Windows操作系统发展简史

Windows操作系统发展简史
     20世纪80年代后期，当时的UNIX操作系统已经发展得相当成熟，例如在人机界面上已经有了X Window，已经开始使用鼠标器，也已经有了“客户机/服务器（Client/Server）”的结构模式。当时的一些“工作站”实际上已经具备了现代 桌面应用所需的大多数基本要素。同时，由于PC功能与性能的日渐提高，当时甚至已经有人将UNIX移植到PC上，例如当时的Xenix就是PC上的 UNIX。而微软为PC开发的操作系统，则还是采用命令行模式的DOS。相比之下，当时微软的产品无论从哪一个角度说都还只能是下里巴人，与阳春白雪的 UNIX不可同日而语。然而，那时的绝大部分公众对于计算机基本上相当于文盲，对于计算机应用的要求也还很低，所以下里巴人的DOS恰好获得了“和者众” 的效果，而阳春白雪的UNIX则反倒不免曲高和寡。然后，到了90年代前期，在UNIX这一边有了类似于Xenix但是公开源代码的Linux。而微软这 一边，则先后有了Windows 3.1、Windows 95，并已开始开发Windows NT。然而相比之下当时微软所提供的操作系统产品仍只能说是下里巴人，因为Windows 3.1和Windows 95乃至Windows 98实际上都是基于DOS的，而DOS在严格的意义上至少称不上是现代的操作系统。所以，UNIX/Linux阵营的人们长期以来从技术上鄙视 Windows也是事出有因，并非全是门户之见。但是，经过这么多年的发展，微软的操作系统产品走过了一条与用户水平同步提高的过程。到了现在，如果继续 从技术上鄙薄微软的操作系统产品，那就错了。事实上，现在的Windows与UNIX/Linux一样都是阳春白雪，只是现在用户的水平也已提高，不再会 因为曲高而和寡，更何况用户早已熟悉了Windows，进而竟离不开Windows了。回顾从20世纪80年代至今的历程，微软的操作系统产品与用户一起 走过了一个从低到高同步提高，从而日益普及的历程，获得了商业上的巨大成功。
     现在的Windows操作系统，问题不在于技术上是否先进，而在于不公开源代码，使人们无法根据第一手的资料深入了解其实现，使公众在一定程度上处于不知 情的境地。不过，这种不知情主要是在具体实现方面的，而不是机理方面的。事实上，如果只从机理、技术方面考察，则现在的Windows与Linux其实是 很相似的。事实上微软的操作系统产品一直在从UNIX/Linux吸取营养，最明显的就是Windows的“视窗”机制显然借鉴了X Window。即便是在DOS时代，例如DOS命令行的输出“重定向”和“管道”机制，就不能不令人联想起UNIX命令行中的相应机制，所不同者倒是 UNIX中的这些机制功能更强、更灵活。
    另一方面，正因为微软的操作系统产品一直是商品，其技术上的发展就受到一定的限制，这是因为：
    作为商品，其更新换代的速度不能过快，技术上的步子不能迈得太大。
    作为商品，新老产品兼容的问题更为突出。这样，如果某种机制的设计“先天不足”，后面就比较难以弥补。
    尽管如此，经过二十多年的发展，现在的Windows操作系统从技术上说大体与现代的UNIX/Linux相当，在一些细节上则各有千秋。当然，要是从市场占有率上说，那就具有压倒性优势了。
    在Windows操作系统的发展历程中，Windows NT特别是Windows NT 4.0的开发有着划时代的意义。在此之前的Windows版本，以及与此同期的Windows 95/98都是基于DOS的，大体上只是在DOS外面包了一层类似于X Window的外壳，使它看起来像个现代的操作系统而已。微软自己也知道，沿着这条路很快就会走到尽头，必须采用较新的操作系统技术才有出路；所以从80 年代末90年代初就决心要开发新一代的Windows，并将其称为NT，即采用“新技术（New Technology）”的Windows。事有凑巧，当时的DEC公司正好有一批研发VMS操作系统的骨干人员想要离开，于是就一起到了微软，这里面技 术上的领头人就是后来成为Windows NT总设计师的David Cutler，还有后来写了《Microsoft Windows Internals》一书的David Solomon。VMS是DEC公司为其VAX小型机开发的操作系统，虽然没有UNIX和后来的Windows那么流行，却确实可以说是个现代意义上的操 作系统。与UNIX大体上属于同一时代。这些人为微软带来了VMS的技术和经验，使Windows NT特别是Windows NT 4.0的开发取得了成功。很自然地，今天的Windows NT带着来自VMS的基因，以至于有人调侃说：把VMS三个字母各加上1，就成了WNT。但是，从另一个角度来看，这也说明所谓“新技术”其实基本上就是 VMS和UNIX已经采用了的技术。
    当然，Windows NT并不是VMS的简单重构，在Windows NT里面也可以看到MACH的影子。MACH是卡内基•梅隆大学开发的一个微内核操作系统，其实MACH也是从  UNIX变过来的。微内核操作系统的特点是把内核尽量缩小，而改由各种服务进程来提供原本由内核提供的功能，微内核系统的最大优点就是灵活性好。所以，早 期的Windows NT带有明显的微内核痕迹，但是后来发现由服务进程提供的服务毕竟效率比较低，所以又逐步移回到内核中，后来甚至变本加厉，把图形功能也移到了内核中。因 此，现在的Windows内核实际上包括了两大部分，一部分是本来意义上的操作系统内核，另一部分则是移到了内核中即系统空间中的视窗服务，前者的映像是 ntoskrnl.exe，后者的映像是win32k.sys。而在Linux中，则后一部分就是用户空间的视窗服务进程X Server。有时候可以听到人们在说Windows的内核比Linux的大很多，似乎本不应该有这么大，之所以有这么大是因为设计或实现得不好。其实不 然，Windows内核之所以大，是因为把图形界面也移到了内核中，如果把X Server也移到Linux内核中，那么Linux内核一样也会有这么大。
    在早期的Windows系统中，视窗应用只是三个“子系统”之一，另两个子系统是POSIX和OS/2。前者提供类似于UNIX的应用界面，是出于政府采 购的要求；后者提供与OS/2操作系统的兼容性，那是因为当时的微软与IBM有着比较密切的合作关系。当然，微软的主要精力都集中在视窗子系统上。在后来 的发展中，渐渐地另两个子系统变得不那么重要了，因而就慢慢淡出了。另一方面，早期的Windows操作系统并非专门针对Intel的x86系列CPU， 特别是当时还有由DEC公司开发的ALPHA处理器，可是后来几经周折ALPHA处理器也慢慢淡出，现在的Windows特别是作为桌面系统的 Windows，就变成专门针对x86系列的了；只有用于（小型）嵌入式系统特别是手持设备的WinCE是个例外。
    从老一代Windows包括Windows 95/98向新一代Windows的过渡，到了Windows 2000才基本完成。许多人把Windows 2000称为Windows NT 5.0，就是因为Windows NT 4.0是个转折点，是个新的基础。至于Windows XP，那又是一个新的Windows NT版本。甚至更新的Longhorn，其基础仍旧是Windows NT。所以，Windows NT 4.0之于微软的操作系统，就像80386之于Intel的微处理器一样，都是具有划时代意义的。从那以后，无论是Intel的微处理器还是微软的 Windows，都没有发生进一步的根本性的质的变化，虽然也在发展，但是总体上属于小修小补，属于“量变”的范畴。