Реферат на тему :
Windows NT - OC нового поколения !

-1-
	На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно .Производительность систем возрастает ,а следователь-
но возрастают возможности обработки больших объёмов данных .
	Операционные системы класса MS-DOSа уже не справляются с таким
потоком данных и не могут целиком использовать ресурсы современных ком-
пьютеров .Поэтому в последнее время происходит переход на более мощные
и наиболее совершенные операционные системы класса UNIX , примером ко-
торых и является Windows NT ,выпущенная корпорацией Microsoft .

	Прежде чем  начать  говорить о  Windows  NT я  хотел  бы предложить 
статью из  еженедельника  ComputerWeek Moscow от 1-7 февраля 1996 ,кото-
рая выражает  мнение   производителей  компьютерных  систем по вопросу о 
перспективности Windows NT :
	 Производители компьютеров возлагают
	большие надежды на NT .
	
	Производители готовы  обрушить  на рынок  лавину  рабочих станций и серверов с предварительно  установленными Windows NT и Gibraltar , новым
серверным ПО для Internet . Microsoft не публикует данные об инсталирован-
ной базе NT ,однако утверждает ,что более 40 компаний собираются исполь-
зовать NT Workstation в качестве  ОС более  чем на 10.000 ПК .К тому же ,по 
данным нескольких консалтинговых  фирм , в месяц продаётся более 30.000
копий ОС NT Server .Эти цифры  заставляют  задуматься  о том   ,как  бы  не
опоздать .
	
	"Спору нет ,NT - это удача    Microsoft "  , - считает Мариса Хейнс ,на-
чалник отдела маркетинга продуктов  MIPS - NT компании NEC Technologies .
Вот почему Compaq , Dell ,Gateway 2000 ,NEC ,NetFrame и другие производи-
тели компьютеров представляют новые NT - системы .
	11 декабря NEC перешла в наступление одновременно на рынке сер-
веров и настольных компьютеров , выпустив  RISC  server 2250 и RISC station
2250 .Стоимость систем -  от 5500 до 23500  US$  , их  конфигурация  может 
включать в себя два микропроцессора  Mips R4400 с  тактовой частотой  250
Мгц .RISC station компании NEC имеет встроенные средства обработки трёх-
мерных графических приложений ,написанных на OpenGL,и предназначаются
для применения в области САПР  и мультимедиа -  приложений . RISC  server ,
определяемый как коммуникационный сервер общего назначения ,поддержи-
вают пакет Microsoft BackOffice .
	В промышленных кругах говорят ,что NEC готовит ещё ряд серверов
с установленным ПО Gibraltar ,которые она собирается выпустить на рынок в
начале этого года . "Скоро мы подробнее узнаем об этих планах ", - уверена
Хейнс .
	Компания NetFrame последовала примеру NEC и забросила NetWare .
Она только что приступила к выпуску Cluster Server 8500 - четырёхканального
многопроцессорного сервера с высокой отказоустойчивостью .Его минималь-
ная цена - 31900 US$ .

-2-
	"Ходит  много разговоров об  отказоустойчивых  NT - серверах ,но се-
годня только мы поставляем такие системы " , - заявил Кевин  Кин , начальник 
отдела маркетинга продукции компании NetFrame .
	По крайней мере один реселлер NetFrame - корпорация Lantec - с  эн-
тузиазмом ожидает новые серверы ." У  нас много  контрактов на  NT , - гово-
рит Джерри Бил ,ведущий инженер сервисной службы Lantec , - NetFrame по-
может нам частично удовлетворить эти заказы ".
	Тем временем Compaq ,Dell и  Getway  готовят NT -  серверы  на  базе 
микропроцессоров Pentium Pro компании Intel .Ожидается ,что  NT станет  ве-
дущей ОС для Pentium Pro ,поскольку Windows 95 содержит 16- ти  разрядный
код и работает на Pentium Pro не так быстро ,как полностью 32-ух разрядная NT .В 1996 году объём продаж NT будет нарастать ,скорее всего ,как снежный
ком . "

	Далее я постараюсь  наиболее  кратко  рассказать  о  внутреннем  уст-
ройстве Windows NT и о взаимодействие её внутренних модулей .

	Когда пользователь впервые  видит  операционную  систему  Microsoft 
Windows NT ,ему в глаза бросается отчётливое внешнее сходство с  полюбив-
шимся интерфейсом системы Windows 3.x .Однако это видимое  сходство  яв-
ляется лишь незначительной частью Windows NT .
	Windows NT является 32-ух разрядной  операционной системой с  при-
оритетной  многозадачностью . В  качестве фундаментальных  компонентов  в
состав операционной системы входят  средства обеспечения  безопасности и
развитый сетевой сервис .Windows NT также обеспечивает совместимость  со
многими другими операционными и файловыми системами , а также с сетями.
Windows  NT  способна  функционировать  как  на  компьютерах  , оснащенных 
CISC - процессорами со  сложной  системой  команд ( complex  instruction  set 
computing ), так и на компьютерах с RISC - процессорами , имеющими  сокра-
щённый набор инструкций ( reduced instruction set computing ) . Операционная 
система Windows NT также поддерживает высокопроизводительные системы с
мультипроцессорной конфигурацией .

	Знакомым в Windows NT является только внешний облик .За графичес-
ким пользовательским интерфейсом скрываются мощные  возможности . При-
водя обзорные сведения по составляющим Windows NT компонентам я поста-
раюсь более детально рассмотреть некоторые из них .
Задачи ,поставленные при создании Windows NT
	Система Windows NT не является дальнейшим развитием ранее сущес-
твовавших продуктов . Её архитектура создавалась с нуля с  учётом  предъяв-
ляемых к современной операционной системе требований .  Особенности  но-
вой системы ,разработанной на основе этих требований ,перечислены ниже .
•	Стремясь обеспечить совместимость (compatible) новой операционной сис-
      темы ,разработчики Windows NT сохранили привычный интерфеис Windows
	и реализовали поддержку существующих файловых систем (таких ,как FAT )
	и различных приложений (написанных для MS - Dos ,OS/2 1.x ,Windows 3.x и
	POSIX ).Разработчики также включили в состав Windows NT средства  рабо-

-3-
	ты с различными сетевыми средствами .
•	Достигнута переносимость (portability) системы ,которая может  теперь  ра-
	ботать как на CISC , так и на RISC  -  процессорах .К CISC  относятся  Intel -
	совместимые процессоры 80386 и выше ;RISC  представлены  системами с
	процессорами MIPS R4000 , Digital Alpha AXP и Pentium серии P54 и выше .
•	Масштабируемость (scalability)  означает , что Windows NT  не  привязана  к 
	однопроцессорной архитектуре компьютеров ,а способна полностью  испо-
	льзовать  возможности , предоставляемые  симметричными  мультипроцес-
	сорными системами .В настоящее время Windows NT  может  функциониро-
	вать на компьютерах с числом процессоров от 1 до 32 . Кроме того , в  слу-
	чае усложнения стоящих перед пользователями задач и расширения предъ-
	являемых к компьютерной среде требований ,Windows  NT позволяет  легко
	добавлять более мощные и производительные серверы и  рабочии  станции 
	к корпоративной сети .Дополнительные преимущества даёт  использование
	единой среды разработки и для серверов ,и для рабочих станций .
•	Windows NT имеет однородную систему безопасности (security) ,удовлетво-
	ряющую спецификациям правительства США и соответствующую стандарту
	безопастности В2 .В корпоративной среде критическим приложениям обес-
	печивается полностью изолированное окружение .
•	Распределённая  обработка ( distributed  processing ) означает ,что Windows 
    NT имеет встроенные в систему сетевые возможности . Windows  NT  также 
	позволяет обеспечить связь с различными типами хост - компьютеров  бла-
	годаря поддержке разнообразных транспортных протоколов и  использова-
	нию средств "клиент-сервер" высокого уровня ,включая именованные кана-
	лы ,вызовы удалённых процедур (RPC - remote procedure call )  и  Windows - 
	сокеты .
•	Надёжность и отказоустойчивость (reliability and robustness)  обеспечивают-
	архитектурными особенностями ,которые защищают  прикладные  програм-
	мы от повреждения друг другом и операционной системой .Windows NT ис-
	пользует отказоустойчивую структурированную обработку особых ситуаций
	на всех архитектурных уровнях ,которая включает  восстанавливаемую фай-
	ловую систему NTFS и обеспечивает защиту с помощью встроенной систе-
	мы безопасности и усовершенствованных методов управления памятью .
•	Возможности локализации  ( allocation) представляют средства для работы во многих странах мира на национальных языках ,что достигается примене-
	нием стандарта ISO Unicod ( разработан  международной  организацией  по
	стандартизации ).
•	Благодаря  модульному  построению  системы  обеспечивается  расширяе-
	мость (insibility) Windows NT ,что ,как будет показано  в  следующем  разде- 
	ле ,позволяет гибко осуществлять добавление новых модулей на различные
	уровни операционной системы .
Архитектурные модули Windiws NT
		Как показано на следующем рисунке ,Windows NT представляет  из се-
модульную (более совершенную ,чем монолитная )операционную систему ,ко-
торая состоит из отдельных взаимосвязанных относительно простых модулей.
Основными модулями Windows NT являются (перечислены в порядке следова-
ния от нижнего уровня архитектуры к  верхнему ) :  уровень  аппаратных  абст-
ракций HAL (Hardware Abstraction Layer ) ,ядро (Kernel ) , исполняющая  систе-

-4-
ма (Executive) ,защищенные подсистемы (protected subsystems) и подсистемы
среды (environment subsystems ).

Модульная структура Windows NT

	Краткое описание модульной структуры Windows NT представлено  да-
лее .Дальнейший материал посвящён детальному  рассмотрению  каждого  из 
компонентов Windows NT ,начиная с уровня аппаратных абстракций HAL ,кото-
рый распологается между аппаратными средствами  компьютера и  остальной 
частью операционной системы .
•	Уровень аппаратных абстракций виртуализирует  аппаратные  интерфейсы ,
	обеспечивая тем самым независимость остальной части операционной сис-
	темы от конкретных аппаратных особенностей .Подобный подход позволяет
	обеспечить легкую переносимость Windows  NT с  одной  аппаратной  плат-
	формы на другую .
•	Ядро является основой модульного строения системы  и координирует  вы-

-5-
	полнение большинства  базовых  операций  Windows  NT .  Этот  компонент 
	специальным образом оптимизирован по  занимаемому  объёму  и  эффек-
	тивности функционирования .Ядро  отвечает за  планирование  выполнения 
	потоков , синхронизацию работы нескольких процессоров , обработку аппа-
	ратных прерываний и исключительных ситуаций .
•	Исполняющая система включает в свой состав  набор  программных  конст-
	
	рукций привилегированного режима ( kernel - mode ) , представляющих  ба-
	зовый сервис операционной  системы  подсистемам  среды . Исполняющая 
	система состоит из нескольких компонентов ; каждая из них  предназначена 
	для поддержки определённого системного  сервиса . Так , один  из  компо-
	нентов - монитор безопасности (Security Reference Monitor) - функциониру-
	ет совместно с защищёнными  подсистемами  и обеспечивает  реализацию
	модели безопасности системы .
•	Подсистемы среды представляют  собой  защищённые  серверы  пользова-
	тельского режима (user-mode) ,которые обеспечивают выполнение и под-
	держку приложений ,разработанных для различного операционного окруже-
	ния (различных операционных систем  ) . Примером подсистем среды могут
	служить подсистемы Win32 и OS/2 .

Уровень аппаратных абстракций
		Уровень аппаратных абстракций ( HAL ) представляет собой создавае-
мый производителями аппаратных средств  слой  программного обеспечения,
который скрывает (или абстрагирует ),особенности и различия аппаратуры от
верхних уровней операционной системы .Таким образом,благодаря обеспечи-
ваемому HALом фильтру ,различные аппаратные средства выглядят аналогич-
но с точки зрения операционной системы ;  снимается необходимость специ -
альной поднастройки операционной системы  под  используемое оборудова -
ние .
		При создании уровня аппаратных абстракций ставилась  задача подго-
товки процедур ,которые позволяли бы единственному драйверу конкретного
устройства  поддерживать   функционирование  этого  устройства  для  всех 
платформ . HAL ориентирован на большое число разновидностей аппаратных
платформ с однопроцессорной архитектурой ; таким образом для каждого из
аппаратных вариантов  не  требуется  отдельной  версии  операционной  сис-
темы .
		Процедуры HAL называются  как  средствами  операционной  системы 
(включая ядро) , так и драйверами устройств .При  работе  с драйверами  уст-
ройств уровень аппаратных  абстракций  обеспечивает  поддержку различных
технологий ввода - вывода (вместо традиционной ориентации  на  одну  аппа-
ратную реализацию или требующей значительных затрат  адаптации под  каж-
дую новую аппаратную платформу ).
		Уровень аппаратных абстракций позволяет также "скрывать" от осталь-
ных  уровней  операционной  системы  особенности   аппаратной  реализации 
симметричных мультипроцессорных систем .

Ядро

-6-
		Ядро (Kernel) является "сердцем "  Windows NT  и  работает  в  тесном 
контакте с уровнем аппаратных абстракций . Этот модуль , в первую очередь ,
занимается планированием  действий  компьютерного  процессора . В  случае
если компьютер содержит  несколько  процессоров , ядро синхронизирует  их 
работу с целью достижения максимальной производительности системы .
		Ядро осуществляет диспетчеризацию нитей управления (threads ,иног-
да называются подзадачами ,ответвлениями или потоками ), которые  являют-
ся основными объектами в планируемой системе .Нити управления определя-
ются в контексте процесса ;процесс включает адресное  пространство , набор 

доступных процессу объектов и совокупность выполняемых  в  контексте  про-
цесса  нитей  управления . Объектами  являются  управляемые  операционной 
системой ресурсы .
		Ядро производит диспетчеризацию нитей управления таким  образом ,
чтобы максимально загрузить  процессоры  системы и  обеспечить  первооче-
редную обработку нитей с более высоким  приоритетом  . ( Всего  существует 
32 значения приоритета ,которые сгруппированы в  два  класса  приоритетов :
real-time и variable ).Подобный подход позволяет  достичь  максимальной  эф-
фективности операционной системы .
		Под компоненты исполняющей системы , такие как  диспетчер  ввода -
вывода и диспетчер процессов , используют ядро  для  синхронизации дейст-
вий .Они также взаимодействуют с ядром для  более  высоких  уровней  абст-
ракции ,называемых объектами ядра ;некоторые из  этих  объектов  экспорти-
руются внутри пользовательских вызовов интерфейса  прикладных  программ
(API) .
		Ядро управляет двумя типами объектов .
•	Объекты диспетчеризации (dispatcher objects) характеризуются сигнальным
	состоянием  ( signaled  или nonsignaled ) и  управляют  диспетчеризацией  и 
	синхронизацией системных операций .Эти объекты включают  события , му-
	танты ,мутэксы ,семафоры , нити  управления и  таймеры ( events , mutants ,
	mutexes ,semaphores ,threads ,timers ).
•	Управляющие объекты ( control objects ) используются для операций управ-
	ления ядра , но не  воздействуют на диспетчеризацию или синхронизацию .
	Управляющие объекты включают  в  себя  асинхронные  вызовы  процедур ,
	прерывания ,уведомления и состояния источника питания ,процессы и про-
	фили (asynhcronous procedure calls , interupts ,power notifies, power statuses,processes ,profiles).

Исполняющая система Windows NT
		Исполняющая система  ( Executive ) , в состав которой  входит  ядро  и 
уровень аппаратных абстракций  HAL , обеспечивает общий сервис  системы ,
который могут использовать все подсистемы  среды . Каждая группа  сервиса 
находится под управлением одной из отдельных составляющих  исполняющей 
системы :
•	диспетчера объектов (Object Manager)
•	диспетчера виртуальной памяти (Virtual Memory Manager);
•	диспетчера процессов (Process Manager)

-7-
•	средства вызова локальных процедур (Local Procedure Call Facility);
•	диспетчера ввода - вывода (E/O Maneger);
•	мониторы безопасности (Security Reference Monitor).
		Монитор безопасности совместно  с  процессором  входа  в  сиситему
( Logon  )  и   защищёнными  подсистемами  реализует  модель  безопасности 
Windows NT .
		Верхний уровень исполняющей системы называется системным серви-
сом (System Services ) . Показанный на следующем рисунке системный сервис 
представляет собой интерфейс между подсистемами среды пользовательско-
го режима и привилегированным режимом .

Диспетчер кэша
		Архитектура ввода - вывода  содержит  единственный диспетчер кэша 
(Cache Manager),который осуществляет кэширование для  всей системы  вво-
да - вывода .Кэширование (Caching) - метод ,используемый файловой  систе-
мой для увеличения эффективности .Вместо непосредственной записи и  счи-
тывания с диска ,часто используемые  файлы  временно  сохраняются в  кэш - 
памяти ;таким образом ,работа с этими файлами выполняется в памяти . Опе-

-8-
рации с данными ,находящимися в памяти , производятся  значительно  быст-
рее операций с данными на диске .
		Диспетчер кэша использует модель отображения файла,которая интег-
рированна  с диспетчером  виртуальной  памяти Windows NT .Диспетчер кэша
обеспечивает службу кэширования для всех файловых систем и сетевых ком-
понентов ,функционирующих под управлением диспетчера ввода - вывода. В
зависимости от объёма доступной оперативной памяти  диспетчер  кэша мо -жет  динамически  увеличивать  или  уменьшать  размер  кэша .Когда процесс
открывает файл ,который уже находился в кэше ,диспетчер кэша просто копи-
рует данные из кэша в виртуальное адресное пространство .
		Диспетчер  кэша  поддерживает  службы  типа  ленивой  записи  ( lazy 
write) и ленивой фиксации (lazy commit), которые могут значительно увеличить
эффективность  файловой системы  . В  процессе  ленивой записи изменения
регистрируются в кэше файловой структуры ,обеспечивающем более быстрый
доступ .Позднее ,когда загрузка центрального  процессора снижена  , диспет-
чер кэша заносит изменения на диск .Ленивая фиксация подобна ленивой  за-
писи .Вместо немедленной  маркировки  транзакции  как  успешно  завершив-
шейся ,переданная информация кэшируется и позднее в фоновом режиме за-
писывается в журнал файловой системы .

Драйверы файловой системы
		В архитектуре ввода  -  вывода  Windows  NT  управление  драйверами 
файловой системы осуществляет диспетчер ввода - вывода . Windows NT до-
пускает использование множества файловых систем , включая  существующие
файловые системы типа FAT . Для  обеспечения  совместимости  снизу  вверх
с операционными системами MS-Dos , Windows 3.x и OS/2 , Windows NT  под -
держивает файловые системы FAT и HPFS . 
		Кроме того ,Windows NT также поддерживает NTFS - новую  файловую
систему ,разработанную специально для  использования с  Windows NT . NTFS
обеспечивает  множество  возможностей , включая средства  восстановления
файловой  системы , поддержку Unicode ,длинных имён файлов и поддержку 
для POSIX .
		Архитектура ввода - вывода Windows NT не только  поддерживает  тра-
диционные файловые системы ,но и обеспечивает  функционирование  сете-
вого редактора и сервера в качестве драйверов  файловой системы . С  точки
зрения  диспетчера  ввода -  вывода , нет никакой разницы между  работой  с 
файлом ,сохранённым на удалённом компьютере сети ,и работой с файлом на
локальном  жёстком диске . Редиректоры и серверы  могут быть загружены  и  
выгружены динамически ,так же как и любые другие драйверы ;на одном ком-
пьютере может  одновременно  находиться  большое  число  редиректоров  и  
серверов .

Сетевые драйверы
		Следующим типом драйверов ,присутствующих в качестве компонента
в архитектуре ввода - вывода ,являются сетевые драйверы .Windows NT вклю-
чает интегрированные возможности работы  с  сетями  и  поддержку для  рас- 
пределённых приложений .Как показано на следующем  рисунке  работа с  се-

-9-
тями обеспечивается рядом сетевых драйверов .
		Редиректоры и серверы функционируют как  драйверы  файловой сис-
темы и выполняются на уровне интерфейса  поставщика  или ниже , где нахо-
дятся NetBIOS и Windows - сокет .
		Драйверы транспортного протокола общаются с редиректорами и сер-
верами  через  уровень , называемый  интерфейсом транспортного  драйвера
(TDI - Transport Driver Interface). Windows NT  включает следующие  транспорт-
ные средства :
•	Протокол управления передачей  /  межсетевой протокол TCP/IP  , который обеспечивает возможность работы с  широким  диапазоном  существующих сетей .
•	NBF ,потомок расширенного интерфейса пользователя NetBIOS (NetBEUI ) , который обеспечивает совместимость  с  существующими  локальными  вы- числительными сетями на базе LAN Manager ,LAN Server и MS-Net .
•	Управление передачей данных (DLC - Data Link Control) , которое обеспечи-вает интерфейс для доступа к мэйнфрэймам и подключённым к  сети прин-терам .
•	NWLink ,реализация IPX/SPX , обеспечивающая связь с Nowell NetWare .

		В нижней части сетевой архитектуры находится драйвер платы сетево-
го адаптера .Windows NT  в  настоящее  время  поддерживает  драйверы  уст-

-10-
ройств ,выполненные в соответствии со спецификацией NDIS (Network Device
Inerface Specification ) версии 3.0 .NDIS предоставляет гибкую среду обмена данными между транспортными протоколами и сетевыми адаптерами .NDIS 3.0  позволяет  отдельному компьютеру иметь несколько установленных в нём
плат сетевого адаптера .В свою очередь ,каждая плата сетевого адаптера может поддерживать несколько транспортных протоколов  для доступа к  раз-
личным типам сетевых станций .

Модель безопасности Windows NT
		Модель безопасности Windows NT представлена  монитором  безопас-
ности (Security Reference Monitor),а также двумя другими компонентами : про-
цессором входа в систему (Logon Process) и безопасными защищёнными под-
системами .
		В многозадачной операционной системе , каковой является Windows NT приложения совместно используют ряд ресурсов системы ,включая память

компьютера  ,устройства ввода - вывода ,файлы и процессор(ы) системы. Windows NT включает набор компонентов безопасности ,которые гарантируют,
что приложения не смогут обратиться к этим ресурсам без соответствующего разрешения .
		Монитор безопасности отвечает за проведение в жизнь политики проверки правильности доступа и контроля ,определённой локальной подсистемой безопасности .Монитор безопасности обеспечивает услуги по подтверждению доступа к объектам ,проверке привилегий пользователя и ге- нерации сообщений как для привилегированного режима ,так и для режима пользователя .Монитор безопасности ,подобно другим частям операционной системы ,выполняется в привилегированном режиме .
		Процесс входа в систему в Windows NT предусматривает обязатель- ный вход в систему безопасности для идентификации пользователя .Каждый пользователь должен иметь бюджет и должен использовать пароль для обра- щения к этому бюджету .
	Прежде чем пользователь сможет обратиться к любому ресурсу компьюте- ра с Windows NT ,он должен войти в систему через процесс входа в систему для того ,чтобы подсистема безопасности могла распознать имя пользовате- ля и пароль .Только после успешного установления подлинности монитор без-опасности выполняет процедуру проверки правильности доступа  для опреде-ления права пользователя на обращение к этому объекту .
		Защищённость ресурсов - одна из особенностей ,предоставляемая моделью безопасности  .Задачи не могут обращаться к чужим ресурсам (типа памяти) иначе ,чем через применение специальных механизмов совместного использования .
		Windows NT также предоставляет средства контроля ,которые позво- ляют администратору фиксировать действия пользователей .

Итоги
		Подводя итоги всему вышеописанному хочу сказать ,что это только маленькая  часть всех  возможностей , которые  заложены в Windows NT .Хочу 

-11-
кратко перечислить достоинства Windows NT :
1.Это современная ОС ,отвечающая требованиям современной аппаратуры !
2.Это прекрасно совместимая с другими ОС !
3.Это многозадачная (мультизадачная) ОС !
4.Это хорошо защищённая ОС !
5.И это удобная и надёжная ОС !

		Для составления реферата я пользовался материалами еженедельника ComputerWeek Moscow и материалами книги "Ресурсы Windows NT" издатель-ства "BHV - Санкт-Петербург".