Windows NT 3.1: o primeiro Windows verdadeiramente de 32 bits

Nesta postagem contarei a história do primeiro Windows inteiramente de 32 bits, o Windows NT 3.1! Conhecer as suas concepções, objetivos e como se deu o seu projeto e desenvolvimento é bastante interessante, pois afinal das contas ele é o bisavô dos Windows atuais! O NT 3.1 foi o ponto de partida para todos os sistemas operacionais mais famosos e icônicos da Microsoft, tais como o Windows 2000, XP e o 7. Faça uma boa viagem rumo à história da computação moderna!

O processador Intel 860, que
indiretamente batizou o NT

Lançado em 1993, suas origens remetem ao ano de 1988, onde equipes de programadores da Microsoft e da IBM trabalhavam em estreita colaboração para desenvolver uma nova versão do OS/2, que era prometido pelas duas empresas como o sistema operacional "definitivo" não apenas para a plataforma PC, mas que também rodaria de forma nativa em outras plataformas tais como a Alpha da DEC e a MIPS. Esta era uma das premissas do projeto: ser flexível o suficiente para poder rodar em padrões de hardware diversos do Intel x86 (dos PCs) com o mínimo de mudanças no núcleo do sistema. As outras premissas eram que o sistema deveria suportar redes locais nativamente, ser estável e reconhecer mais de um processador, introduzindo o conceito de multiprocessamento às massas.

Uma curiosidade data do início do seu desenvolvimento: para ajudar a preparar o núcleo do sistema para outros padrões de hardware além do x86, foi utilizado um emulador do processador Intel i860, que é um processador RISC lançado pela Intel em 1989 (enquanto que os processadores para PCs da época eram CISC). O nome-código deste processador é N10, o qual indiretamente acabou batizando o novo sistema de OS/2 NT (o T referenciando a ten, ou dez em inglês - o termo "New Technology" só foi adotado depois pela Microsoft). A primeira versão de testes funcional do OS/2 NT foi apresentada em 1989.

A interface do sistema é idêntica ao do Windows 3.1 e 3.11

Para poder ser verdadeiramente multiplataforma, o sistema foi projetado para utilizar o conceito de segmentação do núcleo do sistema operacional (o kernel) em partes menores e menos complexas. No NT tal conceito foi implementado no seu Microkernel e na Camada de Abstração de Hardware, do inglês HAL (Hardware Abstraction Layer). O Microkernel fica entre o nível dos diversos subsistemas do sistema operacional e a HAL, enquanto que esta faz a interface com o hardware propriamente dito. Desta forma, para portar o sistema para uma nova arquitetura de hardware apenas a HAL deve ser adequada, facilitando bastante o processo. Os subsistemas (que rodam sobre o Microkernel) também são um destaque a parte do NT: tornam possível a execução de aplicações OS/2, MS-DOS, Windows de 16 bits, Windows de 32 bits e POSIX, tudo devido à grande flexibilidade do Microkernel e do HAL.

Esquema da arquitetura do Windows NT 3.1 (imagem: Wikipedia)

Tudo ia às mil maravilhas no casamento entre a Microsoft e a IBM até o lançamento do Windows 3.0 em 1990, o qual acabou se tornando um grande sucesso de público e vendas, marcando também o inicio de um mercado forte de aplicativos "for Windows" que não havia em grande escala até o Windows 2.0. O primeiro reflexo disto no projeto do até então conhecido como OS/2 NT foi a inclusão do subsistema de aplicativos Windows de 32 bits, que concentrava a camada de compatibilidade com os softwares de 16 bits tanto para Windows quanto para MS-DOS além de prover suporte para futuros aplicativos Windows de 32 bits que na época ainda não existiam.

Porém a Microsoft começou a perceber que a marca Windows estava se tornando valiosa demais para ser abandonada e começou a desenvolver paralelamente (a partir do projeto do OS/2) o Windows NT, logicamente que sem o conhecimento da IBM.

Gerenciamento de usuários

Em 1991 a IBM descobriu a manobra da Microsoft e rompeu unilateralmente a parceria, continuando a desenvolver sozinha o OS/2, enquanto que a Microsoft prosseguiu com o projeto do Windows NT. Até existe uma piadinha infame que circulava na época, a qual dizia que no divórcio das duas a IBM ficou com a parte que funcionava do sistema e a Microsoft ficou com o resto... :-)

Sob a batuta única da Microsoft, o NT recebeu a denominação oficial de New Technology e a numeração de versão 3.1 de modo a manter a uniformidade com o Windows 3.1 lançado em 1992. A empresa focou os seus esforços para melhorar os subsistemas de compatibilidade com aplicativos MS-DOS e Windows de 16 e de 32 bits, logicamente privilegiando os softwares das suas próprias plataformas, bem como também adotou os conceitos da interface gráfica com o usuário introduzidos com o Windows 3.0.

Apesar do seu conturbado ciclo de desenvolvimento, o NT 3.1 mostrou uma robustez e confiabilidade que eram inéditos até então no mundo Windows. O fato do seu código ser inteiramente de 32 bits e os seus subsistemas de compatibilidade com aplicativos rodarem totalmente protegidos em memória configura uma multitarefa preemptiva (ou multitarefa real) em contraste com a multitarefa cooperativa adotada pelas versões de 16 bits do Windows, tais como o 3.1 e 3.11.

A multitarefa preemptiva permitiu que fosse implementado no NT o conceito WoW, ou Windows on Windows, conceito este que está presente até nos dias atuais. O funcionamento do WoW no NT 3.1 é basicamente o seguinte: sempre que um software para Windows de 16 bits é executado, o NT carrega em memória junto com o aplicativo uma versão compacta do kernel de 16 bits do Windows 3.1. Desta forma o aplicativo acaba tendo um "Windows só para ele", o que elimina completamente a chance de problemas e travamentos como os famosos GPFs (Falha Geral de Proteção, do inglês General Protection Fault). Uma GPF acontece quando um programa "mal-comportado" invade a área de memória ocupada por outro software, algo que era comum no Windows 3.X pelo fato do mesmo não proteger os aplicativos em memória e trabalhar em multitarefa cooperativa - neste modo de multitarefa a alternância entre os softwares em execução é feita por eles próprios e não pelo processador da máquina.

O Paciência não pode faltar no Windows... :-)

E devido à multitarefa preemptiva esta sessão WoW fica completamente isolada e protegida em memória, o que significa que caso ela apresente problemas o Microkernel do NT pode fechá-la sem qualquer prejuízo para os demais serviços do sistema operacional, garantindo desta forma a sua estabilidade.

Conceito semelhante é aplicado para os softwares de modo real do MS-DOS: sempre que uma janela do DOS é iniciada, o NT cria uma sessão Virtual 8086 independente com o núcleo do DOS, igualmente protegida em memória. Desta forma o programa tem um "DOS apenas para ele"! Um parênteses: o modo Virtual 8086 é um recurso incluído pela Intel a partir dos processadores 80386 para permitir que softwares que rodam no modo real funcionem no modo protegido. Na Parte 3 da série de artigos sobre o meu 80286 explico o conceito dos modos real e protegido.

Sessão MS-DOS no Windows NT 3.1

Outra característica importante do NT é o acesso ao hardware pelos aplicativos: estes devem obrigatoriamente utilizar as chamadas presentes na Camada de Abstração de Hardware (HAL) - qualquer tentativa de acesso direto ao hardware é sumariamente barrada. Isto sem dúvida privilegia a estabilidade e a segurança do sistema contra softwares maliciosos, porém às custas de problemas de compatibilidade com softwares que acessam diretamente o hardware, tais como muitos aplicativos para o MS-DOS. Tanto que na época muitos utilizadores do Windows NT 3.1 o mantinham em dual-boot com o MS-DOS e o Windows 3.X para rodar tais softwares.

Por fim, deixo os requisitos de sistema (para a plataforma Intel x86) divulgados pela Microsoft no lançamento do NT 3.1 em 1993:

• Processador 80386 de 25 Mhz; 
• 12 MB de RAM; 
• 75 MB de espaço livre no disco rígido; 
• Placa de vídeo VGA.

Espero que tenham gostado! Em uma futura postagem mostrarei em detalhes o processo de instalação do Windows NT 3.1, caso você queira instalá-lo em um equipamento antigo ou em uma máquina virtual.

Um grande abraço e até a próxima!

Próximo:

Instalando o Windows NT 3.1

Veja também:
Minha experiência pessoal com o Windows 1