Microsoft Windows

Microsoft Windows（マイクロソフト・ウィンドウズ）は、マイクロソフトが開発及びライセンス販売を行うコンピュータのオペレーティング環境（Windows 3.0まで）及びオペレーティングシステム（Windows 3.1以降）である。

「Windows」は、これまで同社から出荷された数多くのオペレーティング環境及びオペレーティングシステム (OS) に付けられているシリーズ名である。「Windows 9x系」や「Windows NT系」、「Windows Embededd CE」の製品を総じて指し、それぞれの間で改良・機能追加が施されている。

特徴

グラフィカルユーザインタフェース (GUI) を採用し、主に「インテルアーキテクチャ」と呼ばれるプロセッサを搭載したコンピュータで動作する。かつては、内部構造の全く異なるWindows 9x系とWindows NT系に分かれていたが、現在では9x系の開発とサポートは終了しNT系に一本化されている。

NT系においてはマイクロカーネルアーキテクチャを採用した実装によりHALと呼ばれるハードウェア抽象化レイヤーを挟むことによって、様々なアーキテクチャのCPU上に移植する事が可能な構造となっている。Windows NT 4.0以前は、x86以外にもMIPS、PowerPC、Alphaと様々なCPUに対応していたが、Windows 2000以降は、主にIA-32、AMD64およびIA-64という3つのアーキテクチャ向けに提供されている。パーソナルコンピュータ（パソコン）用市場においては、パソコンのセット・部品メーカー、ソフトウェア開発企業がWindowsへの対応と互換性を念頭において製品開発を進めているため、市場におけるコンピュータソフト・ハードとの互換性・対応数はOSの中で最も高い。

マイクロソフトは（周辺機器を除く）ハードウェア開発を行わず、様々なメーカーへのOS供給に徹したことによってシステムのインストールベースを増やす事に成功した。パソコン用としては世界一の販売数、パソコン市場のOSシェアでは約95%という驚異的な数字を誇る。Windowsの操作法を知るユーザーと対応ソフトウェア・ハードウェアの多さから、サーバなどパソコン以外の市場においても大きくシェアを伸ばした。

頑ななまでに互換性を重視した設計が特徴で、2008年現在発売されている最新バージョンのWindows Vistaであっても、普及初期のWindows 3.1以前向けに作成されたアプリケーションが、そのまま動作可能な場合すらある。旧バージョンとの各種ソフトウェアやハードウェアとの互換性はかなり高いと言える。

Windows 95からWindows 98、Windows Meに至るいわゆる9x系は動作の安定性に劣り、批判されることが多かったが、Windows XP以後はNT系に移行したことにより概ね改善されている。また、UNIXに比べセキュリティの面で批判されることが多かったが（ただしこれは他のOSと比較して圧倒的なユーザー数の差に要因があり、標的の的になりやすいためであるとする意見もある）、近年においては、セキュリティや信頼性の改善が進み、古くなったパソコンの買い替え需要とともに安定した販売を記録している。その圧倒的なユーザー数と販売手法により、「独占禁止法」に触れるのではないかとする意見も多く聞かれる。

なおマイクロソフト (OS)・インテル（ハードウェア）両社の組み合わせはWindows搭載パソコンの大多数を占め、パソコン市場全体で見ても圧倒的な規模に達するため、特に（俗に）ウィンテルと呼ばれることもある。

歴史

今でこそグラフィカルなインターフェイスが特徴のWindowsだが、初期のWindows 1.0は、独立したOSではなくMS-DOS上で動くアプリケーションの一種で拡張シェルに過ぎなかった。MS-DOSの扱える640KBのコンベンショナルメモリをさらにWindowsのシステムに占有されたため、実際にアプリケーションを動かすためのフリーメモリがほとんど残らず実用には程遠い物だった。

また、当時のマシンの処理能力の低さから、1.0では現在のようにウィンドウを重ねて表示する事が出来ず、複数のウィンドウを開いた場合はウィンドウの数だけ画面内の表示が分割されるという形になっていた。実際にウィンドウの重ね合わせが可能となったのは後続のWindows 2.0である。MS-DOSから利用出来るメモリ容量を拡張するEMSメモリを利用する事によって、一応は640KB以上のメインメモリが利用できるようになり、1.0より大幅に実用性は高まった。

Windowsが広まり始めるのは、3.0になってからである。3.0では、インターフェイス、タスク管理、メモリ管理など、各種機能が網羅的に強化された。日本では、当時のDOS/Vブームとともに後継である3.1がブレイクすることになった。サードパーティー製のソフトウェアも徐々に増え、不足していたネットワーク機能などが供給されるようになってきた。

その後、爆発的なブレイクとなった1995年に発表されたWindows 95では、32ビットに対応し、ほとんどの作業がマウス操作で行えるようになるなど、本格的な改良が施された。特に80386の保護仮想モードを利用することによって、限定的ながらもメモリ保護技術とプリエンプティブマルチタスク機能を実現した事は、ライバルのMacintoshに対して大きなアドバンテージとなった^[1]。

Windows 95の発売された1995年は、パソコンの普及の元年と言われるようになった。その後のWindowsシリーズでは、GUIも特に変更されることなく、多くの操作において95の操作性が基盤となっている。

しかし、Windows 9x系のOSは内部的にはMS-DOSを大幅に拡張した物に過ぎず、OSコアの部分には16ビットによる処理も多く残されていた。これは過去のソフトウェアとの互換性や処理負荷の軽減といったメリットをもたらしたが、同時に動作の不安定性を増し、多くのユーザーに理不尽なブルースクリーンを体験させる事となった。この欠点は、NT系のコンシューマ用OSとなるWindows XPの登場まで改善される事は無かった。

Windows 9x系とは別にマイクロソフトは新規に32ビットOSの開発にも取り組んでおり、その結果登場したのがWindows NTである。Windows NTでは、Windows 3.1と同一のGUIを採用したが、内部コードは完全に新規に開発されており、優れたアーキテクチャと高い安定性を誇っていた。しかし、発売当時のパソコンにとっては、快適に動かすための要求性能があまりにも高かったため、一般のコンシューマユーザー向けに大きな支持を得る事は出来なかった。

なお、Windows NTの開発にあたっては、同OSが元々はIBMとの共同開発だったOS/2のバージョン3として開発がスタートしたプロジェクトだったためOS/2をベースに開発が進められたという誤解が存在している。しかし、実際はDECよりスカウトしたVMSの開発者ディビッド・カトラーが率いるチームが開発を担当しており、従来のMS-DOSともOS/2とも全く異なる完全新規のOSとして開発されている。

OS内部では、NTのネイティブ実行環境であるNTサブシステム以外にも、OS/2に対応するOS/2サブシステムや共通API規格に対応するPOSIXサブシステム等を利用する事によって、OS/2 1.0シリーズやPOSIX準拠のアプリケーションを動作させる事が出来た。4.0からはアーキテクチャを変更し、さらにWindows 95と同様のGUIを採用した。

その後NT系のOSはWindows 2000、Windows XPへと進化していく。PC用のOSはWindows XPの発売によって9x系のOSの開発を停止し、NT系へと統合された。現在、パソコン市場において最も広く使用されているWindowsはWindows XPである。

その後、サーバ向けに特化して強化されたWindows Server 2003のライセンス販売も開始された。またWindows XP発売以降約5年ぶりとなるOS、Windows Vistaも2006年11月にライセンス販売が開始され、2007年1月30日に一般販売が開始された。

タイムライン

主なコンポーネント

ここではWindowsの基礎部分に当たる主な機能を一部紹介する。

システム部分

NT系のOSはCPUの持つ特権レベルを利用して、OSの内部をユーザーモードとNTエグゼクティブに分離。アプリケーションの動作するユーザーモードからエグゼクティブへのメモリアクセスを遮断する事によってシステムの安定性を実現している。

ユーザーインターフェイス

詳細はWindows Explorerを参照

スタートボタン

Windows 95より採用された特殊メニュー。標準的な設定ではデスクトップの左下に「スタート」と表示されている。

Aero

Windows Vistaより採用された。XP以前までは画面の描写処理に関して、CPUをベースに用いていたが、グラフィック処理用のチップに描写を任せることにより、旧来よりも低い負荷で画面の描写を可能にした。ただし、定められた性能以下のグラフィック描写用チップしかコンピュータに搭載されていない場合はAeroシステムを利用できないか、旧来バージョンよりも体感速度が劣る傾向にある。グラフィック描写用の専用チップを利用することで、旧来にはなかった三次元的なウインドウ配置や半透明のグラフィックなども利用できるようになっている。

アクティブデスクトップ

Internet Explorer 4.0の頃に追加されたものでデスクトップ画面に対してJPEGやGIF等の画像ファイルやHTMLファイルを埋め込んで表示できるようにする機能。セキュリティ面での問題もある。Windows 95やWindows NT 4.0に対して適用可能。

タスクバー

スタートメニューや現在起動しているアプリケーションの切り替え・時計表示を行う機構。通常は画面の真下に横棒の形で表示されている。

マイコンピュータ

標準設定の場合は左上の真上または二番目に用意されているパソコンの形をしたアイコンがある。開くと接続・認識されている記憶装置（フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ）やコントロールパネルを開くことができる。Windows 3.1までは特定のドライブにアクセスするにはファイルマネージャを利用するかMS-DOSプロンプト等で直接コマンド入力をする必要があった。

マイネットワーク

開くと接続されているLANやネットワーク環境の内容を確認・設定変更が行える。なお、Windows 95、Windows 98、Windows NT 4.0では「ネットワークコンピュータ」と呼ばれていた。

マイドキュメント

元々はMicrosoft Office 97導入の際にショートカットで作成された文書などのファイルを保管するフォルダの名称だが、Windows 98からは特殊フォルダの形態で新たに追加されることになった。マイドキュメントとして機能させるフォルダは任意で選ぶことができるため、再セットアップを簡略化する為に初期設定とは別のディレクトリを指定させることも可能である。

ごみ箱

不必要になったファイルを一時的に待避しておく特殊フォルダ。ごみ箱から一度捨てた（待避した）ファイルを再利用することも可能であるし、表面上から削除してしまう事も可能である。

コントロールパネル

デスクトップ画面やハードウェア管理、アプリケーションの追加及び削除、メンテナンスや通信管理、ユーザー管理などの設定を行う特殊フォルダの名称である。Windows 3.1の頃から存在するWindowsの基礎的なシステム変更を行える場所。

管理コンソール (Microsoft Management Console)

デバイスやサービス等のコンピュータの管理を行うツールのホスト機能。

デバイスマネージャ

ハードウェアの追加後に削除及びメンテナンスを行うための操作環境。Windows 9x系では「システムのプロパティ」内の表示である。

ファイルマネージャ

現在のWindows Explorerに相当するファイル管理ツール。Windows 3.1の頃まで存在した。ディレクトリ内部をツリー状態の項目から選択して内容を表示する機能だった。非公開ではあるが、Windows 98までは互換性のため添付されており、設定を変更できる上級者は、これをシェルとして使うことも出来た。

フォルダウィンドウ

アプリケーションやフォルダ等を表示している四角い枠。ごく一般的なアプリケーションやフォルダであれば右上端に予め3つのボタンが用意されている。ウィンドウをタスクバーに収納（隠す）する最小化ボタン、ウィンドウを画面最大に表示する最大化ボタン、一度最大化した画面を元の大きさに変更する元のサイズに戻すボタン、ウィンドウを消去する閉じるボタンで構成される。

スタートボタン

スタートボタンをクリックすると登録されているプログラム一覧や履歴・検索・システム設定・特定のファイル名を指定して実行させる機能・ヘルプ・システム終了処理などが選べる。

プログラムメニュー

登録されているアプリケーションを展開して項目を選ぶことにより特定のプログラムを起動できる。Windows 9x系とWindows2000や、Windows XP以降で「クラシック スタート メニュー」に設定している場合は「プログラム」と表示され、Windows XP以降で2分割表示にしている場合には「すべてのプログラム」と表示される。

最近使ったファイル

履歴として最近使用したファイルがアプリケーションの種類を問わずに自動的に登録される。

設定

コントロールパネルやネットワーク、プリンタの設定などが行える項目。

検索

基本的にはコンピュータ内のファイルやフォルダを検索する項目であるが、バージョンや外部アプリケーションの追加導入によっては内容が変化する場合もある。

ヘルプ（ヘルプとサポート）

ヘルププログラムを起動する。オンライン機能を利用してマイクロソフトのサポートサイトから追加情報を入手できる場合もある。

ファイル名を指定して実行

直接ファイル名を指定するか、ディレクトリ名を入力して起動する方法である。さらに「http://」から始まる文字列や「www.○○.jp」などと入力して実行すると、自動的に既定のウェブブラウザが起動してウェブサイトにアクセスすることも可能。

Windowsの終了（シャットダウン）

終了処理を行う項目でWindowsを終了してコンピュータの電源を切っても構わない状態にするには（システムの停止等が原因でやむを得ず強制的に電源を切断する場合を除いて）必ずこの項目で終了処理を実行する必要がある。同様にこの項目内で再起動や省電力モードへの切り替え、ユーザーの切り替えが行える。Windows 9x系では「Windowsの終了」であるがWindows NT系では「シャットダウン」と表示される。Windows XPではこのボタンがなく、替わりに終了時のオプションを指定するだけの機能になっている（「終了オプション」）。Windows Vistaの標準設定は、スタンバイと休止状態を同時に行う「スリープ」となっており、メインメモリにデータを残したままハードディスクにそのデータを書き込むため、高速性と安全性に優れている。それ以外の操作（再起動など）は横の小さな三角の部分から実行する。

主なアプリケーション

• Windows Internet Explorer

主にインターネットのホームページを見るためのソフトウェア。バージョン7では、一つのソフトで複数のページを開くことが出来る「タブ」機能など多くの機能が追加された。このうち、バージョン6はWindows XPに標準搭載され、バージョン7はWindows Vistaに標準搭載されている。なお、複数のページおよびタブを開くと動作が遅くなってしまうため、複数のページおよびタブを開いても動作にあまり影響しないブラウザ（Firefoxなど）に乗り換えるユーザーも多い。

• Microsoft Outlook Express / Windows Mail

主にメールの送受信を行うためのソフトウェア。Windows XPでは、Outlook Expressが標準搭載され、Windows VistaではOutlook Expressの改良版Windows Mailが搭載されている。前者と後者では外観はあまり変わらない。

• Windows Media Player

主に音楽や動画を再生するためのソフトウェア。特にバージョン8以降は、多機能になる反面、動作が遅くなっているため、他のプレーヤー（Real Playerなど）に乗り換えるユーザーも多い。なお、Windows XPではバージョン10が、Windows Vistaではバージョン11がそれぞれ標準搭載されている。

• ワードパッド

主に文章を開いたり作成したりするソフトウェア。どちらかというとワープロソフト風のデザインである。メモ帳より多機能で、太字や文字色など文字の装飾の設定が出来る。Windows 95から標準搭載され続けている。

• メモ帳

主に文章を開いたり作成したりするソフトウェア。主にテキストエディタとしての基本的な機能を搭載している。文字の装飾の設定は出来ないが、ワードパッドより動作が速く、軽快に動作する。MS-DOS（Windowsの前身）から標準搭載され続けている。

• Windows ムービーメーカー

主に映像を取り込んで編集するソフトウェア。専門的な映像編集ソフトウェアに比べ機能は劣るが、映像編集の基本的な機能は網羅している。このアプリケーションにより、映像の編集が気軽に出来るようになった。Windows MeとWindows XPとWindows Vistaのみで標準搭載されている。

• Windows Calendar（3.1及びVista以降）

主に予定を管理するソフトウェア。カレンダーとしての役割の他、予定帳としての役割も果たす。Windows 3.1で初めて標準搭載されているが、それ以降のWindowsのOSでは搭載されることはなく、再びWindows Vistaに標準搭載されている。

• 標準添付のゲーム（ソリティア・ハーツ・フリーセル・マインスイーパ・チェスタイタン（チェス）・Windows 3Dピンボール・スパイダーソリティア・マージャンタイタン等）

このうち、チェスタイタンとマージャンタイタンはWindows Vistaにのみ標準搭載されている。

Windows全体の出荷本数の推移

• 1987年11月 - 100万本突破
• 1992年2月 - 900万本（業界推定）^[2]
• 1992年4月 - 1000万本突破
• 1995年 - 1億本突破
• 1997年 - 2億本突破
• 1999年3月 - 3億2430万本

セキュリティに関して

Windowsについては、他のOSに比べセキュリティホールが悪用されることが多い。理由として、シェアが大きく初心者からビジネスユーザーまで様々なユーザーがいることから、クラッカーの標的にされやすいこと、OS自体にセキュリティホールが出現しやすい構造上の問題があるなどの原因が指摘されている。Windowsパソコンに侵入するコンピュータウイルスを駆除するために作られたアンチウイルスソフトウェアの種類も多く、多くの場合メーカー製パソコンに対してプレインストールされている。

2001年の "Nimda" 騒ぎ以降、2003年の"MSBlast"など、コンピュータウイルスやワームの被害は連続して発生しており、最近ではスパイウェアが問題になっている。Windows内の要素では、標準で搭載されているInternet Explorer（ウェブブラウザ）やOutlook Express（電子メールクライアント）にセキュリティホールが発見されることが多い。また、マイクロソフト内の体質を原因と挙げる経済学者もいる。

またWindowsにセキュリティホールが多発する理由に、Windows APIの設計の問題がある。WindowsAPIはオブジェクト指向を取り入れて、カーネル側オブジェクトを保持している構造体（クラスである場合もある）のアドレスをハンドル値とし、ユーザープロセスに渡す。このため、ユーザーAPIから渡されたハンドル値が不正であったり、別のハンドルが指すオブジェクトにすりかえてしまうと、保護されたカーネル空間というセキュリティを突破して、不正なアクセスをカーネル側で実行させることができてしまう。この問題はWindows NT 4.0の時代にあらゆるAPIで存在し得ることが発覚し、カーネル空間以外の場所に存在するオブジェクトを参照しないようセキュリティ修正が加えられた。

しかし、その修正でもオブジェクトのすり替えは可能であり、似たオブジェクトを作るAPIを利用してセキュリティを突破することが可能であると証明された。Windows XPまでのNT系でセキュリティ上重要なAPIではオブジェクト自身のアドレスではなく、そのオブジェクトを識別する値をユーザープロセスに渡し、不正なオブジェクトへのすり替えが出来ないように修正されていった。しかし、この修正はパフォーマンスに影響を与える事から普段頻繁に使われるAPIでは行われていない（例えばディスプレイコンテキストにはセキュリティ修飾子が無く、ウィンドウステーションによって一括管理する簡易セキュリティで代用されている）。このため、特権の昇格やカーネル内での任意コード実行といったセキュリティホールの報告が散見される。

Windows Vistaでは当初マイクロソフトはWindows APIを廃止しようと目論んでいた。これはWindows APIが持つ欠点を解消する最も確実な手段と言える。しかし、この大胆な計画はまったく賛同を得られずマイクロソフトは撤回した。その代わり、Security Development Lifecycle ProcessでWindows APIの弱点を洗い出して手当たり次第修正し、さらにWin32kやNTカーネルに組み込まれていたモジュールを切り離し、ユーザ空間で動作するWindowsサービスモジュールにする事でWindows APIの根本的な弱点を封じ込める修正を行った。この改修の成果は、Windows Vista発売以後、Windows Updateで提供された修正モジュールがWindows XPよりも少ないという形で現れている。^[3]

Service Pack

Windowsに発見されたセキュリティホールなどの不具合に対して、頻繁に修正モジュールがリリースされている。これらの修正モジュールの集成して動作検証したパッケージをService Pack（サービスパック 略称：SP）という形で発行している。似たようなものにService Releaseと呼ばれるパッケージも発行している。

SPを適用することによってセキュリティの強化、新機能の追加などのメリットを得られる。ただし、システムに若干の改変を加えるために、一部のアプリケーションの動作に支障をきたすなど問題を引き起こすこともある。また、特定のサービスパックのバージョンに依存するソフトウェアも存在する。現にWindows XPにSPを導入したのが原因で、ヤマハ製のサウンドカードが搭載されたパソコンでサウンドがならなくなるトラブルもあった [1]。これらの問題から特に企業においては適用されないこともあるが、マイクロソフトは強く適用を推奨している。

また、Windows XP SP2には「Microsoft Windows XP Service Pack 2 セキュリティ 強化機能搭載」という正式名称が付けられている。これには、マイクロソフトはセキュリティに力を入れていなかったという従来の方針を転換し、今後はセキュリティを最重要課題として、ユーザーの印象を変えていくという意味合いがある。

Windowsに関係する資格

マイクロソフト認定プロフェッショナル

詳細はマイクロソフト認定プロフェッショナルを参照

マイクロソフト認定プロフェッショナル (Microsoft Certified Professional, MCP) はシステムエンジニアを対象にした資格制度で、オペレーティングシステムは勿論、Windows ServerやSQL Server、セキュリティ、ネットワークといったWindowsでのネットワーク設計・構築・運用・保守や、Visual Studioを使ったアプリケーションの開発を主眼に据えた試験を行っている。 50科目以上用意されているMCPの科目のうち、どれか1科目に合格すればMCPの認定を受けることができるが、複数の科目に合格することにより、MCPの上位資格の認定を受けることができる。ただし、各上位資格ごとに合格しなければならない科目が定められている。

本資格は一部の科目を除きシステム管理・運用を対象にしたものであるが、IT資格の中では比較的知名度が高く受験者が多い為、様々な理由によりスキルの低い受験者でも合格できる場合がある。それが合格率の向上に反映され、試験の難易度を押し上げ、試験に特化した学習が必要であり能力が正しく反映されない、資格本来の目的から逸脱しているといった指摘がある。その為、頻繁に問題を変更する、暗記では対処できないシミュレーション問題を導入するなどの対策が採られている。

マイクロソフト認定アソシエイト

マイクロソフト認定アソシエイト (Microsoft Certified Associate, MCA) は日本のみで実施されている資格制度で、MCPが技術者向けの資格であるのに対し、MCAは営業職向けの資格ともいえる。

開始当初は合計3科目が実施されていたが、2004年4月の改定で1科目追加され、現在計4科目が実施されている。全科目に合格するとMCA Masterの資格を得ることができる。また、近年では新人研修にMCAプログラムを利用している企業が増えて来ている。

脚注

1. ^ MacintoshはMac OS Xの登場まで、これらの技術を導入出来なかった。
2. ^ 『日経産業新聞』1992年2月4日付
3. ^ Windows Vistaの１年間の脆弱性に関するレポート

関連項目

• MS-DOS
• Windows 9x系
• OS/2
• Windows NT系
• Microsoft Plus!
• Microsoft Office
• Windows PE

外部リンク

• Windows Home