Операционные системы Microsoft Windows для настольных персональных компьютеров

      В конце 2000 года вышла последняя «домашняя» ОС от Microsoft – Windows ME (Millenium Edition – в вольном переводе «ОС нового тысячелетия»). Эта ОС поначалу рассматривалась как «подлатанная» Windows 98. Но эта ОС значительно отличалась от своих предшественниц. Рассмотрим все по порядку.

      Системные требования ME по сравнению с Windows 98, несмотря на клятвенные заверения Microsoft, возросли: новая ОС требовала для работы процессор класса Pentium 2 или выше с тактовой частотой не ниже 450 МГц, оперативную память размером не менее 64 Мбайт, свободного места на диске должно быть не менее 500 Мбайт (во многом из-за того, что ME сохраняет на диске свой установочный комплект).

      Как обычно, система была оптимизирована под использование Pentium III и новых  моделей Athlon и Duron, лучше, чем Windows 98, работала с AGP и USB. Незначительные изменения  претерпел интерфейс. Появилась новая функция System Restore, служащая для создания точек восстановления системы. При создании такой точки в нее записывались копии всех системных файлов, включая реестр. При восстановлении системы после краха, все изменения, сделанные после создания точки восстановления, терялись. В систему были встроены новые версии DirectX, IE и Media Player.

      Но, несмотря на все вышесказанное, эксперты назвали ME «элегантным шагом назад». Для этого было несколько причин.

      Во-первых, из новой ОС была удалена загрузка в DOS-режиме. Это означало, что при крахе ОС нужно или использовать специально подготовленную системную дискету с DOS, или переустанавливать ОС. Во-вторых, система начала заметно чаще «глючить» (совершать недопустимые действия, допускать ошибки в работе), что неудивительно: в ядре системы использовались компоненты, доставшиеся ME в наследство даже от Windows 3.0! В-третьих, уже появилась Windows 2000, надежность которой была намного выше, а требования – почти такими же, как у ME. К тому же, Windows 2000 предоставляла пользователю намного больше возможностей, но об этом позже.

      Таким образом, ME могли ставить себе люди, для которых важнее всего были развлечения, а надежность работы их почти не волновала. Остальные же пользователи выбирали «серверные» ОС, которые были намного надежнее любой «домашней» ОС. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Характеристика семейства  «серверных» Windows

(на  основе NT)

      Эти ОС создавались специально для работы на серверах и высокопроизводительных рабочих станциях. Поэтому в них изначально не  было поддержки мультимедиа, красивого и удобного интерфейса, игр, зато они очень надежны и зачастую быстры. Microsoft выпустила достаточно большое количество таких ОС (7 версий). Ниже рассмотрим каждую по отдельности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.1. Windows NT 3.1

      Разработка  этой уже ставшей легендарной  ОС началась в 1989 г., а свет она увидела  лишь в 1993 г., несмотря на то, что в  разработке принимал участие очень  солидный коллектив разработчиков. Причины столь долгого времени, отведенного на разработку ОС, заключаются в том, что, по сути дела, она радикально отличается от всех существующих на то время ОС от Microsoft. Столь серьезные отличия были обоснованы целым рядом причин, предъявленных к новой ОС:

1. Высокая производительность.
2. Высокий уровень надежности и отказоустойчивости.
3. Совместимость как с предыдущими версиями Windows, так и с другими ОС, такими как UNIX, POSIX, OS/2 и др.

      Рассмотрим, вкратце, эти требования и пути их воплощения.

      1. Компьютеры, используемые при обработке  баз данных и прочих задач должны обладать должной производительностью, то есть ОС не должна стать, что называется, «узким местом» в системе, более того, должна уметь раскрывать весь потенциал, заложенный в мощных аппаратных средствах. Для выполнения этого требования было написано очень эффективное ядро, использовавшее архитектуру клиент-сервер (в данном случае имеется в виду не только физические ресурсы, но и приложения), поддерживавшее SMP (Simmetryc MultiProcessing – симметричная мультипроцессорная обработка) использовавшее файловую систему NTFS и прочие технологии. На SMP остановимся подробнее.

      Я не буду объяснять слово «симметричная» в данном контексте, а попытаюсь  рассказать о мультипроцессорности. Вообще, до появления NT, мультипроцессорность была “чуждым” явлением для IBM PC совместимых компьютеров (а вот на «суперкомпьютерах» она активно использовалась). Дело в том, что для выполнения задачи на нескольких процессорах ее необходимо разложить на несколько составляющих (потоков). Только несколько задач, или одну задачу, состоящую из нескольких потоков можно выполнять на 2-х процессорах и более (современные серверы могут содержать до 128 процессоров). К тому же, необходима поддержка со стороны ОС (MS-DOS никогда не поддерживала мультипроцессорные конфигурации). Однако на практике производительность часто приносилась в жертву надежности.

      2. Компьютеры «серьезных» учреждений (банки, крупные фирмы) часто  содержат очень ценные данные, важность которых описывается  в двух словах – потеря недопустима.  К потере данных могут привести, например, «железные» факторы: отключение питания, отказ винчестеров, процессоров, блоков питания. Как правило, эти проблемы решаются дублированием данных компонентов – резервные блоки питания и жесткие диски, меняющиеся, в случае отказа, в режиме «горячей замены». Однако, как правило, наибольшую вероятность представляет опасность человеческого вмешательства: удаление данных по ошибке, в результате несанкционированного доступа, «взлома» хакером и проч. Для предотвращения подобных случаев ОС должна отвечать жестким требованиям по безопасности. Изначально NT разрабатывалась в соответствии с уровнем защиты C2, установленным министерством обороны США (наименее строгий уровень защиты D4, наиболее строгий – A1). Для этого была введена авторизация пользователя – введение пароля для доступа к системе и сопоставление каждого пользователя с уровнем его полномочий на использование тех или иных ресурсов (сетевые  принтеры, диски, файлы и папки на них) и приложений. Во-вторых, было необходимо обезопасить систему от приложений. Для этого приложениям выдавались определенные квоты (размеры ограничений) на ресурсы, использовались кольца защиты процессоров, что позволяло ОС предотвратить низкоуровневый доступ приложений к аппаратуре, использовалась вытесняющая многозадачность (в отличие от кооперативной), что позволяло не допустить полного захвата приложением всего процессорного времени. Все эти меры позволили ОС держать приложения, что называется, на коротком поводке, не позволяя им «повесить» систему или захватить слишком много ресурсов. Кроме этого, ОС содержала средства, повышающие отказоустойчивость системы (довольно много подобных средств пришлось на файловую систему NTFS).

      3. От ОС требовалась широкая  совместимость с различными системами,  как с продуктами самой Microsoft, так и с другими ОС, такими как UNIX, POSIX, OS/2, Novell NetWare. Это было обосновано тем, что довольно много компьютеров (иногда не IBM PC-совместимых) работали под управлением данных ОС. Данное требование было удовлетворено тем, что NT, по сути дела, эмулировала для приложения «чужой» ОС привычную для него среду. NT могла создавать виртуальную машину DOS (через нее выполнялись и 16-разрядные Windows-приложения), OS/2, POSIX, UNIX. Наиболее «родными» для NT были 32-разрядные Windows-приложения. Также NT поддерживает HPFS (High Perfomance File System – высокопроизводительная файловая система), активно использовавшуюся в OS/2.

      Закончив  рассмотрение особенностей линейки NT вообще (Windows 2000  и последующие  тоже к ней причисляются), начнем рассмотрение Windows NT 3.1. 

      Данная  ОС, как уже упоминалось, увидела  свет в конце 1993 года. Она поставлялась в двух разных модификациях – Server и Workstation. Системные требования были, по тем временам, довольно высоки (вне  скобок для Workstation, в скобках для Server).

Процессор – не хуже 386DX.

ОЗУ            - 12 (16) Мбайт.

Место на винчестере – 70 (90) Мбайт.

Видеокарта  – VGA-совместимая.

      Отмечая особенности данной ОС, можно сказать, что версия Server поддерживала работу с 16 процессорами на одном компьютере (вскоре после выхода ОС в продаже появился сервер Sequent Symmetry 750 с 16 процессорами Intel 486DX 50 МГц). Версия Server отличалась наличием различных компонентов, необходимых для системного администрирования и для работы сервера вообще. Большая часть из того, что уже было отмечено про NT вообще, было присуще данной версии (правда совместимость с Novell NetWare появилась в версии 3.51). Внешний вид по сравнению с Windows 3.1 изменений не претерпел.

      Подводя итог, можно сказать, что эта ОС была первой действительно надежной версией Windows. Однако эта версия не получила широкого распространения, отчасти, из за высоких системных требований (реально необходимые 486-е или даже Pentium процессоры тогда имело очень мало людей), отчасти из-за неготовности переходить на радикально новую ОС. 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.2. Windows NT 3.51

      В начале 1995 года была выпущена новая  версия NT – 3.51. В нее были внесены довольно серьезные изменения.

      ОС  обрела совместимость с Novell NetWare (что  обеспечило преждевременную «смерть» последней), сетевым протоколом TCP/IP (протокол с уникальными возможностями нашел свое применение в сети Internet, также иногда применяется при построении «обычных» сетей), длинными именами файлов и папок (до 255 символов, как в Windows 95, при использовании файловой системы FAT), технологиями OLE и DnD. ОС могла разрешать ручную настройку сетевой аппаратуры при невозможности автоматической конфигурации. Также в новой версии NT нашли применение такие технологии, как доменная организация, поддержка трехмерной графики с помощью OpenGL (открытая графическая библиотека – этот API с равным успехом используется как в САПР, так и в играх), взаимодействие с UNIX. Внешний вид ОС остался схожим на Windows 3.1.

      Новая версия определенно удалась. Именно с нее началось массовое распространение NT, несмотря на высокую цену. Благо, системные требования не возросли.   

4.3. Windows NT 4.0

      При всех достоинствах первых версий NT к  ней предъявлялись серьезные  претензии. Данная ОС была несовместимой  со значительной частью ПО (в основном, использовавшего прямой доступ к оборудованию). Производительность системы под управлением NT была ниже систем под управлением Windows 3.x и новой Windows 95 (кроме случая с мультипроцессорной системой, преимущества которой ни Windows 3.x ни Windows 95 использовать не умели), в основном, из-за жесточайших (подчас избыточных) мер безопасности. Не упускали случая упрекнуть NT за «аскетичный» внешний вид (та же Windows 95 выигрывала у NT в этом плане по всем параметрам). Требовалось учесть новые тенденции в компьютерной отрасли, в частности, широкое распространение Web. Впрочем, никто не отрицал такую особенность NT (в малой степени присущей другим Windows), как высочайшую надежность работы системы. Все это привело к выпуску осенью 1996 г. Windows NT 4.0.

      Также как и предыдущие версии, ОС поставлялась в двух модификациях. Для увеличения быстродействия, драйверам многих (например,  графических) устройств был разрешен низкоуровневый доступ к оборудованию. Ядро было также переписано для увеличения производительности. Графический интерфейс был сделан «по образу и подобию» Windows 95. Данные изменения, теоретически, снижают надежность системы, однако на практике это незаметно.

     Что же касается остальных новшеств, то произошел отказ от эмуляции OS/2 (к тому моменту потерявшей всякий интерес со стороны пользователей). ОС могла использовать все преимущества процессора Pentium Pro (вопреки распространенному мнению, это очень эффективный процессор - на его архитектуре P6 делались процессоры Pentium II, Celeron и Pentium III). Системы под управлением Windows 95 могли работать в сетях с Windows NT 4.0 и даже полностью загружаться с NT-сервера (полезно при использовании бездисковых рабочих станций). В новую ОС были встроены необходимые средства для создания на ее базе Web-серверов. Системные требования немного повысились.

     Подводя итог, можно сказать, что данная версия была очень удачной. Ее использовал  широкий спектр пользователей: от крупных  предприятий до домашних пользователей. Последнему способствовали многочисленные Service Pack-и (наиболее типичны именно для NT), которых было выпущено 5 штук (благодаря чему на NT заработало примерно половина наиболее «капризных» приложений – компьютерных игр, использовавших прямой доступ к оборудованию). И все же до выхода Windows 2000 платформа NT чаще всего использовалась в «серьезных» целях.