Операционная система Windows NT с самого начала
проектировалась с учетом всех требований,
предъявляемых к современным ОС: расширяемости,
переносимости, надежности, совместимости,
производительности. Эти свойства были
достигнуты за счет применения передовых
технологий структурного проектирования, таких
как клиент-сервер, микроядра, объекты.
В отличие от Windows, в которой реализована
многозадачность без вытеснения (non-preemptive multitasking),
в Windows NT используется механизм многозадачности
с вытеснением (preemptive multitasking).
Windows NT поддерживает симметричную
многопроцессорную организацию
вычислительного процесса, в соответствии с
которой ОС может выполняться на любом свободном
процессоре или на всех процессорах одновременно,
разделяя память между ними. Учитывая, что многозадачность
реализуется на уровне нитей, разные части
одного и того же процесса могут действительно
выполняться параллельно. Следовательно,
многонитевые серверы могут обслуживать более
одного клиента.
Для управления нитями Windows NT Server использует механизм
приоритетов. В определенные моменты
производятся оценка приоритетов и
перераспределение нитей по процессорам, в
результате чего последовательные стадии одного
потока программы могут выполняться разными
процессорами или откладываться до высвобождения
очередного процессора.
Windows NT Server поддерживает до 16 параллельных
процессоров, что актуально для таких серверов,
как Symmetry 750 фирмы Sequent с 16 процессорами Intel 486/50 МГц.
Следует, однако, иметь в виду, что реализация СМП
в Windows NT Server нацелена на оптимизацию
производительности и не обеспечивает
резервирования в целях повышения
отказоустойчивости. В случае выхода из строя
одного из процессоров система останавливается.
В Windows NT Server в полной мере реализован потенциал
масштабируемости архитектуры СМП.
Однопроцессорную систему можно легко развивать,
наращивая число процессоров, без замены версии
ОС или приложений.
При управлении устройствами ввода/вывода Windows NT
Server использует асинхронный подход. Для
завершения процесса и начала выполнения новой
задачи не нужно ждать поступления сигнала об
окончании таких операций, как чтение или запись.
Каждый процесс создается с использованием одной
нити, которая служит специфическим отображением
выполнения программы процессором. Впоследствии
программа может создавать новые нити, и Windows NT Server
будет распределять их и управлять ими, не
привлекая к этому приложения высокого уровня.
Для того, чтобы прикладная программа могла
использовать несколько потоков, не нужно
предусматривать этого в ее алгоритме. Отдельный
поток создается для каждой операции. Например, в
одном потоке программа может воспроизводить
сложную графическую форму, а другой использовать
для редактирования объемного чертежа. Каждый из
этих потоков (или, с точки зрения пользователя,
операций) работает на отдельном процессоре, не
требуя никаких управляющих вмешательств со
стороны приложения. Потоки внутри процесса
используют общую область памяти и,
следовательно, не должны специально
обмениваться данными.
В соответствии с требованием совместимости,
Windows NT обеспечивает среду выполнения не только
для приложений с исходным программным
интерфейсом Win32 API. При выполнении на процессорах
фирмы Intel защищенные подсистемы Windows NT
обеспечиваютдвоичную совместимость
существующих приложений фирмы Microsoft, включая
MS-DOS, Win16, OS/2. На MIPS RISC процессорах двоичная
совместимость достигается для приложений MS-DOS и
16-битных Windows-приложений (с использованием
эмуляции). Windows NT обеспечивает также
совместимость на уровне исходных текстов для
POSIX-приложений, которые твердо придерживаются
интерфейса, определенного в стандарте IEEE 1003.1.
Помимо совместимости программных интерфейсов,
Windows NT поддерживает существующие файловые
системы, включая файловую систему MS-DOS (FAT),
файловую систему CD-ROM, файловую систему OS/2 (HPFS) и
собственную новую файловую систему (NTFS).
В отличие от большинства других операционных
систем, Windows NT изначально разрабатывался с учетом
возможности работы в сети. В результате этого
функции совместного использования файлов,
устройств и объектов встроены в интерфейс с
пользователем. Администраторы могут
централизованно управлять и контролировать
работу сетей в масштабах крупных предприятий.
Особенно важно отметить возможность
распространения работы приложений типа
клиент-сервер на многокомпьютерные системы.
Версия Windows NT 3.5, как и предыдущая Windows NT 3.1,
разработана в двух конфигурациях: для рабочей
станции Windows NT Workstation 3.5 и для сервера - Windows NT Server
3.5. Windows NT 3.5 имеет многочисленные
усовершенствования и нововведения по сравнению
с Windows NT 3.1:
Улучшенное автораспознавание аппаратуры,
возможность ручного выбора и конфигурирования
сетевых адаптеров, если автоматическое
распознавание не дает положительного
результата.
Встроенная совместимость с NetWare.
Возможность выполнения роли шлюза к сетям NetWare,
так что Windows NT-компьютеры могут получать доступ к
файлам, принтерам и серверам приложений NetWare.В
Windows NT начиная с версии 3.5 входит Microsoft Compatible
Workstation Service for NetWare, который позволяет
осуществлять доступ к файлам, каталогам и
принтерам на сервере Novell NetWare. Транспортный
протокол Microsoft NWLink IPX/SPX обеспечивает связь между
компьютером с Windows NT и NetWare файл-сервером и
сервером печати. Он поддерживает работу с
файлами и с очередями печати на NetWare сервере.
Встроенная поддержка TCP/IP.Новая
высокопроизводительная Microsoft-реализация
протоколов TCP/IP, которая обеспечивает простое,
мощное решение для межсетевого
взаимодействия.Microsoft поддерживает протокол TCP/IP,
начиная с 1991 года, когда был выпущен первый стек
для Microsoft LAN Manager 2.1. В Windows NT также имеется
поддержка этого протокола, начиная с самой
первой версии этой операционной системы. Помимо
этого, имеются базовые утилиты, такие как ftp, tftp,
telnet, команды r*, arp, route и finger. С выходом версии 3.5
появились новые ключевые свойства, которые, с
одной стороны, упростили конфигурирование и
обслуживание, а с другой - улучшили свойства TCP/IP.
Значительные улучшения средств удаленного
доступа RAS, включающие поддержку IPX/SPX и TCP/IP,
использование стандартов Point to Point Protocol (PPP) и Serial
Line IP (SLIP). Сервер RAS может теперь поддерживать до 256
соединений (вместо 64 в версии 3.1).
Поддержка длинных имен файлов в файловой
системе FAT. Windows NT поддерживает работу с тремя
файловыми системами: NTFS, FAT и HPFS. Таким образом,
если до установки Windows NT на компьютере были
установлены MS-DOS или OS/2, то нет никакой
необходимости переформатировать диск. Система
преобразует FAT или HPFS в NTFS, сохранив всю
информацию на диске. Обратное преобразование
невозможно. Здесь уместно заметить, что если вы
хотите установить NTFS только затем, чтобы
использовать длинные (до 255 символов) имена
файлов, то для этих целей прекрасно подойдут и FAT
и HPFS. Если для последней это естественное
свойство, то возможность использования длинных
имен файлов на FAT была введена только в версии
Windows NT начиная с 3.5. Вы можете спокойно называть
файлы и каталоги именами, выходящими за пределы
традиционного для MS-DOS правила "8.3",
нисколько не опасаясь, что эти файлы не будут
доступны при работе в MS-DOS. Для таких файлов и
каталогов будут назначены вторые,
"короткие" имена.
Полная поддержка хранения встроенных
объектов OLE 2.x и поиска составных документов.
Эти возможности включают связывание,
встраивание, связывание со встроенными
объектами, технологии "drag-and-drop" и OLE-Automation.
В операционную систему Windows NT 3.5 встроены
графические возможности трехмерной графики
OpenGL API. OpenGL - это независимая от операционной
системы промышленно-стандартная библиотека
графических функций, разработанная фирмой Silicon
Graphics для своих рабочих станций. В настоящее время
OpenGL признана Architecture Review Board, включающей такие
фирмы, как DEC, IBM, Intel, Microsoft и Silicon Graphics. Технология
OpenGL была лицензирована Microsoft для предоставления
этого мощного 32-разрядного API пользователям Windows
NT. Развитые функции этой библиотеки требуются в
том случае, когда необходима визуализация
крупных проектов и данных. Типичные задачи,
требующие ее использования, - это САПР, системы
механического и промышленного дизайна,
программы статистического и научного анализа.
Приложения, разработанные для MS Windows 3.x и MS-DOS,
выполняются более надежно, так как каждое
приложение теперь работает в своем адресном
пространстве.
Доменная организация.В сетях на основе Windows
NT Server рабочие станции подключаются к выделенным
серверам. Именованные собрания серверов могут
быть сгруппированы в домены. Такой метод
организации сети упрощает централизованное
управление сетью и позволяет использовать Windows NT
Server в качестве сетевой операционной системы
масштаба предприятия. Если администратор
однажды завел учетную информацию о пользователе
домена, то последний имеет возможность
зарегистрироваться на любой рабочей станции в
этом домене. Для этого достаточно ввести имя, имя
домена и пароль при регистрации, и Windows NT Workstation
опознает пользователя и воссоздаст его рабочую
среду. В серверных сетях, как правило, все
совместно используемые каталоги располагаются
на выделенных серверах, а совместно используемые
принтеры подключены к специализированным
серверам печати. Однако это ни в коей мере не
ограничивает возможностей пользователя по
предоставлению ресурсов его рабочей станции в
совместное использование так, как это обычно
делается в одноранговых сетях. Windows NT Server
предоставляет возможность пользователям
различных доменов совместно использовать
ресурсы путем установления доверительных
отношений между доменами. Если домен А и домен
Б полностью доверяют друг другу, то пользователь
домена А может зарегистрироваться в домене Б и
осуществлять доступ к ресурсам его сервера.
Аналогично, пользователь домена Б может
использовать ресурсы любого из серверов домена
А.
Клиентами в сети с Windows NT Server могут являться
компьютеры с различными операционными
системами. Стандартно поддерживаются: MS-DOS, OS/2,
Windows for Workgroups, клоны UNIX, Macintosh, Windows NT Workstation.
Программное обеспечение возможных клиентов
включается в стандартную поставку Windows NT Server.
Microsoft является одним из лидеров в установлении
общественных стандартов на socket-интерфейсы для
Windows. Windows Sockets является открытой спецификацией,
определяющей программный интерфейс Windows к
сетевым протоколам. Этот интерфейс также
является частью Microsoft Windows Open Services Architecture (WOSA). Он
уже знаком сетевым программистам, работающим под
UNIX с расширениями на базе Windows, и стал стандартным
методом разработчиков, пишущих Windows-приложения
для обеспечения удаленного вызова процедур (RPC)
не только через TCP/IP, но и через IPX и NetBEUI. В 1993 году
Microsoft создал свой Internet FTP сервер, работающий на
базе Windows NT Advanced Server. Этот сервер можно найти в
Internet как ftp.microsoft.com. В настоящее время в среднем 25
000 пользователей подключаются к этому серверу
еженедельно и загружают с него общим числом
около 75 000 файлов в неделю.
Взаимодействие с UNIX.В Windows NT обеспечивается
посредством поддержки общих стандартных сетевых
протоколов (включая TCP/IP), стандартных способов
распределенной обработки, стандартных файловых
систем и совместного использования данных, а
также благодаря простоте переноса приложений.
Несмотря на то, что система Windows NT была
разработана для поддержки работы по схеме
клиент-сервер, для совместимости с UNIX-хостами
встроена эмуляция терминалов.
SNMP. В Windows NT имеется ряд средств для
интеграции в системы, использующие протокол SNMP
(Simple Network Management Protocol), что позволяет выполнять
удаленное администрирование Windows NT с помощью,
например, SUN Net Manager и HP OpenView. Поддержка
графических и текстовых терминалов.
В Windows NT входят мощные API гибкой поддержки сред
распределенных вычислений:
Но не известно как скажется на быстродействии
распределенная версия OLE, названная Distributed COM (в
Windows 95 добавление OLE снизило производительность).
Microsoft добавила в Windows NT 4.0 много технических
средств, чтобы сделать эту операционную систему
пригодной для использования в качестве
платформы для Web-сервера.
Одно из усовершенствований связано с тем, что
повышающаяся роль Internet'а и клиент-серверных
систем ведет к росту числа мобильных
пользователей. Microsoft в связи с этим улучшила RAS (
улучшила поддержку ISDN) и предоставила средства
безопасной работы с RAS через Internet. В RAS
реализованы протоколы PPTP (создает зашифрованный
трафик через Internet) и Multilink PPP (позволяет
объединять несколько каналов в один). Клиентами
могут быть Windows NT 4.0 Workstation или Windows 95. Важным
аргументом в борьбе за Internet является включение в
стандартную поставку Windows NT 4.0 Web-сервера
производства Microsoft - Internet Information Server, возможности
которого сравнимы, а по ряду тестов и превосходят
аналогичный популярный продукт Server Netscape для NT.
Windows NT Workstation, прежде всего, может
использоваться как клиент в сетях Windows NT Server, а
также в сетях NetWare, UNIX, Vines. Она может быть рабочей
станцией и в одноранговых сетях, выполняя
одновременно функции и клиента, и сервера. Windows NT
Workstation может применяться в качестве ОС
автономного компьютера при необходимости
обеспечения повышенной производительности,
секретности, а также при реализации сложных
графических приложений, например, в системах
автоматизированного проектирования.
Windows NT Server может быть использован прежде всего
как сервер в корпоративной сети. Здесь весьма
полезной оказывается его возможность выполнять
функции контроллера доменов, позволяя
структурировать сеть и упрощать задачи
администрирования и управления. Он используется
также в качестве файл-сервера, принт-сервера,
сервера приложений, сервера удаленного доступа и
сервера связи (шлюза). Кроме того, Windows NT Server может
быть использован как платформа для сложных
сетевых приложений, особенно тех, которые
построены с использованием технологии
клиент-сервер.
Так, под управлением Windows NT Server может работать
сервер баз данных Microsoft SQL Server, а также серверы баз
данных других известных фирм, такие как Oracle и Sybase,
Adabas и InterBase.
На платформе Windows NT Server может быть установлена
новая мощная система администрирования Microsoft System
Management Server, функцией которой является
инвентаризация аппаратной и программной
конфигурации компьютеров сети, автоматическая
установка программных продуктов на рабочие
станции, удаленное управление любым компьютером
и мониторинг сети.
Windows NT Server может использоваться как сервер
связи с мейнфреймам. Для этого создан
специальный продукт Microsoft SNA Server, позволяющий
легко объединить в одной сети IBM PC-совместимые
рабочие станции и мощные мейнфреймы.
Наконец, Windows NT Server является платформой для
нового производительного почтового сервера
Microsoft Exchange.