Microsoft Windows NT i 2000

Microsfot Windows NT (ang. New Technology) – rodzina 32- i 64-bitowych systemów operacyjnych firmy Microsfot, początkowo przeznaczonych do zastosowań profesjonalnych, obecnie z tej rodziny pochodzą także najpopularniejsze systemy dla użytkowników domowych.

Rodzina systemów NT, wywodzi się z systemu OS/2, nad którym pracowali Microsoft razem z IBM. Początkowe wersje Windows NT w wersji 3.x mogły być instalowane na partycji HPFS (System plików OS/2), właśnie dlatego, że rodzina NT bazowała na kodzie OS/2. Najnowsza stabilna wersja NT dla komputerów osobistych i stacji roboczych to 6.0 czyli Windows Vista, a dla serwerów Windows Server 2008.

System Windows NT działa wielozadaniowo i z wywłaszczeniem. Daje się przenosić na różne architektury procesorów. Jedną lub więcej wersji systemu NT przeniesiono na procesory Intel 386 i nowsze (x86), MIPS R4000, DEC Alpha, PowerPC, Itanium (IA-64) oraz AMD64 (x64). W chwili obecnej wspierane są platformy x86, x64 oraz IA-64.

Podstawowe cele systemu Windows NT to:

• przenośność
• bezpieczeństwo
• częściowa zgodność ze standardem IEEE 1003 interfejsu przenośnego systemu operacyjnego (patrz: POSIX)
• możliwość korzystania z wielu procesorów
• rozszerzalność
• adaptacje międzynarodowe
• deklarowana zgodność z aplikacjami MS-DOS

W systemie NT zastosowano architekturę mikrojądrową – podobnie jak w systemie Mach (patrz: jądro systemu operacyjnego), dzięki czemu daną część systemu można ulepszać bez zbytniego naruszania jego innych części.

Co do uznania jądra za mikrojądro istnieją spekulacje. Jądro NT wprawdzie ma pewne cechy mikrojądra, lecz jego budowa stricte odnosi się do architektur warstwowych systemów operacyjnych, co nie wyklucza jednak modułowości jądra.

Istnieje kilka wersji systemów Windows NT: dla domowych centrów rozrywki, dla zwykłych komputerów domowych, dla stacji roboczych oraz serwerów. Wszystkie korzystają z tego samego jądra i kodu systemu operacyjnego, lecz oprogramowanie serwera jest skonfigurowane do pracy z aplikacjami typu klient-serwer i może działać jako serwer aplikacji w sieciach lokalnych NetWare i Microsfot.

Historia wersji Microsoft Windows NT

• Microsoft Windows NT 3.1
• Microsoft Windows NT 3.5
• Microsoft Windows NT 3.51 (wersja Workstation oraz Server – był to pierwszy system Microsoftu dzielący się na edycje)
• Microsoft Windows NT 4.0
• Microsoft Windows NT 5.0 (Microsoft Windows 2000)
• Microsoft Windows NT 5.1 (Microsoft Windows XP)
• Microsoft Windows NT 5.2 (Microsoft Windows Server 2003 i Microsfot Windows XP Professional x64 Edition)
• Microsoft Windows NT 6.0 (Microsoft Windows Vista i Windows Server 2008)
• Microsoft Windows NT 6.1 (Microsoft Windows 7 i Windows Server 2008 R2)

 

System NT (do wersji 3.51) nie był wielodostępnym systemem operacyjnym.

Sukces Microsoft Windows NT

W 1996 sprzedano więcej licencji serwera NT niż wszystkich licencji różnych wersji systemu Unix. Sukces handlowy wynikał nie tylko z działań marketingowych Microsfotu, miał też uzasadnienie techniczne. System plików NTFS zaprojektowany dla Windows NT cechuje współpraca z rozwiniętym systemem obsługi uprawnień użytkowników i wyższy poziom bezpieczeństwa danych niż w systemach FAT. Kolejne wersje systemów z rodziny NT wdrażały również nowości przygotowane głównie dla użytkowników domowych, jak obsługa DirectX i multimediów.

Wszystko to przyczyniło się do rezygnacji przez Microsoft z kontynuacji rodziny Windows 9x i zastąpienia jej przez członka rodziny NT o nazwie Windows XP, który z dodatkiem Service Pack 2 lub Service Packiem 3 wciąż jest wspierany przez Microsfot.

 

Microsoft Windows 2000

Microsoft Windows 2000 - jest biznesowym, 32-bitowym, wielozadaniowym z wywłaszczaniem, wielowątkowym, systemem operacyjnym z serii NT. Jest to kolejny system operacyjny należący do rodziny Microsoft Windows NT. Został wydany 17 lutego 2000 roku. Jego następcami są Windows XP, wydany w październiku 2001 roku, oraz Windows Server 2003, wydany w kwietniu 2003 roku. Windows 2000 jest klasyfikowany jako system operacyjny o jądrze hybrydowym.

Powstały cztery edycje systemu operacyjnego Windows 2000: Professional, Server, Advanced Server, i Datacenter Server. Ponadto Microsoft wydał także wersję Advanced Server Limited Edition i Datacenter Server Limited Edition, które zostały wprowadzone na rynek w 2001 roku i obsługiwały 64-bitowe mikroprocesory Intel Itanium.

Mimo, że poszczególne edycje systemu operacyjnego Windows 2000 są przeznaczone dla różnych rynków docelowych, wszystkie dzielą zestaw najważniejszych funkcjonalności, włączając w to wiele narzędzi systemowych, takich jak Microsoft Management Console i aplikacje standardowe systemu administracji.

Wsparcie dla osób niepełnosprawnych w Windows NT 4.0 zostało poprawione poprzez wprowadzenie wielu technologii asystujących. Dodano również obsługę różnych języków i lokalizacji. Wszystkie wersje tego systemu operacyjnego obsługują system plików Windows NT, NTFS 3.0, z możliwością szyfrowania plików, jak również zwykłe i dynamiczne zarządzanie dyskami.

Rodzina Microsoft Windows 2000 posiada dodatkową funkcjonalność, włączając w to usługę Active Directory (hierarchiczny szkielet zasobów), Rozproszony system plikow (umożliwiający współdzielenie plików) i woluminy dyskowe z redundancją do korekcji błędów. Windows 2000 może być instalowany i dystrybuowany na komputerach korporacyjnych w sposób nadzorowany lub nienadzorowany. Instalacja nienadzorowana polega na użyciu plików odpowiedzi do wypełnienia informacji o instalacji. Może do tego posłużyć płyta startowa przygotowana przy użyciu Microsoft System Management Server, poprzez narzędzie System Preparation Tool.

Windows 2000 jest ostatnią wersją jądra NT bazującą na Microsoft Windows, który nie zawierał Windows Product Activation, chociaż potem Microsoft wprowadził Windows Genuine Advantage sprawdzający system podczas pobierania aktualizacji lub jakiegoś pliku pochodzącego z Centrum Pobierania.

W czasie premiery systemu Microsoft reklamował Windows 2000 jako najbezpieczniejszą wersję systemu Windows dotąd wydaną, jednakże system ten stał się później celem ataków wielu wysoce profilowanych wirusów, takich jak Code Red i Nimda. Po ośmiu latach od wejściu Windows 2000 na rynek, nadal, niemal co miesiąc, pojawiają się zestawy łatek, mające poprawić bezpieczeństwo systemu.

Posiada możliwość pracy z systemem plików NTFS i FAT32, lepsze zabezpieczenia logowania, prawa dostępu do plików i ich szyfrowanie i kompresowanie (tylko NTFS), przydział pamięci dyskowej dla użytkowników, obsługi większości urządzeń cyfrowych. Windows 2000 jest pierwszym systemem z serii NT obsługującym technologię USB i IrDA. Na komputerach pracujących pod kontrolą tego systemu możliwe jest uruchamianie aplikacji napisanych dla DOS i Windows 3.x. Do Windows 2000 wraz z Service Packiem 4 zostały dołączone Aktualizacje automatyczne zaimplementowane w system Microsoft Windows Millenium Edition.

Microsoft Windows 2000 jest systemem wysoce modularnym, składającym się z dwóch warstw: przestrzeni użytkownika i przestrzeni jądra. Programy użytkownika działają w przestrzeni użytkownika. Mają one dostęp wyłącznie do niektórych zasobów systemowych, podczas gdy w trybie jądra dostęp do pamięci systemowej i urządzeń zewnętrznych jest nieograniczony. Aplikacje działające w trybie użytkownika otrzymują dostęp do zasobów systemowych poprzez egzekutora, działającego w trybie jądra.

Przestrzeń użytkownika w Microsoft Windows 2000

Przestrzeń użytkownika w Windows 2000 składa się z podsystemów zdolnych do wydawania zamówień wejścia/wyjścia do odpowiednich sterowników trybu jądra poprzez menedżera wejścia/wyjścia. Warstwa użytkownika Windows 2000 składa się z dwóch podsystemów: podsystemu środowiska i podsystemu integralności. Podsystem środowiska jest przeznaczony do uruchamiania aplikacji napisanych dla wielu różnych typów systemów operacyjnych. Aplikacje te działają jednakże z niższym priorytetem, niż procesy trybu jądra. Wyróżniamy trzy główne środowiska:

 

1. Podsystem środowiska Win32, w którym działają 32-bitowe aplikacje systemu Windows, wspiera także NT Virtual DOS Machine, pozwalający na uruchamianie aplikacji dla MS-DOS i 16-bitowego Windows 3.1x (Win16).

2. Podsystem środowiska OS/2, w którym działają 16-bitowe aplikacje systemu OS/2 w trybie znakowym. Podsystem ten emuluje system OS/2 1.3 i 1.x, ale nie obsługuje 32-bitowych, oraz graficznych aplikacji dla systemu OS/2 2.x i późniejszych.

3. Podsystem środowiska POSIX pozwala na uruchamianie aplikacji ściśle zgodnych ze standardem POSIX.1, lub powiązanych z nim standardami ISO/IEC.

 

Podsystem integralności zajmuje się specyficznymi funkcjami systemu operacyjnego w imieniu podsystemu środowiska. Składa się z podsystemu bezpieczeństwa (który udostępnia lub blokuje dostęp, oraz obsługuje logowanie), usługi stacji roboczej (umożliwia otrzymanie dostępu do sieci) oraz usługi serwera (umożliwia udostępnianie usług sieciowych).

Przestrzeń jądra Microsoft Windows 2000

Tryb jądra w systemie Windows 2000 ma pełen dostęp do sprzętu oraz zasobów systemów komputera. Uniemożliwia on usługom i aplikacjom trybu użytkownika dostęp do krytycznych obszarów systemu operacyjnego.

Egzekutor porozumiewa się ze wszystkimi podsystemami trybu użytkownika. Obsługuje on operacje wejścia/wyjścia, zarządza bezpieczeństwem i procesami. Zawiera on wiele komponentów, między innymi:

• Menedżer obiektów: specjalny podsystem egzekutora, przez który przejść muszą wszystkie inne podsystemy egzekutora, aby otrzymać dostęp do zasobów systemu. Jest on właściwie usługą zarządzającą zasobami, co czyni Windows 2000 systemem operacyjnym zorientowanym obiektowo.
• Menedżer wejścia/wyjścia: umożliwia komunikację pomiędzy urządzeniami a podsystemami działającymi w trybie użytkownika, tłumacząc komendy odczytu i zapisu tego trybu i przekazując je do sterowników urządzeń.
• Security Reference Monitor (SRM) : główna jednostka odpowiedzialna za egzekwowanie zasad bezpieczeństwa.
• IPC Manager: skrót od Inter-Process Communication Manager (menedżer komunikacji międzyprocesowej), zarządza komunikacją pomiędzy klientami (podsystemem środowiska) i serwerami (komponentami wykonywalnymi).
• Zarządca wirtualnej pamięci (VMM): zarządza pamięcia wirtualną, pozwala systemowi Windows 2000 na używanie twardego dysku jako podstawowe urządzenie przechowywania danych (chociaż, dokładnie jest to przechowywanie wtórne).
• Zarządca procesów: zarządza procesami oraz tworzeniem i kończeniem wątków
• Zarządca PnP: używa Plug and Play i umożliwia detekcję urządzeń oraz instalację w czasie bootowania.
• Zarządca energii: koordynuje pracę zdarzeń związanych z energią i generuje pakiety IRP dotyczące energii.
• System wyświetlania jest obsługiwany przez sterownik urządzenia zawarty w pliku Win32k.sys. Komponent Window Manager tego sterownika jest odpowiedzialny za rysowanie okien i menu, a GDI (Graphics Device Interface) odpowiada za zadania takie jak rysowanie linii i krzywych, rendering fontów i obsługę palet. Windows 2000 wprowadził także alpha blending, co jest widoczne w efektach cieniowania menu.

Hardware Abstraction Layer w Windows 2000 (HAL), jest warstwą pomiędzy sprzętem (fizycznym) komputera a pozostałą częścią systemu operacyjnego. HAL został zaprojektowany, aby ukryć różnice w sprzęcie i zapewnić jednolitą platformę do uruchamiania aplikacji. HAL zawiera kod zależny od sprzętu kontrolujący interfejsy wejścia/wyjścia, kontrolery przerwań i wiele procesorów.

Jądro hybrydowe znajduje się pomiędzy HAL-em i executive, zapewnia synchronizację wieloprocesorową, szeregowanie wątków i obsługę przerwań, obsługę pułapek i wyjątków. Jądro hybrydowe często komunikuje się z menedżerem procesów i odpowiada za inicjalizację sterowników urządzeń w czasie rozruchu, która jest niezbędna do uruchomienia i działania systemu.

Okrojona odmiana jądra Windows 2000 została użyta w konsoli Xbox.

Nowe cechy Windows 2000

Windows 2000 jest pierwszą próbą stworzenia przez Microsoft systemu operacyjnego opartego na technologii NT dla użytkowników domowych. Świadczy o tym chociażby chwytliwa nazwa produktu, sugerująca kontynuację linii 9x. We wszystkich edycjach systemu Windows 2000 wprowadzono wiele nowych funkcji. Do najważniejszych z nich należą:

• NTFS5 - nowa wersja systemu plików NTFS wzbogacono między innymi o funkcję szyfrowania (EFS),
• Nowy GUI - nowy poprawiony interfejs użytkownika znacznie ułatwiający pracę z systemem,
• WDM (Windows Driver Model) - nowy model tworzenia sterowników dla systemów Windows,
• Obsługa technologii USB i IrDA,
• Równoczesna obsługa FAT, FAT32 i NTFS.

Wady systemu Microsoft Windows 2000

Niektóre programy napisane dla serii Windows 9x (zwłaszcza gry) nie współpracują z systemem Windows 2000. Problem ten zazwyczaj udaje się rozwiązać poprzez instalację najnowszych uaktualnień systemu (takich jak Service Pack) oraz rozszerzeń (jak DirectX czy OpenGL).

Języki i lokalizacja

Windows 2000 obsługiwał różne języki, nie tylko angielski. Języki obsługiwane: arabski, armeński, bałtyckie, języki środkowoeuropejskie, cyrylica, gruziński, grecki, hebrajski, język indyjski, japoński, koreański, uproszczony chiński, tajski, chiński tradycyjny, turecki, wietnamski i języki zachodnioeuropejskie. Jest też obsługa różnych lokalnych języków, listę ich można znależć na stronie Microsoftu.

Obsługa gier

Windows 2000 zawierał wersje DirectX 7.0, powszechnie używanym przez deweloperów od gier w Windowsie 98. Ostatnia wspierana wersja DirectX w Windows 2000 to DirectX 9.0c (Shader Model 3.0), ta sama wersja która jest wprowadzona do Windows XP Service Pack 2. Dzięki temu większość gier napisana na aktualne wersje DirectX mogą być uruchomione na Windows 2000, dla porównania Windows NT 4.0, tylko zapewniał obsługę DirectX 3.0.

Edycje

• Terminal - środowisko udostępniane przez Windows 2000 Server jako usługi terminalowe ze współdzielonymi procesami i pamięcią,
• Professional - obsługuje 2 procesory i 4 GB RAM,
• Server - obsługuje 4 procesory i 4 GB RAM, Active Directory, Intellimirror, Kerberos, usługi terminalowe,
• Advanced Server - jak wersja "Server" lecz obsługuje 8 procesorów i 8 GB RAM, 2 węzły klastra,
• Datacenter Server - jak wersja "Advanced Server" lecz obsługuje 32 procesory i 64 GB RAM, 4 węzły klastra,
• Advanced Server, Limited Edition - specjalna wersja systemu wydana w 2001 r. przeznaczona dla procesorów Itanium firmy Intel,
• Datacenter Server, Limited Edition - specjalna wersja systemu wydana w 2001 r. przeznaczona dla procesorów Itanium firmy Intel.

Wersja polska

Windows 2000 Professional i Server są dostępne zarówno po polsku jak i po angielsku, ale za to Windows 2000 Advanced Server i Datacenter Server są dostępne tylko i wyłącznie po angielsku, włączając w to Limited Edition.