Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

В Windows NT предусмотрены списки управления доступом, с помощью которых возможна реализация групп привилегий пользователей, но большое количество унаследованного кода игнорирует их, а операционная система допускает это для того, чтобы не повредить обратной совместимости. Отсутствуют средства управления безопасностью сообщений между GUI-клиентами[33], а их добавление также нарушило бы обратную совместимость.

Несмотря на то, что в NT используется MMU, в версиях данной системы после 3.5, исходя из соображений производительности, графический интерфейс системы встроен в то же адресное пространство, что и привилегированное ядро. Последние версии содержат в пространстве ядра даже Web-сервер в попытке достичь скорости, присущей Web-серверам на основе Unix.

Подобные бреши во внутренних границах производят синергетический эффект, делая действительную безопасность NT-систем фактически невозможной[34]. Если нарушитель может запустить код как практически любой пользователь (например, используя способность программы Outlook обрабатывать почтовые макросы), то данный код может фальсифицировать сообщения через систему окон к любому другому запущенному приложению. Любое переполнение буфера или взлом в GUI-интерфейсе или Web-сервере также может быть использован для захвата контроля над всей системой.

Поскольку Windows должным образом не управляет контролем версий программных библиотек, данная система страдает от хронической конфигурационной проблемы, которая называется "DLL hell" (ад DLL). Данная проблема связана с тем, что при установке новых программ возможно случайное обновление (или напротив, запись более старых версий поверх новых) библиотек, от которых зависят существующие программы. Это относится как к системным библиотекам, поставляемым производителем, так и к библиотекам приложений: нередко приложения поставляются с определенными версиями системных библиотек, и в случае их отсутствия аварийно завершают работу[35].

К важнейшим свойствам Windows NT можно отнести предоставление данной системой достаточных средств для поддержки технологии Cygwin, которая представляет собой уровень совместимости, реализующий Unix как на уровне утилит, так и на уровне API-интерфейсов, с необыкновенно малым количеством компромиссов[36]. Cygwin позволяет C-программам использовать как Unix, так и Windows API-интерфейсы, а поэтому пользуется чрезвычайной популярностью у Unix-хакеров, вынужденных работать на Windows-системах.

Целевой аудиторией операционных систем Windows NT главным образом являются нетехнические конечные пользователи, которые характеризуются низкой толерантностью относительно сложности интерфейса. Windows NT используется как в роли клиентской, так и в роли серверной системы.

В начале своей истории корпорация Microsoft зависела от сторонних разработчиков, поставляющих приложения. Первоначально Microsoft публиковала полную документацию на Windows API и сохраняла невысокий уровень цен на средства разработки. Однако со временем и по мере исчезновения конкурентов, стратегия Microsoft сместилась в сторону поддержки собственных разработок, компания стала скрывать API-функции от внешнего мира, а средства разработки стали более дорогими. С выходом Windows 95 Microsoft стала требовать неразглашения соглашений в качестве условия приобретения профессиональных средств разработки.

Культура разработчиков-любителей и энтузиастов, которая выросла вокруг DOS и ранних версий Windows, была достаточно распространенной, чтобы оставаться самодостаточной вопреки нарастающим усилиям Microsoft, которая пыталась блокировать разработчиков (включая такие меры, как сертификационные программы, разработанные для того, чтобы объявить любителей вне закона). Условно бесплатные программы не исчезали, и политика Microsoft после 2000 года начала отчасти разворачиваться в обратном направлении под давлением рынка операционных систем с открытыми исходными кодами и языка Java. Однако Windows-интерфейсы для "профессионального" программирования с годами становились все более сложными, представляя увеличивающиеся барьеры для любительского (или серьезного) программирования.

В результате произошло предельно четкое разделение стилей разработки практикуемых любителями и профессиональными NT-разработчиками. Две эти группы только общаются. Тогда как любительская культура небольших инструментов и условно бесплатных программ весьма жива, профессиональные NT-проекты склонны к созданию огромных монолитов, даже более громоздких, чем программы, характерные для "элитных" операционных систем, наподобие VMS.

Unix-подобные средства оболочки, наборы команд и библиотечные API-интерфейсы доступны в Windows посредством библиотек сторонних разработчиков, включая UWIN, Interix и библиотеку с открытым исходным кодом Cygwin.

3.2.5. BeOS

Компания Be Inc. была основана в 1989 году как производитель аппаратного обеспечения в виде передовых многопроцессорных машин на основе микросхем PowerPC. Операционная система BeOS была попыткой компании Be повысить стоимость аппаратного обеспечения путем создания новой, сетевой модели операционной системы, учитывающей уроки Unix и MacOS, но не являющейся подобием одной из них. В результате появилась изящная, ясная и интересная конструкция с превосходной производительностью в предопределенной для нее роли мультимедийной платформы.

Унифицирующими идеями данной BeOS были "заполняющая параллельная обработка" (pervasive threading), мультимедийные потоки и файловая система, выполненная в виде базы данных. BeOS была спроектирована для минимизации задержек в ядре, что делало его применимым для обработки в реальном времени больших объемов таких данных, как аудио- и видео-потоки. "Пареллельные процессы" (threads) BeOS по существу были легковесными процессами в терминологии Unix, так как они поддерживали локальную память процесса и, следовательно, не обязательно совместно использовали все адресное пространство. Межпроцессный обмен данными посредством совместно используемой памяти был быстрым и эффективным.

BeOS придерживалась модели Unix в том, что не имела файловой структуры выше байтового уровня. Подобно MacOS, операционная система BeOS поддерживала и использовала атрибуты файлов. По сути, файловая система BeOS была базой данных с возможностью индексации по любому атрибуту.

Одним из элементов, заимствованных BeOS у Unix, была логичная конструкция внутренних границ. В описываемой системе полностью использовался блок MMU, и работающие процессы были надежно изолированы друг от друга. Несмотря на то, что BeOS представлялась как однопользовательская операционная система (без необходимости регистрации в системе), в ее файловой системе и во всем внутреннем устройстве поддерживались Unix-подобные группы привилегий. Они использовались для защиты важнейших системных файлов от воздействия ненадежного кода. В терминологии Unix пользователь во время загрузки регистрировался в системе как анонимный гость, а другим единственным "пользователем" был root. Полная многопользовательская функциональность потребовала бы небольших изменений в верхних уровнях системы и по сути была представлена утилитой BeLogin.

BeOS более стремилась к использованию двоичных форматов файлов и собственной базе данных, встроенной в файловую систему, чем к Unix-подобным текстовым форматам.

Предпочтительным стилем пользовательского интерфейса был GUI и он весьма склонялся к опыту MacOS в области дизайна интерфейсов. Вместе с тем также полностью поддерживались CLI-интерфейс и сценарии. Оболочкой командной строки была перенесенная с Unix программа bash(1), доминирующая Unix-оболочка с открытым исходным кодом, работающая посредством библиотеки совместимости POSIX. Благодаря такой конструкции, преобразование программного обеспечения Unix CLI было очень простым. В системе присутствовала инфраструктура для поддержки всего разнообразия сценариев, фильтров и служебных демонов, сопутствующих Unix-модели.

BeOS была предназначена для работы в качестве клиентской операционной системы, специализирующейся на обработке мультимедийных данных (особенно обработке звука и видео) почти в реальном времени. Целевая аудитория данной системы включала в себя технических и деловых конечных пользователей, предполагающих умеренную толерантность к сложности интерфейса.

Препятствия на пути к разработке BeOS-приложений были небольшими. Несмотря на то, что операционная система была частной, средства разработки были недорогими, и доступ к полной документации не представлял сложности. Проект BeOS начался как часть усилий по освобождению от аппаратного обеспечения Intel с RISC-технологией, и после взрывного роста Internet продолжался исключительно как программный проект. Его стратеги изучили опыт периода формирования Linux в начале 90-х годов и были полностью осведомлены о значении крупной базы любительской разработки. Фактически они преуспели в привлечении верных последователей; в 2003 году не менее пяти отдельных проектов пытались возродить операционную систему BeOS в открытом исходном коде.