реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Windows NT - ОС нового поколения

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

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

[pic]

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 .

[pic]

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 .

[pic]

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”.



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.