Desde su creación, las computadoras digitales han utilizado un sistema de codificación de instrucciones en sistema de numeración binaria. En el origen de la historia de las computadoras ( hace unos cuarenta años), los sistemas operativos no existían y la introducción de un programa para ser ejecutado se convertía en un increíble esfuerzo que solo podía ser llevado a cabo por muy pocos expertos. Esto hacia que las computadoras fueran muy complicadas de usar y que se requiriera tener altos conocimientos técnicos para operarlas.

Además, el tiempo requerido era mucho y los procesos muy lentos, entonces se buscaron medios más elaborados para manipular la computadora. Es entonces cuando surge la idea de crear un medio para que el usuario pueda operar la computadora con un entorno, lenguaje y operación bien definido para hacer un verdadero uso y explotación de esta. Surgen los sistemas operativos.

Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una forma amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes al procesador central para que este realice las tareas necesarias y especificas para completar una orden.

El sistema operativo, es el instrumento indispensable para hacer de la computadora un objeto útil. Bajo este nombre se agrupan todos aquellos programas que permiten a los usuarios la utilización de este enredo de cables y circuitos, que de otra manera serian difíciles de controlar. Un sistema operativo se define como un conjunto de procedimientos manuales y automáticos, que permiten a un grupo de usuarios compartir una instalación de computadora eficazmente.

2. Funciones de los Sistemas Operativos.  

• Interpreta los comandos que permiten al usuario comunicarse con el ordenador.

• Coordina y manipula el hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el mouse.

• Organiza los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas.

• Gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos.

• Servir de base para la creación del software logrando que equipos de marcas distintas funcionen de manera análoga, salvando las diferencias existentes entre ambos

• Sistema Operativo Multitareas: Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario. En la multitarea cooperativa, la que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas en segundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de la tarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicación esta esperando información del usuario), y siempre que esta aplicación lo permita. En los sistemas multitarea de tiempo compartido, como OS/2, cada tarea recibe la atención del microprocesador durante una fracción de segundo.

• Sistema Operativo Monotareas: Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una.

• Sistema Operativo Monousuario: Los sistemas monousuarios son aquellos que nada más puede atender a un solo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se este ejecutando.

• Sistema Operativo Multiusuario: En esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes. En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (timesharing).

• Secuencia por Lotes: La secuencia por lotes o procesamiento por lotes en microcomputadoras, es la ejecución de una lista de comandos del sistema operativo uno tras otro sin intervención del usuario. Procesamiento por lotes también puede referirse al proceso de almacenar transacciones durante un cierto lapso antes de su envío a un archivo maestro, por lo general una operación separada que se efectúa durante la noche. Los sistemas operativos por lotes (batch), en los que los programas eran tratados por grupos (lote) en ves de individualmente. La función de estos sistemas operativos consistía en cargar en memoria un programa de la cinta y ejecutarlo. Al final este, se realizaba el salto a una dirección de memoria desde donde reasumía el control del sistema operativo que cargaba el siguiente programa y lo ejecutaba. De esta manera el tiempo entre un trabajo y el otro disminuía considerablemente.

• Tiempo Real: Procesa las instrucciones recibidas al instante, y una vez que han sido procesadas muestra el resultado.

• Tiempo Compartido: Consiste en el uso de un sistema por más de una persona al mismo tiempo. El tiempo compartido ejecuta programas separados de forma concurrente, intercambiando porciones de tiempo asignadas a cada programa (usuario 

El sistema operativo debe poder tener un mecanismo para retomar un proceso y para sincronizalos. El S.O. carga en memoria toda la información de cada proceso. El manejo de memoria debe mantener información de los espacios ocupados y por quien, decidir que procesos usara la memoria en la medida que esta se torne disponible y ocupar y liberar memoria. La memoria secundaria o virtual es la capacidad que tiene el sistema operativo para manejar espacios de disco como si fuera una extensión de la memoria; esto sirve para el gerenciamiento del espacio libre y la ocupación de espacio. La estructura de un sistema de archivos es en forma de árbol. El sistema de archivos son los archivos y directorios. Las funciones son crear y eliminar archivos, compartir archivos para intercambiar información, agrupar archivos en forma conveniente al usuario, respaldo y recuperación, el acceso de los usuarios a la información sin la necesidad de conocer la ubicación física Interprete de comandos: Es una forma amigable de trabajar sin necesidad de usar programas de bajo nivel para comunicarse con el S.O. 

MS-DOS.

El significado de estas letras es el de Microsoft Disk Operating System. Microsoft es el nombre de la compañía que diseño este sistema operativo, e IBM la compañía que lo hizo estándar al adoptarlo en sus microordenadores. Este sistema operativo emplea discos flexibles con una organización determinada

Los nombres de los ficheros en MS-DOS, para los que se emplean tanto letras como números, se componen de dos partes: el nombre del fichero y la extensión, estando ambos datos separados por un punto. Las diferentes unidades de disco son identificadas por el MS-DOS a través de una letra seguida de dos puntos. Los tipos de extensión más habituales son como aparecería la memoria cargada con ellos; es decir, que pueden cargar directamente a memoria sin el auxilio del sistema operativo.

Los de extensión .EXE precisan que el cargador del DOS los coloque en memoria, lo que significa que el sistema operativo debe estar en memoria. Los del tipo .BAT son los compuestos de comandos que se ejecutan secuencialmente. El sistema operativo tiene varios componentes que son:

• Rutinas de control, que funcionan con el programa IBM.DOS, y se encargan de las operaciones de entrada / salida.

• Procesador de comandos, también llamado COMMAND.COM, que procesa los dos tipos de comandos de que dispone el DOS; es decir, los residentes en memoria o internos, y los no residentes o externos, que residen en el disco del sistema operativo.

• Rutinas de servicios accesibles desde el programa control.

También existe la posibilidad de subdividir el disco en subdirectorios que permiten un empleo más ágil de toda la información. MS-DOS esta lejos de ser el sistema operativo ideal, ya que, de momento, se trata de un sistema monotarea, pero aunque esto se resolviera, seguiría presentando problemas de diseño que provocan que el comportamiento de la máquina sea poco fiable. A pesar de estas desventajas y de que existen otros sistemas operativos en el mundo de la microinformática, hay que tener siempre presente la enorme cantidad de software que se ha desarrollado para DOS y que conviene aprovechar en lo posible.

OS/2.

Desarrollado inicialmente por Microsoft Corporation e International Business Machines (IBM), después de que Intel introdujera al mercado su procesador 80286. Pero la sociedad no duro mucho ya que IBM veía a Windows como una amenaza para el SO/2.

El OS/2 al principio fue muy parecido al MS-DOS, tiene una línea de comando, pero la diferencia que existe con el DOS es el intérprete de comandos, el cual es un programa separado del kernel del sistema operativo y aparece únicamente cuando se hace clic en uno de los iconos "OS/2 prompt" dentro del Workplace Shell. Otra diferencia es que este sí en un sistema operativo multitarea. En el OS/2 muchos de los comandos son idénticos a los de su contra parte pero tiene más comandos debido a que es más grande, completo y moderno.  

Macintosh OS.

El sistema operativo constituye la interfaz entre las aplicaciones y el hardware del Macintosh. El administrador de memoria obtiene y libera memoria en forma automática para las aplicaciones y el sistema operativo. Esta memoria se encuentra normalmente en un área llamada cúmulo. El código de procedimientos de una aplicación también ocupa espacio en el cúmulo

UNIX.

Es un sistema operativo multiusuario que incorpora multitarea.. El sistema operativo UNIX tiene diversas variantes y se considera potente, más transportable e independiente de equipos concretos que otros sistemas operativos porque esta escrito en lenguaje C. El UNIX esta disponible en varias formas, entre las que se cuenta AIX, una versión de UNIX adaptada por IBM (para su uso en estaciones de trabajo basadas en RISC), A/ux (versión gráfica para equipos Apple Macintosh) y Mach (un sistema operativo reescrito, pero esencialmente compatible con UNIX, para las computadoras NeXT).

El UNIX y sus clones permiten múltiples tareas y múltiples usuarios. Su sistema de archivos proporciona un método sencillo de organizar archivos y permite la protección de archivos. Sin embargo, las instrucciones del UNIX no son intuitivas.

Este sistema ofrece una serie de utilidades muy interesantes, como las siguientes:

• Inclusión de compiladores e interpretes de lenguaje.

• Existencia de programas de interfase con el usuario, como ventanas, menús, etc.

• Muchas facilidades a la hora de organización de ficheros.

• Inclusión de lenguajes de interrogación.

• Facilidades gráficas.

• Programas de edición de textos.

Microsoft Windows NT.

Microsoft no solo se ha dedicado a escribir software para PCs de escritorio sino también para poderosas estaciones de trabajo y servidores de red y bases de datos.

El sistema operativo Windows NT de Microsoft es un SO para redes que brinda poder, velocidad y nuevas características; además de las características tradicionales. Es un SO de 32 bits, y que puede trabajar en procesadores 386, 486 y Pentium.

Además de ser multitarea, multilectura y multiprocesador ofrece una interfaz gráfica. Y trae todo el software necesario para trabajar en redes, permitiendo ser un cliente de la red o un servidor.

Microsoft Windows 95.

Es un entorno multitarea dotado de una interfaz gráfica de usuario, que a diferencia de las versiones anteriores, Windows 95 no necesita del MS-DOS para ser ejecutado, ya que es un sistema operativo.

Este SO esta basado en menús desplegables, ventanas en pantalla y un dispositivo señalador llamado mouse. Una de las características principales de Windows 95 es que los nombres de los archivos no están restringidos a ocho caracteres y tres de la extensión, pueden tener hasta 256 caracteres para tener una descripción completa del contenido del archivo. Además posee Plug and Play, una tecnología conjuntamente desarrollada por los fabricantes de PCs, con la cual un usuario puede fácilmente instalar o conectar dispositivos permitiendo al sistema automáticamente alojar los recursos del hardware sin la intervención de usuario.

Los sistemas operativos empleados normalmente son UNIX, Macintosh OS, MS-DOS, OS/2, Windows 95 y Windows NT. El UNIX y sus clones permiten múltiples tareas y múltiples usuarios. Otros SO multiusuario y multitarea son OS/2, desarrollado inicialmente por Microsoft e IBM, Windows NT y Win95 desarrollados por Microsoft. El SO multitarea de Apple se denomina Macintosh OS. El MS-DOS es un SO popular entre los usuarios de PCs pero solo permite un usuario y una tarea.

6. Introducción a Windows NT Server 

Windows NT es un sistema operativo que ayuda a organizar la forma de trabajar a diario con la PC. Las letras NT significan Nueva Tecnología. Fue diseñado para uso de compañías grandes, por lo tanto realiza muy bien algunas tareas tales como la protección por contraseñas. Windows actúa como su ejecutivo personal, personal de archivo, mensajeros, guardias de seguridad, asistentes administrativos y mantenimiento de tiempo completo. Lo que Windows NT no hace bien son los juegos y la multimedia, ya que no ha sido creado para tales usos.

Microsoft Windows NT Server es un sistema operativo diseñado para su uso en servidores de red de área local (LAN). Ofrece la potencia, la manejabilidad y la capacidad de ampliación de Windows NT en una plataforma de servidor e incluye características, como la administración centralizada de la seguridad y tolerancia a fallos más avanzada, que hacen de él un sistema operativo idóneo para servidores de red.

Windows NT Server es a la vez un sistema operativo para computadoras (ordenadores) personales y un sistema operativo para red. Puesto que incorpora funciones de red, las redes de Windows NT Server se integran de forma óptima con el sistema operativo básico, facilitando el uso y la administración de las funciones.

Windows NT Server es un sistema operativo para servidores, ampliable e independiente de la plataforma. Puede ejecutarse en sistemas basados en procesadores Intel x86, RISC y DEC Alpha, ofreciendo al usuario mayor libertad a la hora de elegir sus sistemas informáticos. Es ampliable a sistemas de multiproceso simétrico, lo que permite incorporar procesadores adicionales cuando se desee aumentar el rendimiento.

Internamente posee una arquitectura de 32 bits. Su modelo de memoria lineal de 32 bits elimina los segmentos de memoria de 64 KB y la barrera de 640 KB de MS-DOS.

Posee múltiples threads (subprocesos) de ejecución, lo que permite utilizar aplicaciones más potentes. La protección de la memoria garantiza la estabilidad mediante la asignación de áreas de memoria independientes para el sistema operativo y para las aplicaciones, con el fin de impedir la alteración de los datos. La capacidad de multitarea de asignación prioritaria permite al sistema operativo asignar tiempo de proceso a cada aplicación de forma eficaz. Windows NT Server incluye, asimismo, diversas funciones de red, que se describen brevemente en las siguientes secciones y con más detalle en capítulos posteriores de este manual. 

8. Arquitectura de redes abiertas. 

Windows NT Server es compatible con los estándares NDIS (Especificación de la interfaz del controlador de red) y TDI (Interfaz del controlador de transporte). NDIS es una interfaz estándar para comunicación entre controladores de tarjetas adaptadoras de red y protocolos de red. NDIS le permite combinar y coordinar tarjetas y protocolos de red sin que sea necesario disponer de una versión diferente del protocolo de red para cada tipo de tarjeta. Permite también utilizar varios protocolos en una misma tarjeta de red. Con Windows NT Server se suministran cuatro protocolos compatibles con el estándar NDIS: TCP/IP, Microsoft NWLink, NetBEUI y DLC (Control de vínculos de datos). La interfaz TDI se comunica entre el protocolo de red y el software de red de alto nivel (como el servidor y el redirector). TDI elimina la necesidad de que el redirector y el servidor se comuniquen directamente con los protocolos de red, o de tener información de los mismos, permitiendo de esta forma utilizar protocolos, servidores o redirectores diferentes con Windows NT Server. También es compatible con aplicaciones de RPC (Llamada a procedimientos remotos), aplicaciones de sistema de entrada/salida básico de red (NetBIOS) y aplicaciones con Windows Sockets. 

Arquitectura De Windows NT Con Advanced Server.

Seguridad incorporada 

Windows NT Server incorpora la seguridad en el sistema operativo. El control de acceso discrecional le permite asignar permisos a archivos individuales. El concepto de derechos de usuario le ofrece un sistema de control discrecional de las funciones básicas del sistema, como establecer la hora y cerrar la computadora. Se incluyen, asimismo, funciones completas de auditoría.

Windows NT Server permite crear dominios y establecer relaciones de confianza, con el fin de centralizar las cuentas de usuario de la red y otro tipo de información de seguridad, facilitando el uso y la administración de la red. Con una administración centralizada de la seguridad, sólo es necesario administrar una cuenta por cada usuario. Dicha cuenta permite al usuario acceder a todos los recursos de la red.

Windows NT Server y Windows NT Workstation mantienen una base de datos denominada Registro. Esta base de datos contiene información acerca del sistema operativo, de la computadora y de los usuarios que anteriormente hayan iniciado sesiones en esta computadora. Las aplicaciones que detecten la presencia de Windows NT podrán almacenar en el Registro la información de inicialización.

El Registro reemplaza la necesidad de separar los archivos de configuración. Sin embargo, para ser compatible con aplicaciones escritas para utilizar CONFIG.SYS y AUTOEXEC.BAT, Windows NT automáticamente mantiene y usa versiones de estos archivos que contienen solamente la información de la aplicación.

Administración de las estaciones de trabajo de los usuarios. 

Los perfiles de usuario de Windows NT Server le permiten proporcionar mayor facilidad de uso a los usuarios y al mismo tiempo restringir sus actividades en las estaciones de trabajo. Si desea utilizar perfiles para aumentar la productividad de los usuarios, puede guardar en los servidores un perfil con la configuración y las preferencias de los usuarios, tales como las conexiones de red, los grupos de programas e incluso los colores de la pantalla. Este perfil se utilizará cada vez que el usuario inicie una sesión en cualquier computadora con Windows NT, de forma que el entorno definido por el usuario le siga de una estación de trabajo a otra. Si desea utilizar los perfiles de usuario para limitar las actividades de los usuarios, deberá agregar restricciones al perfil, como por ejemplo, impedir que el usuario cambie los grupos y los elementos de programas que usted haya definido, o inhabilitar parte de la interfaz de Windows NT cuando el usuario haya iniciado una sesión. 

Monitorización del rendimiento.

Windows NT Server incluye también una sofisticada aplicación que permite monitorizar el rendimiento. Puede utilizar esta herramienta para observar, representar gráficamente y registrar cientos de datos estadísticos acerca de tipos específicos de rendimiento, agrupados en categorías generales tales como tráfico entre servidores de la red, rendimiento de los discos, uso de los procesadores, y estadísticas de los servidores y las estaciones de trabajo.

El Monitor de sistema le permite supervisar simultáneamente el rendimiento de un gran número de computadoras remotas, de forma que pueda controlar y comparar simultáneamente el rendimiento y el uso de un gran número de servidores.

Seguimiento de la actividad de la red.

Windows NT Server proporciona numerosas herramientas para realizar el seguimiento de la actividad y el uso de la red. Puede observar los servidores y examinar qué recursos están compartiendo, ver qué usuarios están conectados a un servidor de la red y observar qué archivos tienen abiertos, registrar y ver las anotaciones de auditoría de seguridad, mantener registros de error exhaustivos y especificar las alertas que se deben enviar a los administradores en caso de que se produzcan determinados sucesos. Si su red utiliza el protocolo TCP/IP, podrá emplear también la utilidad de administración SNMP, suministrada con Windows NT Server.

Evaluación.

• La instalación es muy sencilla y no requiere de mucha experiencia.

• Es multitarea y multiusuario.

• Apoya el uso de múltiples procesadores.

• Soporta diferentes arquitecturas.

• Permite el uso de servidores no dedicados.

• Soporta acceso remoto, ofreciendo la detección de intrusos, y mucha seguridad en estas sesiones remotas.

• Apoyo para archivos de DOS y MAC en el servidor.

• El sistema está protegido del acceso ilegal a las aplicaciones en las diferentes configuraciones.

• Permite cambiar periódicamente las contraseñas.

• Soporta múltiples protocolos.

• Carga automáticamente manejadores en las estaciones de trabajo.

• Trabaja con impresoras de estaciones remotas.

• Soporta múltiples impresoras y asigna prioridades a las colas de impresión.

• Muestra estadísticas de Errores del sistema, Caché, Información Del disco duro, Información de Manejadores, Nº de archivos abiertos, Porcentaje de uso del CPU, Información general del servidor y de las estaciones de trabajo, etc.

• Brinda la posibilidad de asignar diferentes permisos a los diferentes tipos de usuarios.

• Permite realizar diferentes tipos de auditorías, tales como del acceso a archivos, conexión y desconexión, encendido y apagado del sistema, errores del sistema, información de archivos y directorios, etc.

• No permite criptografía de llave pública ni privada.

• No permite realizar algunas tareas en sesiones remotas, como instalación y actualización.

Desventajas de Windows NT.

• Tiene ciertas limitaciones por RAM, como: Nº Máximo de archivos abiertos y almacenamiento de disco total.

• Requiere como mínimo 16 Mb en RAM y un procesador Pentium de 133 MHz o uno superior.

• El usuario no puede limitar la cantidad de espacio en el disco duro.

• No soporta archivos de NFS.

• No ofrece el bloqueo de intrusos.

• No soporta la ejecución de algunas aplicaciones para DOS.

Fallas.

Aparte de los problemas con los manejadores de hilos y otras aplicaciones, encontramos que es particularmente frustrante la falta de una documentación adecuada que pueda prevenir totalmente una falla.

Podríamos hacer una conexión y utilizar el IP bajo un modo nivelado con utilidades «Ping» al igual que «FTP», pero cualquier intento por ver archivos compartidos e impresores fallaron. Encontramos documentación para muchos nuevos rasgos en particular, para la asignación «Built-In» que es para la asignación de ruta del multiprotocolo y la garantía de IP está completamente inadecuada.

Los cambios que presenta la versión revisada de Windows NT son significativos en cuanto a las diferencias que presentan con las versiones anteriores. Las combinaciones de Windows NT nos proporcionan mejoras en cuanto a la ejecución, proporcionan rasgos nuevos y los usuarios cuentan con la versión revisada de Windows NT 3.x.

• Es nueva tecnología para el mundo de las PC y es diferente por su ambiente gráfico, pero realmente no es nueva tecnología.

• Está basado en variaciones del kernel de Mac de UNIX. La arquitectura del microkernel soporta aplicaciones no diseñadas para Windows NT.

• Operaciones básicas de sistemas y otras capas sobre ella.

• Soporta 5 subsistemas: Windows 32 bits / Windows 16 bits / DOS / POSIX / OS/2.

• Funciona como Cliente – Servidor en un ambiente de red.

• Permite desarrollar servicios de redireccionamiento para LAN Manager de Mips, RISC y Digital Alpha.

• Soporta sistemas de multiproceso.

• Cada aplicación se encuentra ejecutando en un hilo tratado como una caja multiprocesadora.

• Al igual que OS/2 ejecuta aplicaciones con errores de codificación, principalmente al ejecutarse en procesadores 386 y 486.

• Cada aplicación es limitada a un espacio de memoria (Esquema de direccionamiento de 32 bits real). Ejecuta aplicaciones de 16 y 32 bits y de otros Sistemas Operativos y para RISC de 64 bits.

• Existe una versión para Laptop.

• Soporta la tecnología Plug-in para sistemas API y sistemas de archivos instalables.

• También cuenta con servicios básicos de redes y APIs para archivos, manejadores de impresión, manejo de mensajes y seguridad directa. Aplicaciones para redes digitales que pueden ejecutarse en diferentes plataformas.

• Implanta facilidades para el uso de OSF, DCE y RPCs.

• Para facilitar los puertos de aplicación aísla el kernel del Hardware (Tipo de interfaz para el Sistema Operativo), con lo que se logra la portabilidad o compatibilidad a nivel de código.

• Provee datos, aplicaciones y protección del sistema contra accesos inadvertidos.

• Permite a los usuarios un acceso seguro a más información sin comprometer la seguridad del sistema.

• Conserva las principales características del servidor 3.51 incluso el protocolo nativo NetBEUI, IPX y TCP/IP.

• Soporta hasta 256 usuarios, administración de multidominio y replicación de directorio.

• Nuevas o mejoradas herramientas de administración y perfeccionamiento en la ejecución.

• El servidor NT relacionado con Internet, envía la información con el servidor de Internet IIS versión 2.0. También hace uso del FTP. Relaciona nuevos rasgos punto a punto con el protocolo PPTP y TCP/IP.

• Ayuda a consolidar la posición de NT como la plataforma del servidor en escenarios de Internet.

• Adopta el estilo de Unix de servicio de dominio DNS como norma.

• Incluye herramientas basadas en el Web referentes a la administración.

• VISIÓN GENERAL.

Seguridad.

Windows NT ofrece gran seguridad por medio del acceso por cuentas y contraseñas. Es decir un usuario debe tener su cuenta asignada y una contraseña para poder tener acceso al sistema.

Contiene protecciones para directorios, archivos, y periféricos, es decir que todo esto se encuentra con una contraseña para poder ser utilizados.

CONCEPTO DE DERECHOS: Permite a un grupo de usuarios efectuar determinadas operaciones.

CUENTA ADMINISTRADOR: Controla todos los permisos y con ellas se puede: dar de alta; asignar cuentas; cancelar derechos

Comunicación: Permite acceder y compartir discos en red.

Permite compartir archivos, directorios y periféricos.

12. Funcionamiento de la seguridad en la red. 

Windows NT Server incorpora diversos métodos de seguridad. Estos métodos proporcionan numerosas formas de controlar la actividad de los usuarios, sin impedirles por ello el acceso a los recursos que necesitan. El fundamento de la seguridad de Windows NT es que todos los recursos y acciones están protegidos por el control de acceso discrecional, que significa que es posible permitir a determinados usuarios acceder a un recurso o realizar una determinada acción, y al mismo tiempo impedírselo a otros usuarios. Además, la seguridad es muy granular

Con Windows NT Server, la seguridad está integrada en el sistema operativo desde el principio, en lugar de incorporarse al mismo como un componente adicional. Esto significa que los archivos y otros recursos pueden protegerse incluso de los usuarios que trabajan en la misma computadora donde se encuentre el recurso, así como de los usuarios que accedan al recurso a través de la red. Windows NT Server incorpora medidas de seguridad incluso para las funciones básicas del sistema, como el propio reloj de la computadora.

Windows NT Server ofrece asimismo un modelo lógico de administración que permite administrar de un modo eficaz una red de gran tamaño. Cada usuario sólo necesita disponer de una única cuenta, que se almacena de modo centralizado. Esta única cuenta puede proporcionar al usuario el acceso a cualquier recurso de la red, independientemente del lugar donde se encuentre.

• Soporta servicios básicos de redes de trabajo: Manejadores de impresión; Manejo de mensajes.

• Seguridad directa.

• Tienen soporte para sistemas distribuidos y concurrencia real.

 Funcionamiento de Windows NT Server con otro software de red.

Windows NT Server está diseñado para su uso en servidores de grandes redes. Funciona de forma óptima con otros sistemas operativos de red fabricados por Microsoft. Windows NT Workstation es el sistema operativo más adecuado para los clientes que precisen altos rendimientos de la red. Windows NT Workstation está diseñado para usuarios avanzados, desarrolladores de software y para aplicaciones críticas; además, traslada al escritorio muchas de las funciones de seguridad de Windows NT Server. Al igual que ocurre en Windows NT Server, tanto la seguridad como las funciones de red están integradas en él sistema operativo.

Windows NT Server también es compatible con los sistemas Microsoft LAN Manager 2.x. Las computadoras que funcionen bajo MS-DOS, Windows 3.1 y OS/2 que posean software para estaciones de trabajo LAN Manager pueden acceder a servidores en los que se ejecute Windows NT Server. Los servidores de LAN Manager 2.x (tanto en sistemas OS/2 como UNIX) pueden funcionar con servidores en los que se esté ejecutando Windows NT Server, incluso en el mismo dominio.

La Conexión con Internet.

Windows NT también hace uso del FTP que es nativo del WEB. Este le permite introducir los nuevos rasgos punto a punto que están relacionados con Internet, al igual que con el protocolo PTPP y el TCP / IP esto puede ayudar a consolidar la posición de NT como la plataforma del servidor de Internet. Microsoft adopta finalmente el estilo de UNIX referente a los dominios y lo implanta como una norma. Es sencillo hacer uso de éste, únicamente basta con nombrar el servicio DNS.

Puede teclear ahora en DNS el nombre del dominio y se conseguirá que el IP se direccione automáticamente, además se reconocerán los nombres válidos, aunque el funcionamiento del DNS es un poco arrogante, el organizador lo tiene disponible.  

Sistemas de Archivos.

Tiene 3 diferentes tipos y uno nuevo desarrollado por NT. Los primeros 3 son para compatibilidad: FAT para DOS; HPFS para OS/2; CDFS se usa para acceder discos compactos; NTFS es el sistema de archivos propio de Windows NT, el cual está basado en un sistema de transacciones, es decir que tiene la capacidad de almacenar una gran cantidad de operaciones a disco para que en el caso de alguna falla este elemento pueda ser usado para la reconstrucción del sistema de archivos del disco.

Multitarea 

Para la ejecución simultánea de múltiples tareas NT utiliza: Manager; Scheduler; Manejador de excepciones e interrupciones. Mecanismos de sincronización. El usuario puede dejar ejecutando alguna tarea en una ventana y seguir trabajando en otra.

Memoria Virtual.

NT tiene un manejador de memoria virtual que permite el uso de un espacio de direccionamiento de 2 GB. Este espacio de direccionamiento esta protegido de otros procesos del sistema. Traduce direcciones virtuales a direcciones físicas. Y también se encarga del problema de traer y llevar páginas de disco a memoria y de memoria a disco.

• Protocolos que Soporta.

• NetBEUI.

• TCP/IP.

• IPX/SPX.

• Banyan

• DECnet.

• Apple Talk.

• Ventajas de NDIS.

DIS ofrece un conjunto de normas para la comunicación entre protocolos y controladores de tarjetas adaptadoras. Así, en cualquier estación de trabajo podrá utilizarse cualquier combinación de controladores de protocolo compatibles con NDIS junto con cualquier controlador de tarjeta adaptadora de red compatible con NDIS.

Es probable que las computadoras existentes en su red tengan distintos tipos de tarjetas adaptadoras de red, por lo que necesitará distintos controladores de tarjetas adaptadoras de red. Gracias al estándar NDIS, podrá utilizar exactamente el mismo controlador de protocolo en todas sus estaciones de trabajo, sin necesidad de disponer de una versión diferente del protocolo para cada tarjeta adaptadora de red, como sucedería si utilizase pilas de protocolos monolíticas.

Con Windows NT las tarjetas inteligentes apenas representan una ventaja, ya que es Windows NT, con sus controladores, quien realiza la mayor parte del trabajo de procesamiento relacionado con la red.

Además, NDIS permite que varios protocolos utilicen una misma tarjeta de red. Normalmente, cuando se utiliza un protocolo monolítico con una tarjeta adaptadora de red, dicho protocolo monopoliza la tarjeta de red, impidiendo la utilización de otros protocolos con dicha tarjeta.

En una computadora con Windows NT, cada uno de los enlaces entre un protocolo y una tarjeta adaptadora de red tiene asignado un número de adaptador de red local. Cuando instale Windows NT en una computadora, Windows NT asignará automáticamente números de adaptador de red local a los enlaces entre protocolos y tarjetas adaptadoras de red. Sólo necesitará cambiar estos números de adaptador de red local si tiene alguna aplicación NetBIOS que exija la utilización de un determinado número de adaptador de red local.

Microsoft ofrece cuatro protocolos para utilizar con Windows NT: TCP/IP, NWLink, NetBEUI y DLC (Control de vínculo de datos). Debe elegir el modo en que se utilizará uno o varios de estos protocolos en su red. En las siguientes secciones se indican el uso, las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. 

Funcionamiento de TCP/IP. 

TCP/IP son las siglas en inglés de Protocolo de control de transmisión/Protocolo Internet. Fue desarrollado a finales de los años 70, como resultado de un proyecto de investigación sobre interconexión de redes realizado por la Agencia de proyectos de investigación avanzada para la defensa (DARPA) de Estados Unidos. La principal ventaja y utilidad de TCP/IP es que es un protocolo estándar y reencaminable; se trata del protocolo más completo y aceptado de todos los existentes. Permite comunicarse a través de redes interconectadas con distintos sistemas operativos y arquitecturas de hardware, como UNIX o computadoras principales, así como con Windows NT.

TCP/IP ofrece además compatibilidad con Internet, un conjunto de redes y pasarelas (gateways) interconectadas que vinculan numerosas universidades, empresas, organismos gubernamentales e instalaciones militares de todo el mundo. Además, TCP/IP es necesario para poder utilizar el sistema de administración de red SNMP (Protocolo simple para la administración de redes). SNMP puede utilizarse para monitorizar cualquier computadora con Windows NT que utilice TCP/IP como protocolo principal o como protocolo adicional.

TCP/IP ofrece la interfaz de Windows Sockets 1.1, un marco multiplataforma cliente-servidor que resulta idóneo para desarrollar aplicaciones cliente-servidor que puedan funcionar con pilas de otros fabricantes que se ajusten a Windows Sockets. Las aplicaciones Windows Sockets pueden aprovechar otros protocolos de red, como Microsoft NWLink.

TCP/IP de Microsoft utiliza también la interfaz de NetBIOS, comúnmente conocida como Petición para comentarios (RFC) de NetBIOS. Además, Microsoft proporciona diversas utilidades TCP/IP para su uso con TCP/IP en Windows NT.

Es el protocolo más aceptado, aunque no es tan rápido como NetBEUI en redes locales de pequeño tamaño.

Funcionamiento de NetBEUI.

 NetBEUI (Interfaz extendida de usuario de NetBIOS) fue presentado por primera vez por IBM en 1985. NetBEUI es un protocolo compacto, eficiente y rápido.

En 1985, cuando fue desarrollado el protocolo NetBEUI, se consideró que las redes locales estarían segmentadas en grupos de trabajo de entre 20 y 200 computadoras y que se utilizarían pasarelas (gateways) para conectar cada segmento de red local con otro segmento de red local, o con una computadora principal.

NetBEUI está optimizado para obtener un rendimiento muy elevado cuando se utiliza en redes locales o segmentos de redes locales departamentales. En cuanto al tráfico cursado dentro de un segmento de red local, NetBEUI es el más rápido de los protocolos suministrados con Windows NT.

En sentido estricto, NetBEUI 3.0 no es realmente NetBEUI, sino más bien un protocolo con formato de trama de NetBIOS (NBF). NetBEUI utiliza la interfaz NetBIOS como su interfaz de nivel superior, mientras que NBF se ajusta al estándar de Interfaz de controlador de transporte (TDI). (Si desea obtener más información sobre TDI, consulte la sección "Concepto de nivel TDI", más adelante en este mismo capítulo). No obstante, NBF es totalmente compatible e interoperable con el NetBEUI incluido en productos anteriores de red de Microsoft y, en las pantallas de Windows NT, se hace referencia a él como NetBEUI.

Fue concebido expresamente para la comunicación dentro de redes locales pequeñas y, por lo tanto, es muy rápido. Tiene buena protección frente a errores y utiliza poca memoria. Sin embargo, no admite encadenamientos y su rendimiento en redes de área amplia (WAN) es pobre.

Puesto que NetBEUI es muy rápido para comunicaciones dentro de redes locales de pequeño tamaño, pero su rendimiento es peor para las comunicaciones con redes de área amplia (WAN), un método recomendable para configurar una red es utilizar NetBEUI y otro protocolo, como TCP/IP, en cada una de las computadoras que necesiten acceder a otras computadoras a través de un encaminador o una red de área amplia.

Funcionamiento de DLC (Control de vínculo de datos). 

A diferencia de NetBEUI y TCP/IP, el protocolo DLC no ha sido diseñado para servir de protocolo principal entre PC. Por el contrario, se suele utilizar DLC con Windows NT si se necesita que las computadoras con Windows NT accedan a computadoras principales IBM o si se está configurando una impresora que se conecta directamente a un cable de red.

Si se desea utilizar DLC para permitir la comunicación entre computadoras con Windows NT y computadoras principales, bastará con añadir el protocolo DLC como protocolo adicional en cada una de las computadoras que se comunican realmente con las computadoras principales. No será necesario que instale DLC en todas las computadoras de la red.

A diferencia de los otros protocolos de Windows NT, como NetBEUI o TCP/IP, el protocolo DLC no se encuadra dentro de los niveles de redes o de transporte del modelo de referencia OSI, sino que ofrece a los programas de alto nivel una interfaz directa con el nivel de vínculos de datos.

Configuración de RPC.

Windows NT permite utilizar aplicaciones distribuidas basadas en RPC (Llamada a procedimientos remotos). Microsoft RPC consta de un conjunto de servicios y bibliotecas de tiempo de ejecución que permiten ejecutar bajo Windows NT una aplicación distribuida. Una aplicación distribuida consta de múltiples procesos que colaboran para llevar a cabo una determinada tarea. Estos procesos pueden estar ejecutándose en una misma computadora o en varias diferentes.

Microsoft RPC utiliza un proveedor de servicio de nombres para localizar y registrar los servidores de la red. Los proveedores de servicio de nombres para Microsoft RPC deben ajustarse al estándar NSI (Interfaz de servicio de nombres) de Microsoft RPC. NSI consta de un conjunto de funciones de la API (Interfaz de programación de aplicaciones) que permiten el acceso y la manipulación de una base de datos del servicio de nombres. Una base de datos de servicio de nombres es una base de datos que contiene entradas para servidores, para grupos y para perfiles.

La administración de una red local bajo Windows NT se basa en los dominios y relaciones de confianza.

La unidad básica de la administración centralizada y la seguridad en Windows NT Server es el dominio. Un dominio es un grupo de servidores que ejecutan Windows NT Server y que, en cierto modo, funcionan como un único sistema. Todos los servidores con Windows NT Server de un dominio utilizan el mismo conjunto de cuentas de usuario, por lo que sólo es necesario escribir una vez la información de una cuenta de usuario para que todos los servidores del dominio reconozcan dicha cuenta.

Dentro de los servidores de un dominio existen dos jerarquías: el servidor PDC (Primary Domain Controller) y los servidores BDC (Backup Domain Controller). Por cada dominio ha de haber un PDC y sólo uno, y posiblemente varios BDC. Cuando el administrador del dominio da de alta un nuevo usuario, lo hace sobre el PDC. Los datos sobre los usuarios se guardan en una base de datos llamada SAM, que la tiene cualquier servidor. El PDC se encarga de copiar esa base de datos de usuarios a todos los BDCs de su dominio de manera periódica. Con sólo dar de alta un usuario en el PDC, ese usuario automáticamente puede acceder a cualquier servidor del dominio y además usando el mismo nombre de usuario y la misma palabra de paso. Este proceso de copia periódica de la SAM se denomina replicación.

Los dominios de una red se relacionan mediante el concepto de Trust o Relación de Confianza. Se dice que un dominio A confía en otro B, o que hay establecida una relación de confianza desde A hacia B, cuando cualquier usuario autorizado en el dominio B puede entrar sin más en el dominio A. Esta relación de confianza son vínculos entre dominios, que permiten realizar una autenticación transparente, en virtud de la cual un usuario sólo poseerá una cuenta de usuario en un dominio pero podrá acceder a toda la red.

Un grupo local es un grupo de usuarios, de manera que cualquier usuario del grupo puede entrar y acceder a los recursos del servidor PDC del dominio al que pertenece el grupo. Un grupo local se define como perteneciente a un dominio.

Un grupo global es igual que el anterior excepto en que puede ser visto también por todos los dominios que confían en el dominio al que pertenece el grupo. La diferencia entre local y global es, pues, el ámbito de visibilidad. Si A confía en B, y definimos en B un grupo global, entonces ese grupo también se puede utilizar en A. 

Dominios: unidades administrativas básicas. 

La agrupación de computadoras en dominios proporciona dos grandes ventajas a los usuarios y administradores de la red. Lo que es más importante, los servidores de un dominio constituyen una unidad administrativa única que comparte la información de seguridad y de cuentas de usuario. Cada dominio posee una base de datos que contiene las cuentas de los usuarios y grupos, y las configuraciones del plan de seguridad. Todos los servidores del dominio que funcionen como controlador principal de dominio o como controlador de reserva mantendrá una copia de esta base de datos.

La segunda ventaja de los dominios es la comodidad que brindan al usuario: cuando un usuario examine la red para buscar recursos disponibles, observará que está agrupada en dominios, en lugar de ver los servidores e impresoras de toda la red al mismo tiempo 

Nota: No debe confundirse el concepto de dominio de Windows NT Server con los dominios del protocolo de red TCP/IP. Un dominio TCP/IP describe parte de la Internet TCP/IP y no tiene nada que ver con los dominios de Windows NT Server. 

• Relaciones de confianza: vínculos entre dominios. 

Estableciendo relaciones de confianza entre los dominios de la red, se permitirá que determinadas cuentas de usuario y grupos globales puedan utilizarse en dominios distintos de aquél en el que estén situadas dichas cuentas. Ello facilita en gran medida la administración, ya que cada cuenta de usuario tiene que crearse una sola vez para toda la red. Además, ofrece la posibilidad de acceder a cualquier computadora de la red y no únicamente a las computadoras de uno de los dominios.

Cuando se establezca una relación de confianza entre dominios, uno de los dominios (el dominio que confía) confiará en el otro (el dominio en el cual se confía). A partir de entonces, el dominio que confía reconocerá a todos los usuarios y cuentas de grupo globales del dominio en el cual se confía. Estas cuentas podrán utilizarse como se desee dentro del dominio que confía; podrán iniciar sesiones en estaciones de trabajo situadas en el dominio que confía, integrarse en grupos locales dentro de dicho dominio, y recibir permisos y derechos dentro de ese dominio.

Las relaciones de confianza pueden ser unidireccionales o bidireccionales. Una relación de confianza bidireccional es simplemente un par de relaciones unidireccionales, en virtud del cual cada dominio confía en el otro.

El requisito mínimo de un dominio es un servidor con Windows NT Server, que actúa como controlador principal de dominio y que almacena la copia principal de la base de datos de grupos y usuarios del dominio. Si se desea, un dominio puede incluir también otros servidores adicionales que actúen como controladores de reserva. 

• Controlador principal de dominio.

El controlador principal de dominio de un dominio de Windows NT Server debe ser un servidor que ejecute Windows NT Server. Cualquier modificación a la base de datos de grupos y usuarios del dominio deberá realizarse en la base de datos que está almacenada en el controlador principal de dominio. El Administrador de usuarios para dominios no permite modificar directamente la base de datos de usuarios de un servidor de dominio que no sea el controlador principal de dominio.

• Controladores de reserva.

Los controladores de reserva que ejecuten Windows NT Server almacenarán también copias de la base de datos de cuentas del dominio. La base de datos de cuentas del dominio estará duplicada en todos los controladores de reserva del dominio.

Todos los controladores de reserva, además del controlador principal de dominio, podrán procesar las peticiones de inicio de sesión por parte de las cuentas de usuario del dominio. Cuando el dominio reciba una petición de inicio de sesión, el controlador principal de dominio o cualquier controlador de reserva podrá autentificar el intento de inicio de sesión. Es conveniente que en un dominio haya uno o varios controladores de reserva, además del controlador principal de dominio. Estos servidores adicionales proporcionan un mecanismo de seguridad: si el controlador principal de dominio no está disponible, un controlador de reserva podrá ser promovido al puesto de controlador principal de dominio, lo cual permitirá al dominio seguir funcionando. La existencia de varios controladores de dominio permite también distribuir la carga de trabajo relacionada con las peticiones de inicio de sesión, lo cual resulta especialmente útil en dominios con un gran número de cuentas de usuario.

i en un dominio hay varios servidores que ejecutan Windows NT Server, uno de ellos será el controlador principal de dominio. Debe configurar al menos otro servidor como controlador de reserva. Si el dominio tiene servidores situados en distintas ubicaciones físicas conectadas mediante un vínculo de red de área amplia (WAN), cada ubicación deberá tener al menos un controlador de reserva.

• Servidores.

Además de los controladores principales y de reserva de dominio, existe otro tipo de servidor que ejecuta Windows NT Server. Se trata de servidores designados como "servidores", no como controladores de dominio. Estos servidores pueden participar en un dominio, si bien no es necesario. Un servidor que participa en un dominio no consigue realmente una copia de la base de datos de usuarios del dominio, pero tiene acceso a todas las ventajas de la base de datos de usuarios y grupos del dominio.

Un servidor que no participa en ningún dominio sólo tiene su propia base de datos de usuarios y procesa por su cuenta las peticiones de inicio de sesión. No comparte la información sobre cuentas con ninguna otra computadora y no puede utilizar cuentas de ningún otro dominio.

Si es posible que el servidor se mueva a otro dominio en el futuro. Es más sencillo mover un servidor de un dominio a otro que mover un controlador de reserva de un dominio a otro.

• Introducción.

windows NT presenta una arquitectura del tipo cliente-servidor. Los programas de aplicación son contemplados por el sistema operativo como si fueran clientes a los que hay que servir, y para lo cual viene equipado con distintas entidades servidoras.

o de los objetivos fundamentales de diseño fue el tener un núcleo tan pequeño como fuera posible, en el que estuvieran integrados módulos que dieran respuesta a aquellas llamadas al sistema que necesariamente se tuvieran que ejecutar en modo privilegiado (también llamado modo kernel, modo núcleo y modo supervisor). El resto de las llamadas se expulsarían del núcleo hacia otras entidades que se ejecutarían en modo no privilegiado (modo usuario), y de esta manera el núcleo resultaría una base compacta, robusta y estable. Por eso se dice que Windows NT es un sistema operativo basado en micro-kernel 

Por tanto en un primer acercamiento a la arquitectura se distingue un núcleo que se ejecuta en modo privilegiado, y se denomina Executive, y unos módulos que se ejecutan en modo no privilegiado, llamados subsistemas protegidos. 

Los programas de usuario (también llamados programas de aplicación) interaccionan con cualquier sistema operativo (S.O. en adelante) a través de un juego de llamadas al sistema propio de dicho sistema. En el mundo Windows en general, las llamadas al sistema se denominan API (Application Programming Interfaces, interfaces para la programación de aplicaciones).

• Los subsistemas protegidos.

Son una serie de procesos servidores que se ejecutan en modo no privilegiado, al igual que los procesos de usuario, pero que tienen algunas características propias que los hacen distintos. 

Se inician al arrancar el S.O. y existen dos tipos: integrales y de entorno.

Un subsistema integral es aquel servidor que ejecuta una función crítica del S.O. (como por ejemplo el que gestiona la seguridad). Un subsistema de entorno da soporte a aplicaciones procedentes de S.O. distintos, adaptándolas para su ejecución bajo Windows NT. Existen tres de este tipo:

• Win32, que es el principal, y proporciona la interfaz para aplicaciones específicamente construidas para Windows NT.

• POSIX, que soporta aplicaciones UNIX.

• OS/2, que da el entorno a aplicaciones procedentes del S.O. del mismo nombre.

• El subsistema Win32.

Es el más importante, ya que atiende no sólo a las aplicaciones nativas de Windows NT, sino que para aquellos programas no Win32, reconoce su tipo y los lanza hacia el subsistema correspondiente. En el caso de que la aplicación sea MS-DOS o Windows de 16 bits (Windows 3.11 e inferiores), lo que hace es crear un nuevo subsistema protegido. Así, la aplicación DOS o Win16 se ejecutaría en el contexto de un proceso llamado VDM (Virtual DOS Machine, máquina virtual DOS), que no es más que un simulador de un ordenador funcionando bajo MS-DOS. Las llamadas al API Win16 serían correspondidas con las homónimas en API Win32. Microsoft llama a esto WOW (Windows On Win32). El subsistema soporta una buena parte del API Win32. Así, se encarga de todo lo relacionado con la interfaz gráfica con el usuario (GUI), controlando las entradas del usuario y salidas de la aplicación.

• El subsistema POSIX.

La norma POSIX (Portable Operating System Interface for UNIX) fue elaborada por IEEE para conseguir la portabilidad de las aplicaciones entre distintos entornos Windows NT,UNIX, VMS, etc. Se trata de un conjunto de 23 normas, identificadas como IEEE 1003.0 a IEEE 1003.22, o también POSIX.0 a POSIX.22, de las cuales el subsistema POSIX soporta la POSIX.1, que define un conjunto de llamadas al sistema en lenguaje C. El subsistema sirve las llamadas interaccionando con el Executive.

• El subsistema OS/2.

Igual que el subsistema POSIX proporciona un entorno para aplicaciones UNIX, este subsistema da soporte a las aplicaciones del S.O. OS/2. Proporciona la interfaz gráfica y las llamadas al sistema; las llamadas son servidas con ayuda del Executive.

• El subsistema proceso de inicio.

El proceso de inicio (Logon Process) recibe las peticiones de conexión por parte de los usuarios. En realidad son dos procesos, cada uno encargándose de un tipo distinto de conexión: el proceso de inicio local, que gestiona la conexión de usuarios locales directamente a una máquina Windows NT; y el proceso de inicio remoto, el cual gestiona la conexión de usuarios remotos a procesos servidores de NT.

• El subsistema de seguridad.

Este subsistema interacciona con el proceso de inicio y el llamado monitor de referencias de seguridad, de esta forma se construye el modelo de seguridad en Windows NT. El subsistema de seguridad interacciona con el proceso de inicio, atendiendo las peticiones de acceso al sistema. Consta de dos subcomponentes: la autoridad de seguridad local y el administrador de cuentas.

El primero es el corazón del subsistema de seguridad, en general gestiona la política de seguridad local, así, se encarga de generar los permisos de acceso, de comprobar que el usuario que solicita conexión tiene acceso al sistema, de verificar todos los accesos sobre los objetos (para lo cual se ayuda del monitor de referencias a seguridad) y de controlar la política de auditorías, llevando la cuenta de los mensajes de auditoría generados por el monitor de referencias. El administrador de cuentas mantiene una base de datos con las cuentas de todos los usuarios (login, claves, identificaciones, etc.).

• El Executive.

No debemos confundir el Executive con el núcleo de Windows NT, aunque muchas veces se usan (incorrectamente) como sinónimos. El Executive consta de una serie de componentes software, que se ejecutan en modo privilegiado, uno de los cuales es el núcleo. Dichos componentes son totalmente independientes entre sí, y se comunican a través de interfaces bien definidas. En el diseño se procuró dejar el núcleo tan pequeño como fuera posible y, su funcionalidad es mínima.

• El administrador de objetos (Object Manager).

Se encarga de crear, destruir y gestionar todos los objetos del Executive. Se tiene infinidad de objetos: procesos, subprocesos, ficheros, segmentos de memoria compartida, semáforos, mutex, sucesos, etc. Los subsistemas de entorno (Win32, OS/2 y POSIX) también tienen sus propios objetos. Por ejemplo, un objeto ventana es creado (con ayuda del administrador de objetos) y gestionado por el subsistema Win32. La razón de no incluir la gestión de ese objeto en el Executive es que una ventana sólo es innata de las aplicaciones Windows, y no de las aplicaciones UNIX o OS/2. Por tanto, el Executive no se encarga de administrar los objetos relacionados con el entorno de cada S.O. concreto, sino de los objetos comunes a los tres.

• El administrador de procesos (Process Manager).

Se encarga (en colaboración con el administrador de objetos) de crear, destruir y gestionar los procesos y subprocesos. Una de sus funciones es la de repartir el tiempo de CPU entre los distintos subprocesos. Suministra sólo las relaciones más básicas entre procesos y subprocesos, dejando el resto de las interrelaciones entre ellos a cada subsistema protegido concreto. Por ejemplo, en el entorno POSIX existe una relación filial entre los procesos que no existe en Win32, de manera que se constituye una jerarquía de procesos. Como esto sólo es específico de ese subsistema, el administrador de objetos no se entromete en ese trabajo y lo deja en manos del subsistema.

• El administrador de memoria virtual (Virtual Memory Manager).

Windows NT y UNIX implementan un direccionamiento lineal de 32 bits y memoria virtual paginada bajo demanda. El VMM se encarga de todo lo relacionado con la política de gestión de la memoria. Determina los conjuntos de trabajo de cada proceso, mantiene un conjunto de páginas libres, elige páginas víctima, sube y baja páginas entre la memoria RAM y el archivo de intercambio en disco, etc.

• El administrador de entrada/salida (I/O Manager).

Consta de varios subcomponentes: el administrador del sistema de ficheros, el servidor de red, el redirector de red, los drivers de dispositivo del sistema y el administrador de cachés. Buena parte de su trabajo es la gestión de la comunicación entre los distintos drivers de dispositivo, para lo cual implementa una interfaz bien definida que permite el tratamiento de todos los drivers de una manera homogénea, sin preocuparse del funcionamiento específico de cada uno. Trabaja en conjunción con otros componentes del Executive, sobre todo con el VMM. Le proporciona la E/S síncrona y asíncrona, la E/S a archivos asignados en memoria y las caches de los ficheros. El administrador de caches no se limita a gestionar unos cuantos buffers de tamaño fijo para cada fichero abierto, sino que es capaz de estudiar las estadísticas sobre la carga del sistema y variar dinámicamente esos tamaños de acuerdo con la carga. El VMM realiza algo parecido en su trabajo.

• El monitor de referencias a seguridad.

Este componente da soporte en modo privilegiado al subsistema de seguridad, con el que interacciona. Su misión es actuar de alguna manera como supervisor de accesos, ya que comprueba si un proceso determinado tiene permisos para acceder a un objeto determinado, y monitoriza sus acciones sobre dicho objeto. De esta manera es capaz de generar los mensajes de auditorías. Soporta las validaciones de acceso que realiza el subsistema de seguridad local.

• El núcleo (Kernel).

Situado en el corazón de Windows NT, se trata de un micro-kernel que se encarga de las funciones más básicas de todo el sistema operativo: ejecución de subprocesos, sincronización multiprocesador, manejo de las interrupciones hardware.

• El nivel de abstracción de hardware (HAL).

Es una capa de software incluida en el Executive que sirve de interfaz entre los distintos drivers de dispositivo y el resto del sistema operativo. Con el HAL, los dispositivos se presentan al S.O. como un conjunto homogéneo con el cual interacciona a través de un conjunto de funciones bien definidas. Estas funciones son llamadas tanto desde el S.O. como desde los propios drivers. Permite a los drivers de dispositivo adaptarse a distintas arquitecturas de E/S sin tener que ser modificados en gran medida. Además oculta los detalles hardware que conlleva el multiprocesamiento simétrico de los niveles superiores del S.O.

• Llamadas a procedimientos locales y remotos.

Windows NT, al tener una arquitectura cliente-servidor, implementa el mecanismo de llamada a procedimiento remoto (RPC) como medio de comunicación entre procesos clientes y servidores, situados ambos en máquinas distintas de la misma red. Para clientes y servidores dentro de la misma máquina, la RPC toma la forma de llamada a procedimiento local (LPC).

• Llamada a Procedimiento Remoto (Remote Procedure Call -RPC).

Se puede decir que el sueño de los diseñadores de Windows NT es que algún día se convierta en un sistema distribuido puro, es decir, que cualquiera de sus componentes pueda residir en máquinas distintas, siendo el kernel en cada máquina el coordinador general de mensajes entre los distintos componentes. En la última versión de Windows NT esto no es aún posible. No obstante, el mecanismo de RPC permite a un proceso cliente acceder a una función situada en el espacio virtual de direcciones de otro proceso servidor situado en otra máquina de una manera totalmente transparente. Vamos a explicar el proceso en conjunto.

Suponiendo se tiene un proceso cliente ejecutándose bajo una máquina A, y un proceso servidor bajo una máquina B. El cliente llama a una función f de una biblioteca determinada. El código de f en su biblioteca es una versión especial del código real; el código real reside en el espacio de direcciones del servidor. Esa versión especial de la función f que posee el cliente se denomina proxy. El código proxy lo único que hace es recoger los parámetros de la llamada a f, construye con ellos un mensaje, y pasa dicho mensaje al Executive. El Executive analiza el mensaje, determina que va destinado a la máquina B, y se lo envía a través del interfaz de transporte. El Executive de la máquina B recibe el mensaje, determina a qué servidor va dirigido, y llama a un código especial de dicho servidor, denominado stub, al cual le pasa el mensaje. El stub desempaqueta el mensaje y llama a la función f con los parámetros adecuados, ya en el contexto del proceso servidor. Cuando f retorna, devuelve el control al código stub, que empaqueta todos los parámetros de salida (si los hay), forma así un mensaje y se lo pasa al Executive. Ahora se repite el proceso inverso; el Executive de B envía el mensaje al Executive de A, y este reenvía el mensaje al proxy. El proxy desempaqueta el mensaje y devuelve al cliente los parámetros de retorno de f. Por tanto, para el cliente todo el mecanismo ha sido transparente. Ha hecho una llamada a f, y ha obtenido unos resultados; ni siquiera tiene que saber si el código real de f está en su biblioteca o en una máquina situada tres plantas más abajo, esta es la elegancia de las RPC.

• Llamada a procedimiento local (Local Procedure Call -LPC).

Las LPC se pueden considerar una versión descafeinada de las RPC. Se usan cuando un proceso necesita los servicios de algún subsistema protegido, típicamente Win32.

El proceso cliente tiene un espacio virtual de 4 Gb. Los 2 Gb inferiores son para su uso (excepto 128 Kb). Los 2 Gb superiores son para uso del sistema. Suponiendo que el cliente realiza una llamada a la función CreateWindow. Dicha función crea un objeto ventana y devuelve un descriptor al mismo. No es gestionada directamente por el Executive, sino por el subsistema Win32 (con algo de colaboración por parte del Executive, por supuesto; por ejemplo, para crear el objeto). El subsistema Win32 va guardando en su propio espacio de direcciones una lista con todos los objetos ventana que le van pidiendo los procesos. Por consiguiente, los procesos no tienen acceso a la memoria donde están los objetos; simplemente obtienen un descriptor para trabajar con ellos. Cuando el cliente llama a CreateWindow, se salta al código de esa función que reside en la biblioteca USER32.DLL asignada en el espacio de direcciones del cliente. Por supuesto, ese no es el código real, sino el proxy. El proxy empaqueta los parámetros de la llamada, los coloca en una zona de memoria compartida entre el cliente y Win32, pone al cliente a dormir y ejecuta una LPC. La facilidad de llamada a procedimiento local del Executive captura esa llamada, y en el subsistema Win32 se crea un subproceso que va a atender a la petición del cliente.

Ese subproceso es entonces despertado, y comienza a ejecutar el correspondiente código de stub. Los códigos de stub de los subsistemas se encuentran en los 2 Gb superiores (los reservados) del espacio virtual del proceso cliente. El stub correspondiente desempaqueta los parámetros del área de memoria compartida y se los pasa a la función CreateWindow situada en el espacio de Win32. Ése sí es el código real de la función.

Cuando la función retorna, el stub continúa, coloca el descriptor a la ventana en la memoria compartida, y devuelve el control de la LPC al Executive. El subproceso del Win32 es puesto a dormir. El Executive despierta al subproceso cliente, que estaba ejecutando código proxy. El resto de ese código lo que hace es simplemente tomar el descriptor y devolverlo como resultado de la función CreateWindow.