Windows NT 4.0 представляет собой новую высокопроизводительную 32-разрядную операционную систему фирмы Microsoft. Как и предыдущие версии этой системы, Windows NT 4.0 поддерживает многопроцессорную обработку и может быть установлена на платформы MIPS, PowerPC, DEC Alpha или Intel x86.
Современные 32-разрядные операционные системы обеспечивают большую общую производительность и полностью используют возможности последних моделей процессоров. В Windows NT все системные компоненты 32-разрядные, что гарантирует повышенную надежность и отказоустойчивость системы. Помимо этого для сохранения совместимости со старыми программами оставлена поддержка 16-разрядных приложений.
Windows NT работает со всей системной памятью, как с единым непрерывным пространством, а не с сегментной моделью памяти. Сегментная архитектура памяти несет в себе значительные ограничения на максимальный размер приложений и используемых блоков памяти.
Оно из преимуществ 32-разрядных Windows-приложений заключается в том, что они выполняются в собственном адресном пространстве, доступ в которое для других программ полностью блокируется. Ни одно подобное приложение не может по ошибке записать данные в область памяти другого приложения. Таким образом, все 32-разрядные Windows-приложения защищены от ошибок друг друга.
Windows NT - многоплатформенная и многопроцессорная операционная система, поддерживающая платформы Intel, MIPS, DEC Alpha и PowerPC. В стандартной поставке ядро Windows NT Server работает на четырех процессорах, однако после специальной модификации их число может быть увеличено до 32. С увеличением числа используемых процессоров общая производительность системы растет по нелинейному закону. Сказывается влияние более медленных компонентов сервера, Снижающих быстродействие системы. Кроме того, с увеличением числа процессоров растут накладные расходы ОС по управлению ими, что также отрицательно влияет на производительность.
Существуют два основных типа многозадачности: кооперативная и вытесняющая. Примером реализации кооперативной многозадачности служит старая система Windows 3.11 и MacOS 7.5, где приложения совместно используют процессор, периодически передавая его друг другу. Если какое-то приложение откажется освободить процессор, система ничего не сможет с этим поделать. Другой отрицательный момент такого подхода заключается в не оптимальном использовании процессора при выполнении операций ввода-вывода. Для устранения этих проблем в Windows NT используется вытесняющая многозадачность: операционная система полностью контролирует все приложения и распределяет между ними процессорное время, тем самым сильно понижая вероятность "подвешивания" системы при ошибках в работе программ.
Windows NT поддерживает многопоточность - технологию, позволяющую приложениям должным образом осуществлять многозадачное выполнение своих собственных процессов. Процесс - любая задача или деятельность, инициируемая программой. Одна программа может выполнять несколько процессов одновременно или, если сразу выполняются несколько программ, операционная система выполняет процессы для каждой из них. Одним из основных преимуществ многопоточности является эффективное использование многопроцессорных систем. Windows NT реализует симметричную многопроцессорную обработку (SMP), которая позволяет одновременное выполнение нескольких частей программы на разных процессорах, что существенно увеличивает производительность.
Системный реестр - это централизованная база данных с информацией о конфигурации системы и выбранных пользователями настройках. Когда вы устанавливаете новое устройство, система просматривает реестр, определяет конфигурацию и использование аппаратных ресурсов. После этого система автоматически устанавливает параметры настройки устройства так, чтобы не возникало аппаратных конфликтов, или же предлагает пользователю на выбор несколько вариантов. Важным преимуществом реестра для сетевых администраторов является наличие специальных программ, способных извлекать и изменять информацию реестра рабочей станции через сеть, что упрощает управление конфигурацией большого числа компьютеров.
Системы Windows реализуют поддержку одноранговых и доменных сетей. Доменные сети строятся на основе компьютеров с системой Windows NT Server, регистрирующих пользователей в сети и хранящих информацию об их учетных карточках. Windows NT Server может работать со всеми основными сетевыми протоколами, включая TCP/IP, IPX/SPX и NetBEUI.
В качестве основной файловой системы в Windows NT используется так называемая NT File System (NTFS). NTFS надежно защищает информацию, следя за санкционированным доступом к каталогам и файлам, содержит встроенные функции проверки целостности и восстановления данных после сбоев. Она также поддерживает объектно-ориентированные приложения, обращаясь со всеми файлами как с объектами, имеющими определенные пользователем или системой атрибуты. Для обеспечения максимальной совместимости со старыми программами и носителями информации Windows NT сохранила возможность работы с файловой системой File Allocation Table (FAT).
NTFS разрабатывалась как файловая система, способная предоставлять быстрый доступ к информации на носителях большой емкости. В нее были включены функции автоматического восстановления данных и разграничения уровней доступа к информации путем установки специальных файловых атрибутов. Том жесткого диска, отформатированный под NTFS, содержит Master File Table (MFT) с информацией обо всех файлах данного тома. Информация хранится в 2048-байтных записях и обрабатывается как в реляционной базе данных. Файлы идентифицируются некоторым числом, значение которого зависит от места расположения файла в MFT и специальной числовой последовательности.
Единицей хранения информации в NTFS является кластер. Размер кластера файловой системы зависит, как правило, от форматируемого объема жесткого диска, но может быть специально задан пользователем при форматировании.
Если на томе планируется разместить большое количество файлов малого размера, то выгоднее использовать минимальный размер кластера. С другой стороны, хранение больших файлов на томе с малым кластером может привести к сильной фрагментации, что снижает производительность. Для хранения больших файлов лучше работать с 4096-байтным кластером, но при наличии многочисленных мелких файлов большая часть дискового пространства не будет использована. Дело в том, что при сохранении файла меньшего, чем кластер, размера, система все равно выделит для него целый кластер. NTFS применяет более эффективные методы для оптимизации использования дискового пространства, чем старые файловые системы. Файлы записываются на диск с соблюдением следующих правил:
Каталоги и файлы тома NTFS могут быть динамически сжаты файловой системой. Средняя степень сжатия не превышает 40%. Сжатие файлов происходит в фоновом режиме в момент их записи в каталог на диске и практически не влияет на производительность. При считывании с диска такой файл автоматически разархивируется. Такие методы уплотнения информации на диске получили название "сжатие на лету".
Windows NT поддерживает С2-уровень защиты информации, принятый в качестве стандарта в МО США. Уровень С2 приобрел широкую популярность благодаря следующим реализованным в нем принципам:
Ни одна операционная система никогда не была сертифицирована по уровню С2. Сертификацию проходят целые комплексы, включающие в себя аппаратную конфигурацию, программное обеспечение и учитывающие другие внешние условия, в которых предстоит работать.
Все ресурсы в Windows NT рассматриваются как отдельные самостоятельные объекты, и доступ к ним может предоставить только операционная система. Примерами таких объектов служат файлы, которые можно открыть, прочитать, записать и закрыть, или окна графического интерфейса пользователя, которые можно открыть, изменить их размер, пролистать содержимое, перерисовать, минимизировать и закрыть. Ни одно приложение не получит непосредственный доступ к объекту, так как операционная система контролирует и проверяет обращение программы к различным ресурсам. Кроме того, Windows NT квотирует использование объектов разными процессами, гарантируя, таким образом, что приложение не сможет полностью захватить системные ресурсы.