Общие сведения об ОС Windows

2.5. Windows 98 SE

      Прошел 1998 год, наступил 1999. В феврале 1999 года Intel выпустила процессор Pentium III (архитектурный аналог Pentium II, добавлен набор инструкций SSE), ранее был выпущен чипсет Intel i440BX (предназначен для процессоров Pentium II 350-450 МГц и Pentium III 450-600 МГц, иногда используется для построения систем на базе Celeron и Pentium III до 1000 МГц) и i440GX (предназначен для процессоров Pentium II Xeon и Pentium III Xeon). Эти два чипсета в том числе расширили возможности AGP, представив интерфейс AGP 2.0. Вполне понятно, что для этих новшеств нужна была программная поддержка, в частности, на уровне ОС. Стабильность же работы Windows 98 оставляла желать лучшего. Все эти обстоятельства привели к выпуску в июне 1999 года Windows 98 SE (Second Edition – второе издание).

      Ядро  ОС практически не изменилось. Для  поддержки новых режимов AGP были написаны новые драйвера. В поставку ОС был включен новейший браузер Internet Explorer 5.0, умевший сохранять web-страницы со всей графической начинкой, а также поддерживавший инструкции SSE (данные инструкции находят свое применение, в основном, в двух областях: в Internet для воспроизведения сложных объемных объектов, и в 3-х мерной графике, повышая до 50% эффективность работы процессора при расчете геометрии). В очередной раз была проделана работа по увеличению стабильности работы системы, однако радикальных изменений не произошло. Внешний вид ОС совершенно не изменился.

      Подводя итог, можно сказать, что Windows 98 SE заняла место оригинальной Windows 98, т.к. системные требования не были повышены, а сама ОС была ничем не хуже оригинала. 
 

2.6. Windows ME

      В октябре 1999 г. Intel перевела процессоры Pentium III на 0.18 мкрн технологический процесс. Это позволило не только сильно поднять  тактовую частоту (в феврале 2000 года уже существовали 1000 МГц-процессоры), но и радикально изменить архитектуру кэш-памяти 2-го уровня (что положительно сказалось на быстродействии). Для этих новых процессоров был разработан новый чипсет Intel i820 (предназначен для 0.18 мкрн процессоров Pentium III 500-1000 МГц), использовавший радикально новый вид ОЗУ - RDRAM.  Понятно, что для эффективной работы с данной памятью придется изменить механизм управления ОЗУ. Вот первая предпосылка для появления новой ОС. Во-вторых, в октябре 1999 года AMD представила процессоры Athlon. Впервые Intel потеряла майку лидера (1333 МГц процессор Athlon с слегка модифицированным ядром Thunderbird уверенно опережает 1500 МГц Pentium 4 практически во всех приложениях) – применение более совершенных процессоров как для целочисленных операций, так и для операций с плавающей запятой (бывшая традиционная ахиллесова пята процессоров AMD), использование системной шины EV-6, унаследованной от процессоров Alpha, а также модифицированный набор инструкций 3DNow! (функциональные аналоги SSE) обеспечили процессору Athlon однозначное лидерство над Pentium III. В такой ситуации Microsoft уже не могла проводить политику «дискриминации» не-Intel процессоров. К стабильности работы Windows 98 SE по-прежнему предъявлялись серьезные претензии (некоторые пользователи даже переходили на альтернативные ОС, такие как Linux, UNIX, BeOS и другие). Все это было, что называется, руководством к действию.

      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. 

      3. 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. 
 
 
 
 

3.1. 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.

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).

      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. 
 

3.2. 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. 

3.3. 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.

     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.

3.4. Windows 2000

      Считается, что уже в 1997 году Microsoft начала разрабатывать  действительно новую ОС на архитектуре NT. По сути дела, корпорации надо было «угодить»  всем, от завзятых игроков до корпоративных  пользователей. Первые бета-версии новой ОС можно было достать уже в начале 1999 года, однако официальный выпуск новой ОС состоялся в начале 2000 года. Вариантов новой ОС было четыре: Professional, Server, Advanced Server, DataCenter Server. Понятно, что данные системы позиционировались для различного применения. Windows 2000 Professional была призвана заменить на домашних компьютерах Windows 9x, а на рабочих станциях Windows NT 4.0 Workstation. Windows 2000 Server пришла на замену Windows NT 4.0 Server для малых и средних серверов (до 4-х процессоров, до 8 Гбайт ОЗУ). Windows 2000 Advanced Server также заменяет собой Windows NT 4.0 Server, но должна использоваться на крупных серверах (до 8 процессоров, до 32 Гбайт ОЗУ). Windows 2000 DataCenter Server предназначена для особо крупных серверов (до 32-х процессоров, до 64 Гбайт ОЗУ), которые используются в очень крупных фирмах или для поддержания очень крупных Internet-узлов. Системные требования даже для версии Professional были тогда довольно внушительны: для нормальной работы с Windows 2000 Professional желательно иметь процессор класса Pentium II, Celeron, AMD K6-2, K6-3, ОЗУ 64 Мбайт (для комфортной работы 128 Мбайт и более). Внешне ОС претерпела довольно серьезные изменения – интерфейс стал более гибким, понятным и приятным на вид. ОС отличали те же особенности, что и всю линейку NT: надежность, безопасность, отказоустойчивость. ОС получила лучшие качества линейки Windows 9x - совместимость с ПО и оборудованием, поддержка PnP. Игроки были удовлетворены – 100% игр, вышедших с середины 1999 года, работают под Windows 2000 Professional. ОС готова управлять даже полноценным домашним театром, чему способствовала улучшенная поддержка DVD и объемного звука (6 или 8 каналов). Серверные версии имели такие особенности, как балансировка сетевой нагрузки, кластеризация (повышение отказоустойчивости), все необходимые инструменты для сетевого администрирования, службы терминалов, Web-службы для создания полноценного Internet-сервера.