Microsoft Windows

Эмблема Windows

Microsoft Windows — семействопроприетарных операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при управлении. Изначально Windows была всего лишь графической надстройкой для MS-DOS. По состоянию на март 2013 года под управлением операционных систем семейства Windows по данным ресурса NetMarketShare (Net Applications) работает около 90 % персональных компьютеров. Операционные системы Windows работают на платформах x86, x86-64, IA-64, ARM. Существовали также версии для DEC Alpha, MIPS, PowerPC и SPARC.

Графические интерфейсы и расширения для DOS

Первые версии Windows не были полноценными операционными системами, а являлись надстройками к операционной системе MS-DOS и были по сути многофункциональным расширением, добавляя поддержку новых режимов работы процессора, поддержку многозадачности, обеспечивая стандартизацию интерфейсов аппаратного обеспечения и единообразие для пользовательских интерфейсов программ. Предоставляли встроенные средства GDI и USER для создания графического интерфейса пользователя. Первые версии Windows вообще состояли из трех модулей — KERNEL, GDI и USER. Первый из них предоставлял вызовы управления памятью, запуском .EXE-файлов и загрузкой .DLL-файлов, второй — графику, третий — окна. Они работали с процессорами начиная с Intel8086.

1. Windows 1.0 (1985)
2. Windows 2.0 (1987)
3. Windows 2.1 (Windows 386, 1987) — в системе появилась возможность запуска DOS-приложений в графических окнах, причём каждому приложению предоставлялись полные 640 Кб памяти. Полная поддержка процессора 80286. Появилась поддержка процессоров 80386.
4. Windows 3.0 (1990) — улучшена поддержка процессоров 80386 и защищённого режима.
5. Windows 3.1 (1992) — серьёзно переработанная Windows 3.0; устранены UAE (Unrecoverable Application Errors — фатальные ошибки прикладных программ), добавлен механизм OLE, печать в режиме WYSIWYG («что видите, то и получите»), шрифты TrueType, изменён Проводник (диспетчер файлов), добавлены мультимедийные функции.
6. Windows для рабочих групп (Windows for Workgroups, WfWG) 3.1/3.11 — первая версия ОС семейства с поддержкой локальных сетей. В WfWG 3.11 также испытывались отдельные усовершенствования ядра, применённые позднее в Windows 95.

Семейство Windows 9x

Первая система данного семейства Windows 95 была выпущена в 1995 году. Её отличительными особенностями являлись: новый пользовательский интерфейс, поддержка длинных имён файлов, автоматическое определение и конфигурация периферийных устройств Plug and Play, способность исполнять 32-битные приложения и наличие поддержки TCP/IP прямо в системе. Windows 95 использовала вытесняющую многозадачность и выполняла каждое 32-битное приложение в своём адресном пространстве. К данному семейству относятся также Windows 98 и Windows ME.

Операционные системы этого семейства не являлись безопасными многопользовательскими системами как Windows NT, поскольку из соображений совместимости вся подсистема пользовательского интерфейса и графики оставалась 16-битной и мало отличалась от той, что в Windows 3.x. Так как этот код не был потокобезопасным, все вызовы в подсистему оборачивались в мьютекс по имени Win16Lock, который, кроме того, ещё и находился всегда в захваченном состоянии во время исполнения 16-битного приложения. Таким образом, «повисание» 16-битного приложения немедленно блокировало всю ОС. Но уже в 1999 году вышло второе исправленое издание. Программный интерфейс был подмножеством Win32 API, поддерживаемым Windows NT, но имел поддержку юникода в очень ограниченном объёме. Также в нём не было должного обеспечения безопасности (списков доступа к объектам и понятия «администратор»). В составе Windows 95 присутствовал MS-DOS 7.0, однако его роль сводилась к обеспечению процесса загрузки и исполнению 16-битных DOS приложений. Исследователи заметили, что ядро Windows 95 —VMM — обращается к DOS под собой, но таких обращений довольно мало, главнейшая функция ядра DOS — файловая система FAT — не использовалась. В целом же интерфейс между VMM и нижележащей DOS никогда не публиковался, и DOS была замечена Эндрю Шульманом (книга Недокументированный Windows 95) в наличии недокументированных вызовов только для поддержки VMM.

Семейство Windows NT

Операционные системы этого семейства в настоящее время работают на процессорах с архитектурами x86, x86-64, и Itanium, ARM. Ранние версии (до 4.0 включительно) также поддерживали некоторые RISC-процессоры: Alpha, MIPS, и Power PC. Все операционные системы этого семейства являются полностью 32- или 64- битными операционными системами, и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки.

Только в этом семействе представлены операционные системы для серверов. До версии Windows 2000 включительно они выпускались под тем же названием, что и аналогичная версия для рабочих станций, но с добавлением суффикса, например, «Windows NT 4.0 Server» и «Windows 2000 Datacenter Server». Начиная с Windows Server 2003 серверные операционные системы называются добавлением суффикса «Server» и года выпуска.

1. Windows NT 3.1 (1993)
2. Windows NT 3.5 (1994)
3. Windows NT 3.51 (1995)
4. Windows NT 4.0 (1996)
5. Windows 2000 — Windows NT 5.0 (2000)
6. Windows XP — Windows NT 5.1 (2001)
7. Windows XP 64-bit Edition — Windows NT 5.2 (2003)
8. Windows Server 2003 — Windows NT 5.2 (2003)
9. Windows XP Professional x64 Edition — Windows NT 5.2 (2005)
10. Windows Vista — Windows NT 6.0 (2006)
11. Windows Home Server — Windows NT 5.2 (2007)
12. Windows Server 2008 — Windows NT 6.0 (2008)
13. Windows Small Business Server — Windows NT 6.0 (2008)
14. Windows 7 — Windows NT 6.1 (2009)
15. Windows Server 2008 R2 — Windows NT 6.1 (2009)
16. Windows Home Server 2011 — Windows NT 6.1 (2011)
17. Windows 8 — Windows NT 6.2 (2012)
18. Windows Server 2012 — Windows NT 6.2 (2012)
19. Windows 8.1 — Windows NT 6.3 (2013)
20. Windows Server 2012 R2 — Windows NT 6.3 (2013)

В основу семейства Windows NT положено разделение адресных пространств между процессами. Каждый процесс имеет возможность работать с выделенной ему памятью. Однако он не имеет прав для записи в память других процессов, драйверов и системного кода.

Семейство Windows NT относится к операционным системам с вытесняющей многозадачностью. Разделение процессорного времени между потоками происходит по принципу «карусели». Ядро операционной системы выделяет квант времени (в Windows 2000 квант равен примерно 20 мс) каждому из потоков по очереди при условии, что все потоки имеют одинаковый приоритет. Поток может отказаться от выделенного ему кванта времени. В этом случае система перехватывает у него управление (даже если выделенный квант времени не закончен) и передаёт управление другому потоку. При передаче управления другому потоку система сохраняет состояние всех регистров процессора в особой структуре в оперативной памяти. Эта структура называется контекстом потока. Сохранение контекста потока достаточно для последующего возобновления его работы.

Семейство ОС для смартфонов

Это семейство операционных систем реального времени было специально разработано для мобильных устройств. Поддерживаются процессоры ARM, MIPS, SuperH и x86. В отличие от остальных операционных систем Windows, операционные системы этого семейства продаются только в составе готовых устройств, таких как смартфоны, карманные компьютеры, GPS-навигаторы, MP3-проигрыватели и другие. В настоящее время под термином «Windows CE» понимают только ядро операционной системы. Например, Windows Mobile 5.0 включает в себя ядро Windows CE 5.0.

• Windows CE
• Windows Mobile
• Windows Phone

Семейство встраиваемых ОС Windows Embedded

Windows Embedded — это семейство операционных систем реального времени, было специально разработано для применения в различныхвстраиваемых системах. Ядро системы имеет общее с семейством ОС Windows CE и поддерживает процессоры ARM, MIPS, SuperH и x86.

Windows Embedded включает дополнительные функции по встраиванию, среди которых фильтр защиты от записи (EWF и FBWF), загрузка с флеш-памяти,CD-ROM, сети, использование собственной оболочки системы и т. п.

В отличие от операционных систем Windows, операционные системы этого семейства продаются только в составе готовых устройств, таких как:банкоматы, медицинские приборы, навигационное оборудование, «тонкие» клиенты, VoIP-терминалы, медиапроигрыватели, цифровые рамки (альбомы),кассовые терминалы, платёжные терминалы, роботы, игровые автоматы, музыкальные автоматы и другие.

В настоящее время выпускаются следующие варианты ОС Windows Embedded:

• Windows Embedded CE,
• Windows Embedded Standard,
• Windows Embedded POSReady,
• Windows Embedded Enterprise,
• Windows Embedded NavReady,
• Windows Embedded Server

Интегрированные программные продукты

Пакет Windows включает в себя «стандартные» приложения, такие как браузер (Internet Explorer), почтовый клиент (Outlook Express или Почта Windows), музыкальный и видеопроигрыватель (Проигрыватель Windows Media). С помощью технологий COM и OLE их компоненты могут быть использованы в приложениях сторонних производителей. Эти продукты бесплатны и могут быть свободно скачаны с официального сайта Microsoft, однако для установки некоторых из них необходимо иметь лицензионную версию Windows (верно только для ранних версий до Windows, начиная с Windows 98 являются неотъемлемой частью системы). Запуск этих программ под другими операционными системами возможен только с помощью эмуляторов среды Windows (Wine).

Вокруг факта включения таких «стандартных» продуктов в ОС Windows разгорается много дискуссий и юридических споров, по мнению сторонних разработчиков, это ведёт к отсутствию конкуренции и создает препятствия для распространения конкурирующих продуктов, они же часто ставят под сомнение качество браузера Internet Explorer, объясняя его популярность вхождением в пакет Windows и плохой осведомленностью пользователей о наличии альтернатив.

В 1997 году компания Sun Microsystems подала в суд на компанию за нарушение лицензии на использование технологий Java. В 2001 году Microsoft выплатила штраф и исключила не совместимую с лицензированной виртуальную машину Java из состава своих продуктов.