На чем сделан windows

Время на прочтение11 мин

Количество просмотров84K

Картинка с сайта: habr.com

Несколько дней назад в сеть просочился образ ранней версии Windows 11. Различные издательства провели тесты по производительности и пришли к неутешительному выводу: Windows 11 в среднем работает хуже, чем Windows 10. Но расстраиваться рано! Проблемы производительности могут быть связаны с «сыростью» слитого образа и нюансами совместимости с текущими программами. Так или иначе, 24 июня состоится официальная презентация нового поколения операционных систем Windows, которая, возможно, даст ответы на многие вопросы. Если сегодня у вас есть настроение для ностальгии, предлагаем вам окунуться в мир Windows: познакомиться с историей, как менялась ось и что у нее внутри.

История Windows

Картинка с сайта: habr.com

В начале 80 годов прошлого века компания IBM работала над персональным компьютером на базе процессора Intel 8088. С середины 70 годов компания Microsoft была основным поставщиком Basic для восьмибитных микрокомпьютеров. Когда IBM обратилась к Microsoft для лицензирования Basic для их нового компьютера IBM PC, Microsoft согласилась, а также посоветовала обратиться к компании Digital Research для лицензирования операционной системы CP/M. Но, получилось так, что глава Digital Research не нашел в своем графике времени для встречи для IBM, и IBM снова обратилась к Microsoft, теперь уже с просьбой решить вопрос операционной системы для IBM PC. Microsoft купила клон ОС CP/M у компании Seattle Computer Products и перенесла её на IBM PC. Итоговым названием получившейся ОС стало MS-DOS 1.0.

Картинка с сайта: habr.com

IBM PC

Первые продукты с названием «Windows» от Microsoft не были операционными системами. Это были графические среды для MS-DOS. На фоне успеха, в том числе и коммерческого, пользовательского интерфейса на Apple Lisa, компания решила реализовать графический интерфейс на IBM PC с MS-DOS. В отличии от относительно дешевых IBM PC, Apple Lisa стоили дорого (почти 10 тысяч долларов), и немногие покупатели могли позволить купить их. Microsoft решила занять нишу дешевых компьютеров с графическим интерфейсом. При этом низкая стоимость достигалась экономией на комплектующих и более низкая производительность, по сравнению с Lisa, избежать не получилось. Так, в 1985, 1987 и в 1990 выходят первые три версии Windows — 1.0, 2.0 и 3.0. Причем за первые шесть месяцев после релиза Windows 3.0 было продано более 1 миллиона экземпляров. Дальнейшее развитие Windows можно разделить на два направления — Windows на базе MS-DOS и Windows на базе NT.

Картинка с сайта: habr.com

Windows 1.01

Windows 9x

Windows на базе MS-DOS или Windows 9x не были первыми ОС от Microsoft, но они продолжали «старые традиции» и были построены на основе 16-битного кода MS-DOS. В августе 1995 года была выпущена Windows 95 — первая система семейства Windows 9x. Она уже была полноценной операционной системой с соответствующими возможностями.  Однако у системы были проблемы с безопасностью (например, не было «администратора») и с изоляцией приложений. Зависание 16-битного приложения приводило к блокировке всей системы. Проблемы со стабильностью достались и Windows 98 и Windows ME, которые отличались от выпуска 95 года рядом небольших обновлений.

Картинка с сайта: habr.com

Windows 95

Windows NT

В целом, к концу 80-х годов в Microsoft появилось понимание о необходимости разработки операционной системы не на базе MS-DOS. Параллельно с разработкой софта, связанного с MS-DOS, Microsoft наняла команду инженеров из компании DEC для разработки новой 32-битной операционной системы. Главой группы стал Дэйв Катлер — один из главных разработчиков ОС VMS. Новая система была названа NT — от сокращения New Technology. Основной упор при разработке NT делался на безопасность и надежность системы, а также на совместимость с Windows на MS-DOS. Так получилось, что опыт при разработке VMS повлиял на NT и сходство между ними стало причиной спора между DEC и Microsoft. По итогу спор был решен во внесудебном порядке. 

Картинка с сайта: habr.com

Дэйв Катлер

Первая система Windows называлась Windows NT 3.1 и была выпущена в 1993 году. Это была первая ОС от Microsoft. Индекс 3.1 был выбран для соответствия Windows 3.1 на MS-DOS. Эта версия не имела особого успеха. Для NT требовалось больше памяти, 32-разрядных приложений на рынке было мало, возникали проблемы с совместимостью драйвером. Достичь поставленных целей смогли в NT 3.5. А первым серьезным обновлением для NT стала версия 4.0 в 96 году. Теперь эта система была мощна, надежна и безопасна, а также обеспечивала тот же интерфейс, что и Windows 95 (которая к тому моменту была чрезвычайно популярной). 

Картинка с сайта: habr.com

Windows NT 3.1

В 2000 году вышла новая версия Windows — Windows 2000. Она развивала идеи, заложенные в системы NT. Был добавлена технология Plug-and-Play, управление электропитанием и улучшен интерфейс пользователя. 

Картинка с сайта: habr.com

Windows 2000

Успех Windows 2000 задал вектор развития для следующего поколения — Windows XP. В «хрюшке» Microsoft улучшила совместимость, интерфейс стал более дружелюбным. Стратегия Microsoft завоевывать аудиторию уже знакомыми системами дала плоды — за несколько лет Windows XP была установлена на сотнях миллионах ПК. Эпоха MS-DOS подошла к концу.

Картинка с сайта: habr.com

Windows XP

Следующий проект Microsoft пал жертвой собственных амбиций. Через пять лет после Windows XP, в 2006 году на свет вышла Windows Vista. В ней был переделан графический интерфейс, переработаны и добавлены функциональные возможности в плане безопасности. Была улучшена производительность, надежность.

Первоначальные планы Microsoft по поводу Vista были настолько обширны, что через несколько лет после начала разработки проект пришлось сильно ограничить. Vista включала в себе 70 миллионов строк кода, часть которого составлял «причесанный» код XP. Неудача Vista отчасти с тем, что она вышла не в то время. На 2006 год пришелся бум недорогих компьютеров, которые не могли обеспечить достаточную для Vista производительность. 

Картинка с сайта: habr.com

Windows Vista

Проблемы Vista были учтены при разработке Windows 7. Microsoft уделила большее внимание тестированию и производительности новой системы. Windows 7 быстро вытеснила Vista, а затем и XP, став самой популярной версией Windows до появления Windows 10 (сейчас Windows 7 на втором месте по популярности).

Картинка с сайта: habr.com

Windows 7

Бум смартфонов в начале 2010-х подтолкнул Microsoft к созданию операционной системы, которую можно было бы развернуть на разных устройствах: на телефонах, планшетах, приставках и т. д. В результате этой работы мир узрел Windows 8. «Восьмерка» построена на модульном подходе MinWin для получения небольшого ядра ОС, которое можно было бы расширить на линейку других типов устройств. Но аудитория встретила холодно такой подход. Многие люди критиковали «смартфоноподобный» интерфейс на ПК, отсутствие кнопки пуск. Для решения многих проблем Microsoft выпустила обновление под названием Windows 8.1, которая, помимо исправления имеющихся ошибок, добавила новые функции. 

Картинка с сайта: habr.com

Windows 8.1

И вот, к 2015 году Microsoft выпускает Windows 10. При разработке Microsoft продолжала развитие идеи единой системы для разных устройств. В «десятке» появилась голосовая помощница Кортана, вернули меню «Пуск», улучшена системная безопасность. 

Картинка с сайта: habr.com

Технические аспекты

Чтобы осветить все технические аспекты и тонкости операционной системы Windows понадобится не менее 1000 страниц. Для особо любопытных советуем 7-е издание «Внутреннего устройства Windows« Марка Руссиновича, специалиста по внутреннему устройству Windows. Также можно почитать «Современные операционные системы« Эндрю Таненбаума и «Operating System Concepts«: в обеих книгах есть главы, посвященные Windows. Здесь же ограничимся рассмотрением инструментов взаимодействия приложений пользователя с операционной системой (Windows API) и архитектуры «оси». 

Архитектура 

Во многих многопользовательских операционных системах сама ОС отделяется от приложений. Код ядра ОС выполняется в привилегированном режиме процессора (режим ядра). Для него доступны системные данные и оборудование. В непривилегированном режиме (пользовательский режим) выполняется код приложений. Ему предоставляется ограниченный набор интерфейсов и ограниченный доступ к системным данным. Прямой доступ к оборудованию заблокирован. При вызове программой пользовательского режима системной функции процессор выполняет специальную команду, переключающую вызывающий поток (последовательность команд внутри процесса, планируемая Windows для исполнения) в режим ядра. Когда системная функция завершается, операционная система переключает контекст потока обратно в пользовательский режим и дает возможность вызывающей стороне продолжить работу. 

Windows считается операционной системой с гибридным ядром. С одной стороны компоненты ядра Windows располагаются в вытесняемой памяти и взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений, как в микроядерных системах. С другой стороны ядро слишком велико (более 1 Мбайт), а большая часть кода ОС и кода драйверов устройств использует одно защищенное пространство памяти защищенного режима, что свойственно монолитным ОС. Это означает, что в теории любой компонент ОС или драйвер устройства может повредить данные, используемые другими системными компонентами. В Windows эта проблема решается за счет повышения качества и контроля происхождения сторонних драйверов через такие программы, как WHQL или KMCS. Одновременно применяются дополнительные технологии защиты ядра, такие как безопасность на базе виртуализации, функции Device Guard.

Рассмотрим ключевые системные компоненты, формирующие архитектуру системы. На рисунке ниже представлена упрощенная схема, на которой опущены некоторые элементы, например, сетевые компоненты и различные уровни драйверов. Первое, на что стоит обратить внимание — это линия, разделяющая части пользовательского режима и режима ядра. Как упоминалось выше, потоки пользовательского режима выполняются в закрытом адресном пространстве процессов. На время выполнения в режиме ядра они получают доступ к системному пространству. Таким образом, системные процессы, пользовательские процессы, процессы служб и подсистемы среды обладают собственным закрытыми адресными пространствами. 

Картинка с сайта: habr.com

Упрощенная схема архитектуры Windows

Вторая линия разделяет компоненты режима ядра и гипервизор (Hyper-V). Гипервизор перехватывает многие привилегированные операции, выполняемые ядром, и эмулирует их таким образом, чтобы позволить на одной и той же машине одновременно работать нескольким операционными системам. Гипервизор работает на том же уровне привилегий процессора (0), что и ядро. Но из-за использования специализированных команд процессора (VT-x у процессоров Intel, SVM у АMD) он может изолироваться от ядра с сохранением контроля над ним и приложениями. Поэтому некоторые иногда применяют термин «кольцо -1».

Четыре базовых типа процессов пользовательского режима:

• Пользовательские процессы. Эти процессы относятся к одному из следующих типов: 32- или 64-разрядные приложения Windows (приложения Windows Apps, работающие на базе среды Windows Runtime в Windows 8 и выше, включаются в эту категорию), 16-разрядные приложения Windows 3.1, 16-разрядные приложения MS-DOS, 32- и 64-разрядные приложения POSIX. Заметим, что 16-разрядные приложения могут выполняться только в 32-разрядных версиях Windows, а приложения POSIX в Windows 8 уже не поддерживаются. 
• Процессы служб. В эту категорию входят процессы, являющиеся хостами для служб Windows (например, службы планировщика задач и диспетчер печати). Обычно к службам предъявляется требование независимости выполнения от входа пользователя. Многие серверные приложения Windows (например, Microsoft SQL Server и Microsoft Exchange Server) также включают компоненты, выполняемые как службы.
• Системные процессы. Фиксированные процессы, такие как процесс входа или диспетчер сеансов, не являются службами Windows. Другими словами, они не запускаются диспетчером служб.
• Серверные процессы подсистем среды. Такие процессы реализуют часть поддержки среды ОС, предоставляемой пользователю и программисту. Изначально в Windows NT было три подсистемы среды: Windows, POSIX и OS/2. Подсистема OS/2 включалась только до Windows 2000, подсистема POSIX в последний раз была включена в Windows XP.Ultimate- и Enterprise-выпуски клиента Windows 7. Все серверные версии Windows 2008 R2 включают поддержку расширенной подсистемы POSIX, называемой SUA (Subsystem for UNIX-based Applications). Сейчас подсистема SUA не поддерживается и уже не включается как необязательное часть в версии Windows (Windows 10 версии 1607 включает подсистему Windows для Linux — WSL, Windows Subsystem for Linux).

Обратим внимание на блок DLL подсистем под блоками Процессы служб и Пользовательские процессы. В Windows пользовательские приложения не вызывают низкоуровневые сервисные функции операционной системы напрямую. Вместо этого они проходят через одну или несколько динамических библиотек (DLL) подсистем. Их роль состоит в том, чтобы преобразовывать документированные функции в соответствующие внутренние (недокументированные) вызовы системных функций, реализованных в основном в Ntdll.dll. Преобразование может включать (а может не включать) отправку сообщения процессу, обслуживающему пользовательский процесс.

Компоненты режима ядра:

• Исполнительная система. Она содержит базовые сервисные функции ОС: управление памятью, управление процессами и потоками, безопасность, ввод/вывод, сетевая поддержка и межпроцессные коммуникации.
• Ядро Windows. Низкоуровневые функции ОС: планирование потоков, диспетчеризация прерываний и исключений и многопроцессорная синхронизация. Также ядро предоставляет набор функций и базовых объектов, которые используются исполнительной системой для реализации высокоуровневых конструкций.
• Драйверы устройств. Сюда входят как драйверы физических устройств, преобразующие вызовы пользовательских функций ввода/вывода в конкретные запросы ввода/вывода к устройству, так и драйверы устройств, не относящихся к физическому оборудованию, например драйверы файловой системы или сетевые драйверы. 
• Слой абстрагирования оборудования (HAL). Прослойка кода, изолирующее ядро, драйверы устройств и прочий исполняемый код Windows от платформенно-зависимых различий в работе оборудования, например различий между системными платами.
• Оконная и графическая система. Реализация функций графического интерфейса (GUI), также известных как функции GDI: работа с окнами, элементы пользовательского интерфейса и графический вывод.
• Уровень гипервизора. Включает всего-навсего один компонент: сам гипервизор. В этой среде нет ни драйверов, ни других модулей. При этом сам гипервизор состоит из нескольких внутренних уровней и служб: собственный диспетчер памяти, планировщик виртуальных процессов, управление прерываниями и таймером, функции синхронизации, разделы (экземпляры виртуальных машин) и внутрипроцессные коммуникации (IPC, Inter-Process Communication) и многие другие.

В таблице ниже представлены некоторые файлы некоторых базовых компонентов Windows:

Windows API

Windows API (Application Programming Interface) — это программный интерфейс пользовательского режима для Windows. До появления 64-разрядной версии операционной системы программный интерфейс 32-разрядных версий Windows назывался Win32 API в отличие от исходного 16-разрядного Windows API (программный интерфейс для исходных 16-разрядных версий Windows). На данный момент термин Windows API или Win32 API относят как к 32-разрядным, так и к 64-разрядным версиям.

В «доисторические времена» Windows API состоял только из функций в стиле C. Выбор языка C был обусловлен тем, что написанный на нем код также мог использоваться из других языков. Он являлся достаточно низкоуровневым для предоставления сервиса ОС. Но огромное количество функций в сочетании с недостаточной последовательностью выбора имен и отсутствием логических группировок (вроде пространств имен C++) привели к тому, что в некоторых новых API используется другой механизм — модель COM.

COM базируется на двух основных принципах. Во-первых, клиенты взаимодействуют с объектами (серверные объекты COM) через интерфейсы — четко определенные контракты с набором логически связанных методов, сгруппированных посредством механизма диспетчеризации по виртуальным таблицам. Такой же механизм, к слову, обычно применяется компиляторами C++ для реализации диспетчеризации виртуальных функций. Таким образом обеспечивается двоичная совместимость и снимаются проблемы с декорированием имен компилятором. Поэтому, такие методы могут вызываться из многих других языков и компиляторов, включая C, C++, VB, языки .NET, Delphi и т. д. Вторым принципом является динамическая загрузка компонентов (вместо статической компоновки с клиентом).

WinRT

В Windows 8 появился новый API и исполнительная среда поддержки Windows Runtime (WinRT). WinRT состоит из платформенных сервисов, предназначенных для разработчиков приложений Windows Apps (приложения Windows Apps подходят для устройств, начиная от миниатюрных IoT-устройств до телефонов, планшетов, десктопных систем, ноутбуков и даже Xbox One и Microsoft HoloLens).

С точки зрения API платформа WinRT строится на базе COM, добавляя в базовую инфраструктуру COM различные расширения. С архитектурной точки зрения она обладает намного большей целостностью: в ней реализованы иерархии пространств имен, последовательная схема назначения имен и паттерны программирования. На базовом двоичном уровне WinRT API все равно строится на основе унаследованных двоичных файлов и API Windows. Это не новый «машинный» API для системы: ситуация немного напоминает то, как .NET строится на основе традиционного Windows API. 

.NET Framework

.NET Framework является частью Windows. Он состоит из двух основных компонентов:

• CLR (Common Language Runtime). Исполнительная среда .NET, включает JIT-компилятор для преобразования инструкций языка CIL в низкоуровневый язык машинных команд процессора, сборщик мусора, систему проверки типов, безопасность обращения к коду и т. д. Среда реализована в виде внутрипроцессного сервера COM (DLL) и использует различные средства, предоставляемые Windows API.
• .NET Framework Class Library (FCL). Обширная подборка типов, реализующих функциональность, часто используемую в клиентских и серверных приложениях, — средства пользовательского интерфейса, поддержка сети, работа с базами данных и т. д.

На схеме представлены отношения между .NET Framework и ОС Windows:

Картинка с сайта: habr.com

Отношение между .NET и ОС Windows. Термин «сервер COM» обычно относится к DLL библиотеке или исполняемому файлу (EXE), в котором реализованы классы COM.

Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Запрос «WIN» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Windows ([ˈwindəʊz]; с англ. — «Окна», сокр. Win) — семейство многозадачных операционных систем с графическим интерфейсом, выпускаемых корпорацией Microsoft. Работает на таких платформах, как IA-32, x86-64, ARM, ARM64 и др.

Первая операционная система Microsoft — Windows 1.0x — представляла графическую оболочку операционной системы MS-DOS. По состоянию на осень 2023 года последняя операционная система Microsoft — Windows 11^[1].

Согласно данным ресурса StatCounter, на март 2023 года Windows — самая популярная операционная система в мире (доля на мировом рынке — 70 %)^[2]. Однако она не является наиболее используемой операционной системой из-за распространённости Android^[3].

За свою историю корпорация Microsoft выпустила не меньше 30 основных версий Windows.

В таблицу включены как активные (поддерживаемые) программные продукты, так и устаревшие согласно действующему регламенту жизненного цикла программного обеспечения. За первоначальным Windows следует (необязательно) брендовое название версии, затем номер релиза или его год. Для десктопных версий брендовое название часто пропущено, например WIndows 98 или Windows 10.

Условные обозначения:

• RTM — окончание поддержки первого обновления
• осн. — окончание действия лицензии для первого (основного) релиза
• SBL — окончание срока лицензии для производителей^[4]
• retail — окончание срока лицензии для розничных покупателей
• SPx — окончание срока лицензии для различных дополнений (сервис-паков) к системе
• ext — полное окончание поддержки системы
• платный — платные окончание поддержки системы

Версии Microsoft Windows

Все версии Windows классифицируются на семейства (и подсемейства): активные (Windows NT и Windows IoT) и устаревшие (Windows 9x, Windows Mobile и Windows Phone). Каждое семейство предназначено для конкретного сектора компьютерной индустрии: Windows NT — для потребителей, Windows Server — для серверов, Windows IoT — для специализированных устройств и т. д.

Графические интерфейсы и расширения для DOS

Первые версии Windows не были полноценными операционными системами, а представляли собой надстройки над операционной системой DOS. Они добавляли новые режимы работы процессора, многозадачность, стандартизировали интерфейсы аппаратного обеспечения и поддерживали единообразие пользовательских интерфейсов программ.

Для создания графического интерфейса использовались встроенные средства GDI и USER. Первые версии Windows состояли из трёх модулей: KERNEL, GDI и USER. KERNEL управлял памятью, запускал исполняемые файлы и загружал динамические библиотеки DLL. GDI отвечал за графику, а USER — за окна. Эти версии Windows работали на процессорах Intel 8086 и выше.

Список версий:

• Windows 1.0 (1985)
• Windows 2.0 (1987) — в системе появилась возможность запуска DOS-приложений в графических окнах, причём каждому приложению предоставлялись полные 640 КБ памяти. Улучшена поддержка процессоров 80286. В версии 2.03 (2.0/386) появилась поддержка процессоров 80386^[6][7]
• Windows 2.1 (1988) — полная поддержка всех особенностей процессоров 80286 и 80386
• Windows 3.0 (1990) — улучшена поддержка процессоров 80386 и защищённого режима
• Windows 3.1 (1992) — серьёзно переработанная Windows 3.0: устранены UAE (фатальные ошибки прикладных программ), добавлен механизм OLE, печать в режиме WYSIWYG («что видишь, то и получишь»), шрифты TrueType, изменён диспетчер файлов, добавлены мультимедийные функции. Прекращена поддержка процессора 8086 и реального режима^[8]
• Windows 3.2 (1994) — китайская версия Windows 3.1. Обновление было ограничено, поскольку оно исправляло только проблемы, связанные со сложной системой написания в китайском языке^[9]
• Windows for Workgroups 3.11 (1993) — Windows для рабочих групп, первая версия ОС семейства с поддержкой локальных сетей. В системе также испытывались отдельные усовершенствования ядра, применённые позднее в Windows 95. С этой версии прекратилась поддержка процессора 80286 и стандартного режима

Windows 9x

Windows 9x — устаревшее семейство компьютерных операционных систем Microsoft Windows, которые выпускались с 1995 по 2000 год и были основаны на ядре Windows 95 и лежащей в его основе MS-DOS.

Система Windows 95 была выпущена в 1995 году и является первой в данном семействе^[5][10][11]. Она отличалась новым пользовательским интерфейсом, поддержкой длинных имён файлов, автоматической конфигурацией периферийных устройств Plug and Play, возможностью запускать 32-битные приложения и наличием поддержки TCP/IP в системе. Windows 95 использовала вытесняющую многозадачность и каждое 32-битное приложение выполняла в своём адресном пространстве. К данному семейству также относятся Windows 98^[5] и Windows Me^[12][13].

Из соображений совместимости вся подсистема пользовательского интерфейса и графики оставалась 16-битной и мало отличалась от той, что была в Windows 3.x, в связи с чем операционные системы этого семейства не отличались безопасностью. Вследствие этого все вызовы в подсистему оборачивались в мьютекс по имени Win16Lock, который ещё и находился всегда в захваченном состоянии во время исполнения 16-битного приложения. В результате если 16-битное приложение зависало, то это немедленно блокировало всю операционную систему. Однако в 1999 году вышло второе исправленное издание.

Программный интерфейс был частью Win32 API, поддерживаемым Windows NT, поддерживаемой Windows NT, но его поддержка Юникода была очень ограниченной^[14]. Кроме того, он не обладал должным уровнем безопасности (отсутствовали списки доступа к объектам и понятие «администратор»).

Windows 95 включала MS-DOS 7.0, но её функции сводились к загрузке и выполнению 16-битных DOS-приложений. Ядро Windows 95 — VMM — использовало DOS только для некоторых обращений, а главная функция DOS — файловая система FAT — не использовалась. Интерфейс между VMM и DOS никогда не публиковался, и Эндрю Шульман (автор книги «Недокументированный Windows 95») обнаружил недокументированные вызовы DOS, которые использовались только для поддержки VMM.

Список версий:

• Windows 95 (24 августа 1995 года) — в этой ОС появились кнопка «Пуск», панель задач и кнопки закрытия окон, а также возможности Интернета
• Windows 98 (25 июня 1998 года) — первая система, созданная специально для домашних пользователей, которая содержала улучшенный поиск информации на ПК и в Интернете, поддерживала DVD и USB, имела панель быстрого запуска программ. Последняя система, основанная на MS-DOS
• Windows 98 SE (Second Edition) (9 мая 1999 года)
• Windows ME (2000) — обладала улучшенным воспроизведением видео и музыки, повышенной надёжностью и System Restore, с Windows Media Player и Windows Movie Maker

Windows NT

Windows NT (аббр. от англ. New Technology) — семейство операционных систем, работающих на процессорах с архитектурами x86, x86-64, ARM^[15][16]. До версии 4.0 включительно Windows поддерживала процессоры Alpha, MIPS и PowerPC. Все операционные системы этого семейства являются полностью 32- или 64-битными и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки. Только в этом семействе есть 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.

Семейство Windows NT базируется на разделении адресных пространств между процессами, что позволяет каждому процессу работать с выделенной ему памятью. Однако он не может записывать данные в память других процессов, драйверов и системного кода.

Операционные системы семейства Windows NT относятся к ОС с вытесняющей многозадачностью. При этом процессорное время разделяется между потоками по принципу «карусели», где каждому потоку выделяется квант времени (в Windows 2000 — около 20 мс), если все потоки имеют одинаковый приоритет. Если поток отказывается от выделенного ему кванта времени, система перехватывает управление и передает его другому потоку, сохраняя при этом состояние всех регистров процессора в специальной структуре в оперативной памяти — контексте потока. Этого достаточно для возобновления работы потока в будущем.

Список версий:

• Windows NT 3.1 (1993)
• Windows NT 3.5 (1994)
• Windows NT 3.51 (1995)
• Windows NT 4.0 (1996)
• Windows 2000 — Windows NT 5.0 (2000)
• Windows XP^[5][17] — Windows NT 5.1 (2001)
• Windows XP 64-bit Edition — Windows NT 5.2 (2003)
• Windows Server 2003 — Windows NT 5.2 (2003)
• Windows XP Professional x64 Edition — Windows NT 5.2 (2005)
• Windows Home Server — Windows NT 5.2 (2007)
• Windows Vista — Windows NT 6.0 (2007)
• Windows Server 2008 — Windows NT 6.0 (2008)
• Windows Small Business Server — Windows NT 6.0 (2008)
• Windows 7^[18][19] — Windows NT 6.1 (2009)
• Windows Server 2008 R2 — Windows NT 6.1 (2009)
• Windows Home Server 2011 — Windows NT 6.1 (2011)
• Windows 8^{[20][21][22][23][24][25]} — Windows NT 6.2 (2012)
• Windows Server 2012 — Windows NT 6.2 (2012)
• Windows 8.1^[26] — Windows NT 6.3 (2013)
• Windows Server 2012 R2 — Windows NT 6.3 (2013)
• Windows 10^{[27][28][29][30]} — Windows NT 10.0 (2015)^[31][32][33]
• Windows Server 2016 — Windows NT 10.1 (2016)
• Windows Server 2019 — Windows NT 10.2 (2019)
• Windows 11 — Windows NT 10.0.22000 (2021)
• Windows Server 2022 — Windows NT 10.3 (2021)

Семейство мобильных операционных систем Microsoft Windows

Операционные системы реального времени данного семейства специально разработаны для мобильных устройств и поддерживают процессоры ARM, MIPS, SuperH и x86. В отличие от остальных операционных систем Windows эти системы продаются только вместе с готовыми устройствами: смартфонами, карманными персональными компьютерами, GPS-навигаторами, MP3-проигрывателями и др. Под термином Windows CE понимают только ядро операционной системы. Например, Windows Mobile 5.0 включает ядро Windows CE 5.0. Windows Phone и Windows 10 Mobile неактуальны в связи с тем, что уступили популярность Android и iOS.

Список версий:

• Windows CE
• Windows Mobile
• Windows Phone
• Windows 10 Mobile

Windows IoT

Windows IoT (ранее — Windows Embedded) — семейство операционных систем реального времени, специально разработанных для использования в качестве встраиваемых систем. Данные ОС имеют такое же ядро, как и версии семейства Windows CE, и поддерживают процессоры ARM, MIPS, SuperH и x86. Windows IoT включает дополнительные функции по встраиванию, такие как фильтр защиты от записи (EWF и FBWF), возможность загрузки с флеш-памяти, CD-ROM, сети, использование собственной оболочки системы и т. д.

Операционные системы данного семейства не продаются отдельно: они поставляются только вместе с готовыми устройствами, такими как банкоматы, медицинские приборы, навигационное оборудование, «тонкие» клиенты, VoIP-терминалы, медиапроигрыватели, цифровые рамки (альбомы), кассовые терминалы, платёжные терминалы, роботы, игровые автоматы, музыкальные автоматы и др.

Список версий^[34]:

• Windows Embedded CE
• Windows Embedded Standard
• Windows Embedded POSReady
• Windows Embedded Enterprise
• Windows Embedded Industry
• Windows Embedded NavReady
• Windows Embedded Handheld
• Windows Embedded Server
• Windows 10 IoT Core
• Windows 10 IoT Core Services
• Windows 10 IoT Enterprise

Windows Server

Windows Server — семейство серверных систем, предназначенных для использования на серверных компьютерах и ноутбуах.

Список версий:

• Windows Server 2003
• Windows Server 2003 R2
• Windows Home Server 2007
• Windows Server 2008
• Windows Server 2008 R2
• Windows Home Server 2011
• Windows Server 2012
• Windows Server 2012 R2
• Windows Server 2016
• Windows Server 2019
• Windows Server 2022

Windows Azure

Windows Azure — облачная операционная система компании Microsoft, предназначенная для разработки и запуска веб-приложений, которые выполняются на сервере поставщика, а не на компьютере пользователя. Входит в состав платформы Microsoft Azure^[35].

В пакет Windows входят стандартные приложения^[36], такие как браузер (Internet Explorer и Microsoft Edge), почтовый клиент (Outlook Express или Почта Windows), музыкальный и видеопроигрыватель (Проигрыватель Windows Media). Их компоненты могут использоваться в приложениях сторонних производителей с помощью технологий COM и OLE. Начиная с Windows 98 и более новых версий эти продукты являются неотъемлемой частью системы (ранее их можно было бесплатно скачать с официального сайта Microsoft, но для установки некоторых из них требовалась лицензионная версия ОС). Запуск этих программ под другими операционными системами возможен только с помощью эмуляторов среды Windows (Wine).

Список основных стандартных приложений:

• Paint
• WordPad
• Блокнот
• Internet Explorer
• Звукозапись
• Калькулятор
• Командная строка
• Подключение к удалённому рабочему столу
• Проводник
• Центр синхронизации
• Windows Power Shell

Коммерческий продукт, дополняющий возможности Microsoft Windows. Последней редакцией была Plus! SuperPack, которая включала заставки, темы, игры и мультимедийные приложения. Microsoft Plus! впервые был анонсирован 31 января 1994 года под кодовым названием Frosting^[37]. Поддержка была прекращена в пользу Ultimate Extras для Windows Vista и Windows 7.

Согласно данным ресурса StatCounter, на март 2023 года Windows — самая популярная операционная система в мире (доля на мировом рынке — 70 %)^[2]. Среди достоинств операционных систем Microsoft Windows пользователи выделяют следующие^[38]:

• простота использования;
• наличие разнообразного программного обеспечения сторонних производителей (AutoCAD, Photoshop и др.);
• игровая платформа;
• персонализация (частичная);
• автоматические обновления;
• драйверы для периферийных устройств и др.

На июнь 2019 года ОС Windows была установлена не менее чем на 88,5 % персональных компьютеров и рабочих станций. По данным компании Net Applications, на июнь 2019 года рыночная доля Windows составила 88,33 %. Среди различных версий Windows, по данным W3Schools, с июля 2017 года наиболее популярна Windows 10^[39] (около 37 %). На февраль 2019 года доля мобильных версий Windows составила 0,16 %, версий для ПК — 74,0 %^[39][40].

Популярность различных версий Windows по данным статистических агрегаторов, %^[41][42]

По данным группы компаний Softline, в течение первого полугодия 2023 года продажи цифровых копий операционных систем Windows на российском рынке сократились на 78 % по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года. Продажи коробочных версий Windows в РФ в годовом исчислении упали в 10 раз. Наблюдающаяся ситуация объясняется импортозамещением в сфере программного обеспечения в условиях сложившейся геополитической обстановки. В Softline отмечают, что по состоянию на август 2023 года распродаются складские остатки Windows и постепенно реализуется процесс отключения возможности приобретения ОС через Интернет^[44].

• В Windows нельзя создать папки con, prn, aux, nul, так как эти слова были зарезервированы для обозначения устройств ввода-вывода.
• На рекламу Windows 95 было потрачено более $300 млн.
• Создатели Windows разработали компьютерную версию игры Реверси для обучения пользователей обращению с мышкой посредством кликов по фишкам. Существует мнение, что для этих же целей была сделана игра «Сапёр»^[45].

• Microsoft
• Билл Гейтс
• Пионеры Windows
• Windows API
• Проводник Windows
• Многозадачность
• Windows Script Host

• Ливингстон Б., Таррот П. Секреты Microsoft Windows Vista = Windows Vista Secrets. — М.: Диалектика, 2007. — С. 456. — ISBN 0-7645-7704-2.
• Мак-Федрис П. Microsoft Windows 7. Полное руководство = Microsoft Windows 7 Unleashed. — М.: Вильямс, 2012. — С. 800. — ISBN 978-5-8459-1614-3.
• Томашевский Д. Microsoft Windows 8. Руководство пользователя = Microsoft Windows 8. Руководство пользователя. — Вильямс, 2013. — С. 352. — ISBN 978-5-8459-1827-7.

• http://windows.microsoft.com/ru-ru/windows/home — официальный сайт Windows
• Центр загрузки Майкрософт: Windows
• Официальный блог Windows. Дата обращения: 9 октября 2023.

Вообще, самый удобный язык для системного программирования — это C. Плюс к этому существуют довольно сильные opmimizing compilers, компиляторы с очень продуманной оптимизацией. В C есть ряд удобных вещей — таких как union, например. В паскале / delphi строгая типизация, которую можно обойти, конечно, довольно легко с использованием указателей, к примеру, но все это будет сложнее и менее удобно реализовываться. Есть примеры -и ОС на паскале-подобных языках, вроде ОС на FreePascal (StreamOS, DelphineOS).

А DOS’ы на C писались, тот же MSDOS, тот же замечательный FreeDOS. Компактные ядра, загрузчики на ASM, остальное на C.

Все это не значит, что Delphi, FPC и VPC — плохие паскале-подобные языки, здесь вопрос в самих компиляторах и принципе строгой типизации. Немного переработать тот же FreePascal и спокойно можно будет функциональные OC писать.

Хотя уже, к примеру, тот же FPC написан на FreePascal и уже давно компилирует сам себя, перспективы развития есть. Что очень важно, он реализует целый ряд диалектов языка, что значит, есть возможности и для расширения.

Есть множество ОС на чистом ассмеблере, тот же MenuetOS / Kolibri, просто уникальная и ультракомпактная мини ОС.

Раньше наши отечественные ОС, варианты ДОС, писались на ASM, причиной чему были жесткие ограничения по ОЗУ, дисковому пространству и быстродействию.