06.01.2011      21      Комментарии к записи Реферат на тему: Windows – OC нового поколения отключены
 

Реферат на тему: Windows – OC нового поколения


На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно .Производительность систем возрастает ,а следовательно 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 компьютеров .Поэтому в последнее время происходит переход на более мощные и наиболее совершенные операционные системы класса UNIX , примером которых 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$ .

“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

Рекомендуем почитать ►
«Кукольный дом» Ибсена – «драма идей»

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 instr
uction 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-

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

Рекомендуем почитать ►
Уроки французского, Значение образа Лидии Михайловны (по рассказу В. Г

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 система (Executive) ,защищенные подсистемы (protected subsystems) и подсистемы

среды (environment subsystems ).

Краткое описание модульной структуры Windows NT представлено да-

лее .Дальнейший материал посвящён д
етальному 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

Рекомендуем почитать ►
Критика о романе Ф. М. Достоевского «Преступление и наказание»

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

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)


Об авторе: dimasey