и обратно. Полезно напомнить, что сделать это можно только через механизм шлюзования. К тому же интерфейс этих первых операционных систем класса NT соответствовал обычной 16-разрядной системе Windows 3.x, быстро уходившей в прошлое, и заметно отличался от интерфейса Windows 95. Желая исправить эти недочеты, Microsoft запустила проект Cairo и в 1996 г. выпустила операционные системы Windows NT 4.0 Sever и Windows NT 4.0 Workstation.

Операционные системы Windows NT 4.0 оказались на редкость удачными. К мо­менту их выхода вычислительные ресурсы среднего персонального компьютера уже были достаточными для эффективной работы. Эти операционные системы в каче­стве основного ресурса требовали оперативную память. Официально серверная си­стема требовала 16 Мбайт, а рабочая станция — 12 Мбайт, в то время как для реаль­ной работы памяти нужно было иметь раза в четаре больше. И поскольку стоимость модулей полупроводниковой памяти для персональных компьютеров в те годы очень заметно снизилась, организации и отдельные пользователи стали массово осваивать эти операционные системы. А упомянутый перевод части кода, ответственного за работу графической подсистемы, в привилегированный режим работы процессора существенно увеличил быстродействие при обработке графики ипозволил в после­дующем начать перенос пользовательских операционных систем на NT.

К сожалению, в своей новой операционной системе компания Microsoft отказа­лась от поддержки высокопроизводительной файловой системы FIPFS, с которой работают операционные системы OS/2, хотя при желании пользователь мог сам до­бавить соответствующие драйверы из дистрибутива предыдущей Windows NT 3.x. Это был один из тех мелких уколов, которые в совокупности помогали компании Microsoft «уводить» пользователей от операционных систем OS/2.

Желая противопоставить свою серверную операционную систему известным се-тевым операционным системам корпоративного уровня Novell Netware 4.x и Net­ware 5.x, компания Microsoft разработала новое семейство операционных систем класса NT, которое должно было изначально называться Windows NT 5.0, однако из маркетинговых соображений было переименовано в Windows 2000. В семей-ство этих систем вошли четыре операционные системы.

- Windows 2000 Professional - для использования в качестве рабочей станции вместо Windows NT.40 Workstation или Windows 98. Эта операционная систе­ма может работать па 2-процессорных компьютерах.

- Windows 2000 Server — для использования в качестве контроллера домена и/или сервера (файлов, приложений, баз данных, web и/или FTP, печати и т. д.) в от-

Операционные системы Windows NT/2000/XP_______________________________ 381

носительно небольшой сети, которую могут себе позволить иметь предприятия, малого и среднего бизнеса. Эта операционная система поддерживает 4-процес-сорные конфигурации.

- Windows 2000 Advanced Server — для тех же целей, что и Windows 2000 Server, но с упором па выполнение функций сервера приложений и сервера баз дан­ных. Обладает возможностью работать на компьютере с восемью процессора­ми и, самое главное, организовать кластер из двух машин.

- Windows 2000 Datacenter Server — специальная версия операционной систе­мы, предназначенная для работы в вычислительных сетях крупных предприя­тий. Система хорошо масштабируется, позволяет построить 4-узловой кластер, причем каждая из машин может иметь вплоть до 16 процессоров¹.

Наверное, самыми главными особенностями этих операционных систем (по сравне­нию с предыдущими Windows NT 4.0) следует назвать поддержку механизма Plug and Play (как и в системах Windows 9x) и использование службы каталогов как ос­новы для построения сетей клиент-сервер. Служба каталогов Microsoft получила наименование Active Directory. Принципиальной особенностью этой технологии яв­ляется ее глубокая интеграция с TCP/IP. Кроме этого, нельзя не отметить, что но­вые операционные системы получили переработанную систему управления файла­ми, которая получила наименование NTFS5². Интересно отметить, что были удалены все остатки кода, до этого позволявшие устанавливать файловую систему HPFS.

Для этого поколения операционных систем Microsoft сочла нецелесообразным переносить их на платформы Alpha (DEC), PowerPC, MIPS.

Осенью 2001 года Microsoft обновила операционную систему Windows 2000 Pro­fessional до Windows XP (eXPerience). При этом она выпустила две редакции. Одна из них представляла собой «облегченный» вариант системы для домашнего при­менения. Она получила название Windows XP Home Edition. Эту операционную систему Microsoft считает основной для современного персонального компьюте­ра. Вторая — полноценная система с предназначением работать в качестве рабо­чей станции, которая, как правило, подключается к локальной вычислительной сети с выходом в Интернет. Эти операционные системы, прежде всего, получили возможность выполнять приложения, которые использовали оба подмножества функций Win32 API: и для Windows 9x, и для систем класса NT. Системы Windows XP в еще большей мере стали мультимедийными и ориентированными на Интер­нет. Интересным новшеством для систем Windows стала возможность организо­вать одновременную работу с компьютером двух пользователей: для одного непо­средственно (локально), а для второго удаленно с другого компьютера. В принципе, в этом нет ничего особенного. Например, операционная система UNIX позволяет без проблем организовать не только такое взаимодействие, но и полноценную муль-титерминальную работу. Но для систем Windows — это явно новая возможность.

Наконец, весной 2003 года на замену семейству Windows 2000 вышли несколько сер­верных операционных систем, которые получили в название число 2003. Это сле-

¹ За счет специальных расширений, которые могут быть разработаны изготовителями аппаратуры,
допускают возможность работать на компьютерах, насчитывающих до 32 процессоров.

² Подробней об этой файловой системе см. в главе 6.

382_______________________________ Глава 11. Операционные системы Windows

дующие 32-разрядные операционные системы для микропроцессоров с архитек­турой ia-32.

- Windows Small Business Server 2003 — предназначена для построения неболь­
ших локальных вычислительных сетей.

- Windows Server 2003 Web Edition — это самая «облегченная» система, она не
может выступать в роли контроллера домена и быть сервером приложений.

- Windows Server 2003 Standard Edition — основная многоцелевая операционная система, пришедшая на смену Windows 2000 Server.

- Windows Server 2003 Enterprise Edition — аналог Windows 2000 Advanced Server. - Windows Server 2003 Datacenter Edition.

Последние две операционные системы имеют разновидности для 64-разрядных процессоров Itanium 2 производства компании Intel.

Ничего революционного эти системы не привнесли, но существенно обновили предыдущие серверные операционные системы. В качестве основных особенностей новых систем Microsoft отмечает упрощение администрирования, более безопас­ную инфраструктуру и более высокую надежность, интеграцию в системы актив­но продвигаемой технологии .NET (произносится как «дот нет»).