Windows NT - ОС нового поколения

  • Вид работы:
    Реферат
  • Предмет:
    Информатика, ВТ, телекоммуникации
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    58,95 kb
  • Опубликовано:
    2008-11-06
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Windows NT - ОС нового поколения




























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

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-

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-

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-

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”.

    













































Похожие работы на - Windows NT - ОС нового поколения

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!