3. Цели проекта Windows nt: надежность, совместимость и производительность.

Третьей целью проекта Windows NT была надежность. Под надежностью подра­зумеваются два взаимосвязанных момента. Во-первых, ОС должна быть устой­чивой, дающей предсказуемый отклик на ошибочные состояния, даже если они вызваны сбоями аппаратуры. Во-вторых, ОС должна активно защищать себя и своих пользователей от вреда со стороны пользовательских программ, случай­ного или умышленного.

Структурная обработка исключений (structured exception handling) — это метод перехвата ошибочных состояний и унифицированной их обработки. Она является основным способом защиты Windows NT от программных или ап­паратных ошибок. Всякий раз, когда возникает ненормальное событие, ОС или процессор возбуждают исключение; код обработки исключений, присутствую­щий по всей системе, вызывается в таком случае автоматически, гарантируя, что пользовательским программам и самой системе не будет нанесен вред из-за не обнаруженной ошибки.

Повышению устойчивости способствуют и другие свойства ОС:

• Модульная структура, разделяющая исполнительную систему на группы хорошо организованных пакетов. Отдельные компоненты системы вза­имодействуют друг с другом через тщательно разработанные про­граммные интерфейсы. Какой-либо компонент, например, диспетчер памяти, можно извлечь и заменить другим диспетчером памяти, реализу­ющим те же самые интерфейсы.

• Для Windows NT разработана новая файловая система, называемая фай­ловой системой NT (NT file system, NTFS). NTFS способна к восстановле­нию после всех типов дисковых ошибок, включая ошибки в критически важных секторах диска. Для обеспечения восстанавливаемости в ней ис­пользуется избыточное хранение данных и обработка транзакций.

Перечисленные ниже средства защищают Windows NT от внешнего вторжения:

• Архитектура защиты от несанкционированного доступа, основанная на требованиях правительства США, которая предоставляет разнообразные механизмы защиты: регистрация пользователей в системе, квоты на ресур­сы и защита объектов.

Виртуальная память (virtual memory), предоставляющая каждой про­грамме большой объем адресного пространства. При обращении про­граммы по виртуальным адресам диспетчер памяти отображает (транс­лирует) их в настоящие адреса памяти. Так как ОС управляет располо­жением в памяти каждой программы, она предотвращает чтение или изменение одним пользователем памяти, занимаемой другим пользова­телем, если только они явно не объявили ее совместно используемой.

Совместимость

Совместимость программного обеспечения — четвертая цель проекта Windows NT. В основном под совместимостью понимают способность ОС выполнять программы, написанные для другой ОС или для предыдущих версий той же самой системы. В Windows NT совместимость имеет несколько форм.

Существует разница между двоичной совместимостью и совместимостью на уровне исходных текстов приложений. Двоичная совместимость достигается тогда, когда можно взять некоторый исполняемый файл и успешно запустить его в другой ОС. Совместимость на уровне исходных текстов требует предвари­тельной перекомпиляции программы.

Будет ли новая ОС двоично совместима со старой или совместима с ней на уровне исходных текстов, зависит от нескольких факторов. Главный среди них — это архитектура процессора новой системы. Если новый процессор использует тот же набор команд (возможно, с расширениями) и ту же адресацию, что и старый, то может достигаться двоичная совместимость.

Добиться двоичной совместимости между двумя процессорами разных архитектур не столь просто. Каждая процессорная архитектура обычно несет с собой новый машинный язык. Это означает, что двоичная совместимость дости­гается только при помощи программы-эмулятора, преобразующей один набор машинных команд в другой. При отсутствии эмулятора все приложения, перено­симые со старой архитектуры, должны быть заново скомпилированы и скомпо­нованы (и, вероятно, вновь отлажены).

При помощи защищенных подсистем Windows NT предоставляет среду для выполнения приложений, которые используют API — интерфейс, отличный от ее основного интерфейса программирования Win32. При работе на процес­сорах Intel защищенные подсистемы Windows NT обеспечивают двоичную со­вместимость приложениям для существующих ОС Microsoft, включая MS-DOS, 16-разрядную Windows, OS/2 и LAN Manager. На RISC-процессорах MIPS совмести­мость на двоичном уровне достигается для приложений MS-DOS, 16-разрядной Windows и LAN Manager (используется эмулятор). Кроме того, Windows NT обеспечивает совместимость на уровне исходных текстов для приложений POSIX, кото­рые используют POSIX-интерфейсы ОС, определенные стандартом IEEE 1003.1.

Для обеспечения совместимости 16-разрядных приложений для Windows на компьютерах с RISC-процессорами используется эмуляция работы процессоров Intel. До версии 3.51 включительно эмулировался режим работы 286-го процессора, что не позволяло исполнять многие 16-разряд­ные приложения (например, Word for Windows 6.0). Начиная с версии 4.0 обеспечивается эмуля­ция работы 486—го процессора, что достаточно для выполнения большинства 16-разрядных про­грамм для Windows.

В дополнение к совместимости по программным интерфейсам, Windows NT поддерживает ряд существующих файловых систем, включая файловую сис­тему MS-DOS (FAT), высокопроизводительную файловую систему (HPFS) OS/2, файловую систему для компакт-дисков (CDFS), а также новую, восстанавлива­емую файловую систему NT (NTFS).