Windows NT

Windows NT (abreviado del inglés  Nueva tecnología ) es una línea de sistemas operativos (OS) fabricados por Microsoft Corporation y el nombre de las primeras versiones del OS.

Windows NT fue desarrollado a principios de la década de 1990 tras el final de la cooperación entre Microsoft e IBM en OS/2 , desarrollado por separado de otros sistemas operativos de la familia Windows ( Windows 3.x y Windows 9x ) y, a diferencia de ellos, se posicionó como un solución confiable para estaciones de trabajo (Windows NT Workstation) y servidores (Windows NT Server). Windows NT dio origen a una familia de sistemas operativos que incluye: Windows NT 3.1 propiamente dicho , Windows NT 3.50 , Windows NT 3.51 , Windows NT 4.0 , Windows 2000 , Windows XP , Windows XP Professional x64 Edition , Windows Server 2003 , Windows Vista , Windows Servidor 2008 , Windows 7 , Windows Server 2008 R2 , Windows 8 , Windows 8.1 , Windows Server 2012 , Windows Server 2012 R2 , Windows 10 , Windows Server 2016 , Windows Server 2019 , Windows 11 , Windows Server 2022 .

Historial de desarrollo

El desarrollo de Windows NT bajo el título de trabajo "NT OS/2 " se inició en noviembre de 1988 por un grupo de especialistas dirigido por David Cutler , quien se mudó a Microsoft desde DEC , donde desarrollaron VAX y OpenVMS [2] . El trabajo fue paralelo al desarrollo del propio sistema operativo de IBM , OS/2 2.0 , que finalmente se lanzó en abril de 1992 . Fue lanzado en Rusia el 13 de junio de 1992.

Al mismo tiempo, Microsoft continuó desarrollando sus sistemas operativos de la familia DOS y Windows , que se distinguen por menores requisitos de recursos informáticos que IBM OS/2. Después del lanzamiento de Windows 3.0 en mayo de 1990 , Microsoft decidió agregar una interfaz de programación ( API ) compatible con la API de Windows a NT OS/2 . Esta decisión provocó serias fricciones entre Microsoft e IBM, que terminaron en una ruptura en la colaboración. IBM continuó desarrollando OS/2 por su cuenta, mientras que Microsoft comenzó a trabajar en el sistema, que finalmente se lanzó con el nombre de Windows NT. Aunque no se hizo tan popular de inmediato como DOS, Windows 3.x o Windows 9x, desde el punto de vista de marketing, Windows NT demostró ser significativamente más exitoso que OS/2.

Las API de OS/2 y luego POSIX se planificaron originalmente como API para NT , y el soporte para la API de Windows se agregó en último lugar. Además, Intel i860 y luego MIPS se planificaron originalmente como una plataforma de hardware para NT, más tarde también se agregó soporte para Intel x86 . Luego, durante la evolución de este sistema operativo, desapareció el soporte tanto para las interfaces de software planeadas originalmente como para las dos plataformas de hardware planeadas originalmente. No había una sola versión estable de este sistema operativo para el i860, aunque es del nombre en clave de este procesador, N10 (N Ten), de donde proviene el nombre del propio sistema operativo NT [4] [5] . Microsoft ahora significa NT como Nueva Tecnología . Y como alternativa al subsistema POSIX, Microsoft comenzó a ofrecer el Subsistema para aplicaciones basadas en UNIX . La Actualización de aniversario de julio de 2016 para Windows 10 presentó una versión beta del Subsistema de Windows para Linux para ejecutar ejecutables binarios para el kernel de Linux sin el uso de virtualización . La imagen de Ubuntu se ofrece como sistema base , en la versión del 11 de abril de 2017 también se agregan imágenes de SUSE y Fedora .

La portabilidad de NT era una de sus principales prioridades. Es por ello que el desarrollo de este SO se realizó originalmente para el procesador i860, aunque la compatibilidad binaria con OS/2, que era una de las condiciones del proyecto NT OS/2, exigiría en todo caso la creación de una versión x86. de NT o la inclusión de emulación de esta plataforma en el mismo. La cantidad de plataformas para las que hubo versiones de lanzamiento de la familia de sistemas operativos Windows NT es impresionante: además de los denominados MIPS e Intel x86, esto incluye PowerPC , DEC Alpha , Itanium y AMD x86-64 . Los ISV también desarrollaron versiones Windows NT para las arquitecturas y ; sin embargo, estas versiones no se lanzaron como productos de software independientes. Los sistemas operativos Unix y Mach se tomaron como ejemplos de sistemas operativos altamente portátiles durante el desarrollo de NT .

Para desarrollar el sistema operativo NT, Microsoft invitó a un grupo de especialistas de DEC , encabezados por David Cutler , con experiencia en la creación de sistemas operativos multitarea como VAX/VMS y RSX-11 . Algunas similitudes observadas entre las arquitecturas internas de Windows NT y la familia de sistemas operativos VMS dieron motivos para acusar a los empleados recién contratados de Microsoft de robar la propiedad intelectual de DEC. El conflicto resultante se resolvió amistosamente: DEC reconoció la propiedad de Microsoft de las tecnologías subyacentes de Windows NT y Microsoft creó y mantuvo una versión de Windows NT para la arquitectura DEC Alpha.

A pesar de sus raíces comunes, la compatibilidad entre Windows NT y OS/2 ha disminuido con cada nueva versión de este sistema operativo. El soporte para la API de OS/2 2.0, aunque estaba previsto para NT, nunca se completó; Windows NT 4.0 eliminó la compatibilidad con el sistema de archivos HPFS y Windows XP eliminó el subsistema de soporte de software para OS/2 1.x.

Versiones

Arquitectura interna

Componentes del Kernel

Componentes del modo de usuario

El subsistema de interfaz de usuario en Windows NT implementa una interfaz con ventanas , similar a la de las versiones anteriores de Windows. Dos tipos de objetos en este subsistema que no estaban presentes en las versiones de Windows de 16 bits y en Windows 9x son estaciones de ventana y escritorios . Una estación de ventana corresponde a una única sesión de usuario de Windows NT; por ejemplo, cuando se conecta a través del Servicio de escritorio remoto , se crea una nueva estación de ventana. Cada proceso en ejecución pertenece a una de las estaciones de ventana; Los servicios, excepto aquellos marcados como capaces de interactuar con el escritorio, se ejecutan en estaciones de ventana invisibles separadas.

Cada estación de ventana tiene su propio portapapeles , un conjunto de átomos globales (utilizados para operaciones DDE ) y un conjunto de escritorios . El escritorio es el contexto para todas las operaciones globales del subsistema de la interfaz de usuario, como la instalación de ganchos y la transmisión de mensajes. Cada subproceso en ejecución pertenece a uno de los escritorios, en el que se encuentran las ventanas a las que sirve; en particular, un único subproceso no puede crear múltiples ventanas que pertenezcan a diferentes escritorios. Uno de los escritorios puede estar activo (visible para el usuario y capaz de responder a sus acciones), el resto de los escritorios están ocultos. Las herramientas estándar de la interfaz de usuario de Windows no brindaban la capacidad de crear varios escritorios para una sola sesión y alternar entre ellos antes del lanzamiento de Windows 10 , aunque existen programas de terceros que brindan acceso a esta funcionalidad.

Las estaciones de Windows y los escritorios son los únicos objetos en el subsistema de interfaz de usuario de Windows NT a los que se les pueden asignar permisos. Los tipos restantes de objetos ( ventanas y menús  ) brindan acceso completo a cualquier proceso que esté con ellos en la misma estación de ventana. Por lo tanto, los servicios de Windows NT se ejecutan en estaciones de ventanas separadas de forma predeterminada: se ejecutan con privilegios elevados y permitir que los procesos de usuario manipulen las ventanas de servicio de forma indefinida podría provocar fallas y/o problemas de seguridad.

Interfaces de programación

API nativa

Windows NT proporciona varios conjuntos de API para programas de aplicación. La principal es la llamada API "nativa" ( NT Native API ), implementada en una biblioteca de enlaces dinámicos ntdll.dll y que consta de dos partes: llamadas al sistema del kernelNt NT (funciones con y prefijos Zwque transfieren la ejecución a funciones del kernel ntoskrnl.execon los mismos nombres) y funciones implementadas por en modo usuario (con el prefijo Rtl). Algunas de las funciones del segundo grupo utilizan llamadas al sistema internamente; el resto consiste completamente en código sin privilegios y se puede llamar no solo desde el código de modo de usuario, sino también desde los controladores . Además de las funciones de la API nativa, ntdlltambién se incluyen las funciones de la biblioteca estándar de C.

La documentación oficial de la API nativa es muy escasa, pero la comunidad de entusiastas logró recopilar bastante información sobre esta interfaz a través de prueba y error. En particular, en febrero de 2000 se publicó el libro de Gary Nebbet " Manual de funciones básicas de la API de Windows NT/2000 " ( ISBN 1-57870-199-6 ) ; en 2002 se tradujo al ruso ( ISBN 5-8459-0238-X ). La fuente de información sobre la API nativa puede ser el DDK de Windows , que describe algunas de las funciones del kernel disponibles a través de la API nativa, así como el estudio del código de Windows ( ingeniería inversa ), a través del desensamblaje , ya sea usando textos fuente de Windows 2000 filtrados. , o usando textos fuente Windows Server 2003 , disponible a través del programa Windows Research Kernel .

Los programas que se ejecutan antes de cargar los subsistemas que proporcionan el resto de las API de Windows NT se limitan a utilizar la API nativa [13] . Por ejemplo, un programa autochkque verifica los discos cuando el sistema operativo se inicia después de un apagado incorrecto solo usa la API nativa.

API Win32

La mayoría de las veces, las aplicaciones de Windows NT utilizan la API de Win32, una interfaz basada en la API de Windows 3.1 que permite volver a compilar los programas existentes para versiones de Windows de 16 bits con cambios mínimos en el código fuente. La compatibilidad de la API Win32 y la API de Windows de 16 bits es tan buena que las aplicaciones de 32 y 16 bits pueden intercambiar mensajes libremente, trabajar con las ventanas de los demás, etc. Además de admitir las funciones de la API de Windows existente, una serie de características nuevas, incluida la compatibilidad con programas de consola , subprocesos múltiples y objetos de sincronización como mutexes y semáforos . La documentación para la API de Win32 se incluye con Microsoft Platform SDK y está disponible en . [catorce]

Las bibliotecas de soporte de la API de Win32 tienen básicamente el mismo nombre que las bibliotecas del sistema de Windows 3.x , con la adición del sufijo : 32estas son las bibliotecas,,,,,,, kernel32y advapi32muchas otras. Las funciones de la API de Win32 pueden implementar de forma independiente la funcionalidad requerida en el modo de usuario, o llamar a las funciones de la API nativa descritas anteriormente, o acceder al subsistema a través del mecanismo LPC o hacer una a una biblioteca que implementa el soporte de modo kernel necesario para la API Win32. Las cuatro opciones enumeradas también se pueden combinar en cualquier combinación: por ejemplo, una función de la API de Win32 llama a una función de la API nativa para escribir en un archivo de disco y llama a la función adecuada para enviar a la consola . gdi32user32comctl32comdlg32shell32csrsswin32kWriteFileNtWriteFilecsrss

La compatibilidad con la API Win32 está incluida en la familia de sistemas operativos Windows 9x ; también se puede agregar a Windows 3.1x instalando el paquete Win32s . Para facilitar la migración de aplicaciones de Windows existentes que utilizan codificaciones MBCS para representar cadenas , todas las funciones de la API de Win32 que toman cadenas como parámetros se han creado en dos versiones: las funciones con el sufijo A( ANSI ) aceptan cadenas MBCS y las funciones con el W( ancho ) sufijo toma cadenas codificadas en UTF-16 . En Win32s y Windows 9x, solo se admiten las funciones A, mientras que en Windows NT, donde todas las cadenas dentro del sistema operativo se almacenan exclusivamente en UTF-16, cada función A simplemente convierte sus parámetros de cadena a Unicode y llama a la versión W del misma función. Los archivos H de la biblioteca también definen nombres de funciones sin sufijo, y el uso de la versión A o W de las funciones está determinado por las opciones de compilación , y en los módulos de Delphi anteriores a 2010, por ejemplo, están estrechamente vinculados a las variantes. con el sufijo A. La mayoría de las nuevas funciones, que aparecieron en Windows 2000 o sistemas operativos posteriores de la familia Windows NT, existen solo en la versión Unicode, porque el problema de asegurar la compatibilidad con programas más antiguos y con Windows 9x ya no es tan aguda como solía ser.

POSIX y OS/2

A diferencia de la mayoría de los sistemas operativos similares a Unix , Windows NT está certificado por NIST para cumplir con el estándar POSIX .1 e incluso con el estándar FIPS 151-2 más estricto. La biblioteca psxdllexporta funciones POSIX estándar, así como algunas funciones API nativas que no tienen análogos en POSIX, por ejemplo, para trabajar con el montón , con excepciones estructuradas , con Unicode . Dentro de estas funciones, se utilizan tanto la API nativa como las llamadas LPC al subsistema psxss, que es un proceso normal de Win32.

Para ejecutar programas de 16 bits escritos para OS/2 1.x, Windows NT incluye dos bibliotecas de sistema OS/2 ( doscallsy ) y un programa emuladornetapi de consola [15] que carga y utiliza los subsistemas y a través de llamadas LPC . Las bibliotecas del sistema OS/2 restantes, excepto las dos nombradas ( , , , , y una docena más), no se almacenan como archivos independientes, sino que se emulan. Los programas escritos para OS/2 2.0 y superior, así como los programas de ventana y los programas que funcionan directamente con dispositivos informáticos, incluidos los controladores , no son compatibles con Windows NT. os2os2srvos2sskbdcallsmailslotmoncallsnampipesquecallsviocalls

Ambos subsistemas, que son opcionales para que se ejecuten la mayoría de las aplicaciones, se eliminaron en Windows XP y ediciones posteriores de Windows. Mediante la manipulación del registro , también se podían deshabilitar en versiones anteriores de Windows NT, lo que fue recomendado por expertos en seguridad informática para reducir la superficie de ataque de un sistema informático.

DOS y Win16

Para garantizar la compatibilidad binaria con los programas existentes para las familias de sistemas operativos anteriores de Microsoft, se agregó un programa emulador a Windows NT ntvdmque implementa un VDM ( máquina virtual de DOS ) dentro del cual se puede ejecutar un programa de DOS. Cada programa de DOS en ejecución crea su propio VDM, mientras que varios programas de Windows de 16 bits pueden ejecutarse en subprocesos separados dentro de un VDM, que en este caso desempeña el papel de un subsistema. Para que los programas de Windows se ejecuten dentro del VDM, primero se debe cargar en él un programa wowexecque establezca una conexión entre el VDM y la plataforma WOW (“Windows on Win32”), lo que permite utilizar aplicaciones de Windows de 16 bits en igualdad de condiciones. base con los de 32 bits. El propio programa emulador se ntvdmejecuta dentro del subsistema Win32, lo que permite que los programas Win32 accedan a las ventanas del programa DOS como ventanas de consola normales y a las ventanas del programa Win16 como ventanas gráficas normales.

Otra tecnología de compatibilidad binaria implementada en Windows NT son los thunks ( eng.  thunk = "adapter"): pequeñas secciones de código que realizan conversiones (por ejemplo, tipos) o proporcionan una llamada a código de 32 bits desde 16 bits y viceversa. Los procesadores permiten que los programas de 32 bits utilicen archivos DLL de 16 bits (para Windows o OS/2) y viceversa. Los procesadores para Win16 se implementan en bibliotecas wow32(puntos de entrada de 32 bits) y krnl386(puntos de entrada de 16 bits); thunks para OS/2 - en la biblioteca doscalls(puntos de entrada de 16 bits). Las bibliotecas del sistema de 16 bits que se incluyen con Windows NT para usar con la tecnología WOW incluyen , , .DOSprogramasotroskrnl386y, , Sin embargo, la compatibilidad con programas para DOS y Win16 en Windows NT está limitada por requisitos de seguridad: los programas que funcionan directamente con dispositivos informáticos, incluidos los controladores , no son compatibles. gdiusercommctrlcommdlgshell

Debido a las limitaciones de hardware de las plataformas de 64 bits, la compatibilidad con VDM y WOW se excluyó de las versiones de Windows de 64 bits, no es posible ejecutar programas de 16 bits con herramientas del sistema, pero se pueden usar emuladores como DOSBox . La API principal de estas versiones de Windows NT es la versión de 64 bits de la API Win32; La tecnología WOW64 se utiliza para ejecutar programas de 32 bits , similar al WOW tradicional.

Plataformas de hardware

Como ya se señaló, se requería una versión x86 de NT para ser compatible con OS/2, pero para asegurarse de que el código que se creaba fuera portátil, el desarrollo de NT comenzó con versiones para arquitecturas RISC , y solo entonces se agregó soporte para x86. El desarrollo inicial de la versión x86 de Windows NT se centró en el procesador 80486 , pero cuando se lanzó Windows NT 3.1 , también se agregó soporte para el 80386 . La última versión compatible con i386 fue Windows NT 3.51 .

El procesador i860 , para el que se llevó a cabo el desarrollo inicial del sistema operativo NT, no recibió el apoyo de los fabricantes de computadoras que esperaban Intel y Microsoft cuando se completó Windows NT. Como resultado, las tres plataformas admitidas en Windows NT 3.1 fueron x86, Alpha y MIPS. El soporte para estas plataformas continuó en las versiones de Windows NT 3.x, y Windows NT 3.51 también agregó la basada en el procesador PowerPC Sin embargo, Windows NT 3.51 no era compatible con computadoras Macintosh con el mismo procesador; de hecho, solo se admitían clones de IBM PC con un procesador PowerPC en lugar de x86. Tales computadoras fueron producidas principalmente por las empresas - los creadores de PowerPC - IBM y Motorola .

La primera versión de Windows NT 4.0 admitía cuatro plataformas (x86, Alpha, MIPS y PowerPC), pero la compatibilidad con plataformas menos comunes se redujo a medida que se lanzaron los service packs : se eliminó la compatibilidad con MIPS del SP1 y la compatibilidad con PowerPC del SP3. Las versiones recientes de Windows NT 4.0 solo admitían x86 y Alpha; aunque se planeó incluir el soporte Alpha en Windows 2000, se eliminó de la versión RC2. Como resultado, la única plataforma compatible con Windows 2000 era x86.

El soporte para procesadores de 64 bits se introdujo por primera vez en Windows XP para IA-64  , la arquitectura del procesador Intel Itanium . Sobre la base de la versión de 64 bits de Windows XP, también se crearon versiones de servidor de 64 bits de Windows 2000; Posteriormente se agregó soporte para el procesador Itanium a algunas versiones de Windows Server 2003 . La segunda arquitectura de 64 bits admitida en la familia de sistemas operativos Windows NT fue la arquitectura x86-64 creada por AMD , implementada más tarde en los procesadores Intel con el nombre EM64T. Windows Server 2003 SP1 x64 y Windows XP Professional x64 se lanzaron al mismo tiempo, que son versiones de servidor y de escritorio de la misma versión de Windows; en particular, se aplican las mismas actualizaciones a estas ediciones. Desde 2005, Microsoft tomó la decisión de dejar de admitir IA-64.; La última versión de Windows NT que admite completamente Itanium es Windows NT 5.2 (XP Professional 64-bit Edition y Server 2003). Sin embargo, para servidores más caros (y por lo tanto más difíciles de actualizar), se lanzaron versiones especiales de Windows Server 2008 y Windows Server 2008 R2 , y Windows Server 2012 ya no recibió soporte IA-64.

Véase también

• ReactOS  es un sistema operativo de código abierto compatible con aplicaciones y controladores de Windows NT.
• Arquitectura de Windows NT
• instalación de ventanas

Notas

1. ↑ https://blogs.windows.com/windows-insider/2021/08/19/anunciando-windows-11-insider-preview-build-22000-160/
2. ↑ N. A. Olifer, V. G. Olifer. Historia de Windows NT Archivado el 21 de marzo de 2009 en Wayback Machine // Sistemas operativos de red
3. ↑ NT significa... - Matt Mullenweg . Consultado el 3 de agosto de 2008. Archivado desde el original el 6 de enero de 2014. (indefinido)
4. ↑ SuperSite para Windows de Paul Thurrott: Windows Server 2003: The Road To Gold, Part One: The Early Years Archivado el 4 de junio de 2010.
5. ↑ Microsoft confirma que Windows 10 también será la versión 10 internamente | Contenido de Windows 10 de SuperSite para Windows (enlace no disponible) . Consultado el 2 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 16 de octubre de 2017. (indefinido) 
6. ↑ Microsoft confirma la actualización de la versión del kernel de Windows 10 a 10.0 - Softpedia . Consultado el 2 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2015. (indefinido)
7. ↑ Microsoft confirma que el kernel de Windows 10 será 10.0 . Consultado el 2 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016. (indefinido)
8. ↑ Windows Server 2016: nubes para las masas . Fecha de acceso: 17 de junio de 2017. Archivado desde el original el 27 de febrero de 2017. (indefinido)
9. ↑ Ediciones de Windows Server 2016, Precios, Disponibilidad, Características . Consultado el 17 de junio de 2017. Archivado desde el original el 18 de junio de 2017. (indefinido)
10. ↑ Windows Server 2019: ¡ahora disponible de forma general! . Consultado el 8 de octubre de 2018. Archivado desde el original el 4 de enero de 2020. (indefinido)
11. ↑ Se conoce la fecha de lanzamiento de Windows 11 . m24.ru._ _ Consultado el 29 de julio de 2021. Archivado desde el original el 29 de julio de 2021. (Ruso)
12. ↑ Programación API nativa de Windows . Consultado el 4 de febrero de 2011. Archivado desde el original el 21 de febrero de 2011. (indefinido)
13. ↑ Biblioteca de MSDN . Consultado el 25 de febrero de 2007. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2007. (indefinido)
14. ↑ Capítulo 28 - Compatibilidad con OS/2 Archivado el 6 de noviembre de 2015 en Wayback Machine / Kit de recursos de Windows NT Workstation, Microsoft : Lista de archivos 

Enlaces

• Sistemas cliente de Windows en TechNet
• Centro de descarga de prueba de Windows 7 Enterprise
• Biblioteca técnica de Windows 7
• Informe “XP, Vista, Windows 7 - ayer, hoy, mañana. Opciones de red»
• Informe sobre la evolución de las tecnologías de seguridad de Windows Vista a Windows 7
• Microsoft's NT OS/2 Design Workbook , 1989-1990 - disponible a través del programa Windows Research Kernel y también en el Museo Americano de Historia Nacional
• Guía de recursos de MS Windows NT Workstation 4.0 Microsoft, 1995, ISBN 1-57231-343-9