PowerShell

1990 年代後半までに、インテルはマイクロソフトに協力を求め、インテル製 CPU 上で動作する Windows を、将来のインテル製 CPU の開発をサポートするのに適したプラットフォームにするよう依頼した。当時、インテル製 CPU の開発は、RISCアーキテクチャの CPU 上でSolaris ( Unix の派生版)を実行するSun Microsystems のコンピュータで行われていた。インテルのKornShell自動化スクリプトを Windows 上で実行できることが重要な機能として認識された。マイクロソフトは社内で Korn Shell の Windows 版を作成する取り組みを開始し、コードネームは Kermit とされた。^{[ 13 ]}インテルは最終的に、インテル製 CPU 上で動作するLinuxベースの開発プラットフォームに方向転換し、Kermit プロジェクトは不要となった。しかし、資金が十分に確保されたチームを擁するマイクロソフトのプログラム マネージャー、ジェフリー スノーバーは、管理自動化というマイクロソフトの問題に対する、より汎用的なソリューションを作成する機会があることに気づいた。

2002 年までに、マイクロソフトはコマンドライン管理への新しいアプローチの開発を開始し、その中には Monad ( Microsoft Shellまたは MSH とも呼ばれる) と呼ばれる CLI が含まれていました。その背後にあるアイデアは、チーフ アーキテクトのJeffrey Snoverによって 2002 年 8 月に「Monad Manifesto」と呼ばれるホワイト ペーパーで公開されました。^{[ 14 ]} 2017 年のインタビューで、Snover は PowerShell の起源について説明し、Unixツールを Windows で利用できるようにしようとしていたが、「 Windows と Linux のコア アーキテクチャの違い」のためにうまくいかなかったと述べています。具体的には、Linux はすべてをテキスト ファイルとみなすのに対し、Windows はすべてを「構造化データを返すAPI」とみなすと指摘しました。これらは根本的に互換性がなく、それが彼が別のアプローチを取るきっかけとなりました。^{[ 15 ]}

Monadは、さまざまなコア管理タスクを自動化できる斬新な設計の拡張可能なCLIとなる予定でした。マイクロソフトは、2003年10月にロサンゼルスで開催されたプロフェッショナル開発会議でMonadを初めて一般公開しました。数か月後、プライベートベータ版を公開し、最終的にパブリックベータ版へと発展しました。マイクロソフトは、2005年6月17日に最初のMonadパブリックベータ版を、2005年9月11日にベータ2を、2006年1月10日にベータ3をリリースしました。

2006年4月25日、最初のMonad発表から2年半後、MicrosoftはMonadがWindows PowerShellに名称変更され、同社の管理テクノロジー製品群の重要な一部として位置づけられたと発表した。^{[ 16 ]} PowerShellのリリース候補版（RC）1も同時にリリースされた。名称変更とRCの両方において重要な点は、これが単なるアドオンではなく、Windowsのコンポーネントになったことである。最終版である1.0はWindows Vistaの一部として含まれた。

PowerShell バージョン 1 のリリース候補 2 は 2006 年 9 月 26 日にリリースされ、Web への最終リリースは2006 年 11 月 14 日に行われました。以前のバージョンの Windows 用の PowerShell は 2007 年 1 月 30 日にリリースされました。^{[ 17 ]} PowerShell v2.0 の開発は PowerShell v1.0 の出荷前に開始されました。開発中、Microsoft は 3 つのコミュニティ テクノロジー プレビュー (CTP)を出荷しました。Microsoft はこれらのリリースを一般に公開しました。Windows PowerShell v2.0 の最後の CTP リリースは 2008 年 12 月に公開されました。

PowerShell v2.0 は、Windows 7 および Windows Server 2008 R2 の不可欠な部分として、2009 年 8 月に完成し、製造用にリリースされました。Windows XP、Windows Server 2003、Windows Vista、および Windows Server 2008 用の PowerShell のバージョンは、2009 年 10 月にリリースされ、32 ビットおよび 64 ビットの両方のプラットフォームでダウンロードできます。^{[ 18 ]} 2009 年 10 月号のTechNet Magazineで、Microsoft は PowerShell の習熟を「今後数年間でWindows管理者が必要とする最も重要なスキル」と呼んでいます。 ^{[ 19 ]}

Windows 10には、PowerShell用のスクリプト検証スイートであるPesterが同梱されています。^{[ 20 ]}

2016 年 8 月 18 日、マイクロソフトはPowerShell をオープンソース化し、Windows、macOS、CentOS、Ubuntuをサポートするクロスプラットフォームにしたと発表しました^{[ 21 ]}。^{[ 5 ]}ソースコードはGitHubで公開されました。^{[ 22 ]}オープンソース化により、.NET Core上で動作する「PowerShell Core」と呼ばれる PowerShell の第 2 版が誕生しました。これは、完全な.NET Framework上で動作する「Windows PowerShell」とは異なります。^{[ 23 ]}バージョン 5.1 以降、PowerShell Core はWindows Server 2016 Nano Serverにバンドルされています。^{[ 24 ] [ 25 ]}

Pashというプロジェクトは、広く知られているUnix シェル「 bash 」をもじったもので、 Mono フレームワークを介して PowerShell をオープンソースかつクロスプラットフォームで再実装したものです。^{[ 26 ]} Pash は Igor Moochnick によって作成され、C#で記述され、GNU General Public Licenseの下でリリースされました。Pash の開発は 2008 年に停滞し、 2012 年にGitHubで再開されましたが、^{[ 27 ]} PowerShell が正式にオープンソースかつクロスプラットフォームになった 2016 年に最終的に終了しました。^{[ 28 ]}

PowerShell の重要な設計目標は、Windows、Windows Management Instrumentation、.NET Framework、およびその他のソフトウェアに既に存在する多数のAPI を活用することでした。PowerShell コマンドレットは、新しい機能を実装するのではなく、既存の機能をラップして公開するのが一般的です。その意図は、管理者と幅広い基盤機能の間で、管理者にとって使いやすく、より一貫性のあるインターフェイスを提供することでした。PowerShell を使用すると、管理者は .NET、WMI、または低レベルの API コーディングを知る必要がなく、PowerShell によって公開されるコマンドレットの使用に集中できます。この点で、PowerShell は新しい機能をほとんど作成せず、既存の機能を特定のユーザーにとってよりアクセスしやすくすることに重点を置いています。^{[ 29 ]}

PowerShell の開発者は、ツールのコア文法をPOSIX 1003.2 KornShellの文法に基づいて構築しました。^{[ 30 ]}

しかし、PowerShellの言語はPHP、Perl、その他多くの既存の言語からも影響を受けている。^{[ 31 ]}

PowerShell は 4 種類の名前付きコマンドを実行できます: ^{[ 32 ]}

• コマンドレット（PowerShellと連携するように設計された.NET Frameworkプログラム）
• PowerShell スクリプト (ファイル名の末尾に.ps1)
• PowerShell関数
• スタンドアロン実行可能プログラム

コマンドがスタンドアロンの実行可能プログラムである場合、PowerShell はそれを別のプロセスで起動します。コマンドレットである場合は、PowerShell プロセスで実行されます。PowerShell は対話型のコマンドライン インターフェイスを提供し、そこでコマンドを入力して出力を表示できます。ユーザー インターフェイスはカスタマイズ可能なタブ補完を提供します。PowerShell では、コマンドレットのエイリアスを作成できます。エイリアスは、PowerShell によってテキストとして元のコマンドの呼び出しに変換されます。PowerShell は、コマンドに対して名前付きパラメーターと位置パラメーターの両方をサポートしています。コマンドレットを実行する場合、引数の値をパラメーターにバインドする作業は PowerShell 自体によって行われますが、外部実行可能ファイルの場合、引数は PowerShell の解釈とは独立して外部実行可能ファイルによって解析されます。^{[ 33 ]}

PowerShell拡張型システム( ETS ) は .NET 型システムをベースにしていますが、拡張されたセマンティクス (例えば、propertySets やサードパーティによる拡張性) を備えています。例えば、データ フィールド、プロパティ、メソッドのサブセットのみを公開することでオブジェクトのさまざまなビューを作成したり、カスタムの書式設定やソート動作を指定したりできます。これらのビューは、XMLベースの構成ファイルを使用して元のオブジェクトにマッピングされます。^{[ 34 ]}

コマンドレットは、またはから派生した.NETクラスです。後者は、PowerShell ランタイムとやり取りする必要がある場合に使用されます。[ ^{35 ]基底}クラスは、、およびメソッドを指定します。コマンドレットは、これらの関数が表すイベントに基づいて機能を提供するために、これらのメソッドをオーバーライドします。オブジェクトがパイプライン入力を受け取ると、が呼び出されます。^{[ 36 ]}オブジェクトのコレクションがパイプされる場合、コレクション内の各オブジェクトに対してメソッドが呼び出されます。コマンドレット クラスには、コマンドレットの名前を構成する動詞と名詞を指定する属性が必要です。CmdletPSCmdletBeginProcessing()ProcessRecord()EndProcessing()ProcessRecord()CmdletAttribute

コマンドレット名は、 Get-ChildItemのように動詞-名詞の命名パターンに従うため、自己説明的になる傾向があります。^{[ 35 ]}一般的な動詞は列挙型として提供されます。^{[ 37 ] [ 38 ]}

コマンドレットがパイプライン入力またはコマンドライン パラメーター入力のいずれかを受け取る場合、クラスには対応するプロパティがあり、ミューテーターの実装が必要です。PowerShell はパラメーター値またはパイプライン入力を使用してミューテーターを呼び出し、ミューテーターの実装によってクラス変数に保存されます。これらの値は、機能を実装するメソッドによって参照されます。コマンドライン パラメーターにマッピングされるプロパティはParameterAttribute^{[ 39 ]}でマークされ、呼び出しの前に設定されますBeginProcessing()。パイプライン入力にマッピングされるプロパティも で囲まれますParameterAttributeが、ValueFromPipeline属性パラメーターが設定されます。^{[ 40 ]}

コマンドレットは任意の.NET API を使用でき、任意の.NET 言語で記述できます。さらに、PowerShell は、WriteObject()パイプラインへのオブジェクトの書き込みなど、PowerShell 固有の機能にアクセスするために使用される などの特定の API を提供します。コマンドレットは、.NET のデータ アクセス API を直接使用することも、一意のパスを使用してデータ ストアをアドレス指定できるようにするProvidersの PowerShell インフラストラクチャを使用することもできます。データ ストアはドライブ レターを使用して公開され、その中の階層はディレクトリとしてアドレス指定されます。PowerShell には、ファイルシステム、レジストリ、証明書ストア、およびコマンド エイリアス、変数、関数の名前空間用のプロバイダーが付属しています。 ^{[ 41 ]} PowerShell には、ファイルシステムを含むさまざまなWindowsシステムを管理したり、 Windows Management Instrumentationを使用してWindows コンポーネントを制御したりするためのさまざまなコマンドレットも含まれています。他のアプリケーションは、コマンドレットを PowerShell に登録して管理できるようにし、データベースなどのデータ ストアを囲んでいる場合は、特定のプロバイダーを追加することもできます。

コマンドレットは、モジュールを介して、またはv2スナップインの前にシェルに追加できます。ユーザーは、PowerShellの基本インストールに含まれるコマンドレットに限定されません。

各バージョンのPowerShell基本インストールに含まれるコマンドレットの数：

• Windows PowerShell 1.0: 129 ^{[ 42 ]}
• Windows PowerShell 2.0: 632 ^{[ 43 ]}
• Windows PowerShell 3.0: 約1,000 ^{[ 44 ]}
• Windows PowerShell 5.0: 約1,300 ^{[ 45 ]}
• Windows PowerShell 5.1: 1,586
• PowerShell 7.0: 1,507
• PowerShell 7.4: 1,656

Unix パイプラインと同様にパイプラインセマンティクスを有効にするために、コマンドレットは入力を受け取り、結果をオブジェクトとして出力します。コマンドレットが複数のオブジェクトを出力する場合、次のオブジェクトが処理される前に、コレクションの各オブジェクトがパイプラインを通過します。^{[ 35 ]} PowerShell パイプラインは、パイプ ( ) 演算子を使用してステージを接続することで複雑なロジックを可能にします。ただし、PowerShell パイプラインは、オペレーティングシステムによって調整される一連のプロセスとしてではなく、PowerShell ランタイム内でステージが実行されるという点で Unix パイプラインとは異なります。さらに、バイト ストリームではなく、構造化された .NET オブジェクトが、あるステージから次のステージに渡されます。オブジェクトを使用し、PowerShell ランタイム内でステージを実行することで、データ構造をシリアル化したり、テキスト出力を明示的に解析してデータ構造を抽出したりする必要がなくなります。^{[ 46 ]}オブジェクトは、含まれるデータに対して動作する特定の関数をカプセル化することもでき、それらの関数は受信側のコマンドで使用できるようになります。^{[ 47 ] [ 48 ]}パイプラインの最後のコマンドレットの場合、PowerShell は出力オブジェクトを自動的にコマンドレットにパイプし、コマンドレットはオブジェクトをフォーマットオブジェクトのストリームに変換してから、それらを画面にレンダリングします。^{[ 49 ] [ 50 ]}|Out-Default

PowerShell オブジェクトは .NET オブジェクトであるため、.ToString()オブジェクトの状態をシリアル化するために使用されるメソッドがあります。さらに、PowerShell では書式定義を指定できるため、表示するデータ要素とその表示方法を選択することで、オブジェクトのテキスト表現をカスタマイズできます。ただし、下位互換性を維持するために、外部実行可能ファイルがパイプラインで使用される場合、PowerShell 型システムと直接統合するのではなく、オブジェクトを表すテキスト ストリームを受け取ります。^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]}

PowerShell には、コマンドレットを使用して複雑な操作を命令的に実装できる動的型付けのスクリプト言語が含まれています。この言語は、変数、関数、分岐 ( )、ループ ( 、、、 、)、構造化されたエラー/例外処理、クロージャ/ラムダ式^{[ 54 ]}、および .NET との統合をサポートしています。PowerShell スクリプトの変数には、 がプレフィックスとして付きます。変数には、コマンドレットの出力を含む任意の値を割り当てることができます。文字列は、単一引用符または二重引用符で囲むことができます。二重引用符を使用する場合、引用符の内側にある場合でも変数は展開されます。名前空間変数表記と呼ばれる、ドル記号の前に中括弧 ( ) を付けてファイルへのパスを囲むと、ファイルの内容への参照が作成されます。L値として使用すると、割り当てられたものはすべてファイルに書き込まれます。R値として使用すると、ファイルの内容が読み取られます。オブジェクトが割り当てられると、保存される前にシリアル化されます。^{[ 55 ]}if-then-elsewhiledoforforeach$${C:\foo.txt}

.オブジェクトのメンバーには、C# 構文のように表記法 を使用してアクセスできます。PowerShell には$args、コマンドラインから関数に渡されたすべてのコマンドライン引数の配列である や、$_パイプライン内の現在のオブジェクトを参照する などの特別な変数があります。 ^{[ 56 ]} PowerShell には、配列と連想配列も用意されています。PowerShell 言語は、コマンドラインに入力された算術式を即座に評価し、GB、MB、KB などの一般的な略語を解析します。^{[ 57 ] [ 58 ]}

PowerShell では、キーワードを使用してfunction関数を作成できます。単純な関数は、一般的に次のようになります。^{[ 59 ]}

関数名( [Type] $Param1 , [Type] $Param2 ) { # 手順}

しかし、PowerShellでは、名前付きパラメーター、位置パラメーター、スイッチパラメーター、動的パラメーターをサポートする高度な関数が利用できます。^{[ 59 ]}

関数動詞-名詞{パラメータ（# 静的パラメータの定義）動的パラメータ{# 動的パラメータの定義}始める{# パイプラインの開始時に実行される命令セット}プロセス{# パイプライン内の各項目に対して実行されるメイン命令セット}終わり{# パイプラインの最後に実行される命令セット}}

定義された関数は、以下のいずれかの形式で呼び出されます。^{[ 59 ]}

名前値1値2動詞-名詞 -パラメータ1値1 -パラメータ2 値2

PowerShell では、名前空間を角括弧 ( ) で囲み[]、コロン ( ) のペアを使用して静的::メソッドを指定することで、任意の静的 .NET メソッドを呼び出すことができます。^{[ 60 ]}例:

[コンソール] :: WriteLine ( "PowerShell" )

PowerShell では、オブジェクトを作成する方法が何十種類もあります。作成されたオブジェクトは、表記法を使用してプロパティやインスタンス メソッドにアクセスできます.。^{[ 60 ]}

PowerShell は、生の文字列とエスケープされた文字列の両方を受け入れます。単一引用符で囲まれた文字列は生の文字列であり、二重引用符で囲まれた文字列はエスケープされた文字列です。PowerShell は、ストレート引用符とカーリー引用符を同等に扱います。^{[ 61 ]}

PowerShell でサポートされている特殊文字のリストは次のとおりです。^{[ 62 ]}

エラー処理に関して、PowerShell は .NET ベースの例外処理メカニズムを提供します。エラーが発生した場合、エラーに関する情報を含むオブジェクト (Exceptionオブジェクト) がスローされ、コンストラクトを使用してキャッチされますtry ... catch(trapコンストラクトもサポートされています)。PowerShell は、例外を実際にスローせずに、サイレントに実行を再開するように構成できます。これは、単一のコマンド、単一のセッション、または永続的に実行できます。^{[ 63 ]}

PowerShell を使用して作成されたスクリプトは、セッション間で.ps1ファイルまたは.psm1ファイル (後者はモジュールを実装するために使用されます) に保持することができます。その後、スクリプト全体またはスクリプト内の個々の関数を使用できます。スクリプトと関数は、コマンドレットと同様に動作し、パイプラインのコマンドとして使用でき、パラメーターをバインドできます。パイプライン オブジェクトは、関数、スクリプト、およびコマンドレット間でシームレスに渡すことができます。スクリプトの意図しない実行を防ぐため、スクリプトの実行は既定で無効になっており、明示的に有効にする必要があります。^{[ 64 ]}スクリプトの有効化は、システム、ユーザー、またはセッション レベルで実行できます。PowerShell スクリプトは、その整合性を検証するために署名することができ、コード アクセス セキュリティの対象となります。^{[ 65 ]}

PowerShell 言語は、C ファミリーの多くのプログラミング言語でサポートされている科学的記数法と同様のバイナリプレフィックス記数法をサポートしています。 ^{[ 66 ]}

管理アプリケーションに埋め込まれた PowerShell を使用することもできます。この場合、PowerShell ランタイムを使用して管理機能を実装します。このために、PowerShell はマネージドホスティングAPIを提供します。この API を介して、アプリケーションは実行空間(PowerShell ランタイムの 1 つのインスタンス) をインスタンス化できます。実行空間はアプリケーションのプロセスで実行され、オブジェクトとして公開されますRunspace。^{[ 8 ]}実行空間の状態はSessionStateオブジェクトにカプセル化されます。実行空間が作成されると、PowerShell ランタイムはインスタンス化を初期化し、プロバイダーの初期化やコマンドレットの列挙などを行い、SessionStateそれに応じてオブジェクトを更新します。その後、実行空間を同期処理または非同期処理のいずれかで開く必要があります。その後、コマンドの実行に使用できます。

コマンドを実行するには、パイプライン (Pipelineオブジェクトで表される) を作成し、実行空間に関連付ける必要があります。次に、パイプライン オブジェクトに、パイプラインを構成するコマンド レットが格納されます。シーケンシャル操作 (PowerShell スクリプトなど) の場合、各ステートメントに対して Pipeline オブジェクトが作成され、別の Pipeline オブジェクト内にネストされます。^{[ 8 ]}パイプラインが作成されると、PowerShell はパイプライン プロセッサを呼び出します。パイプライン プロセッサは、コマンド レットをそれぞれのアセンブリ(コマンド プロセッサ) に解決し、それらへの参照をパイプラインに追加し、それらをInputPipe、OutputPipeおよびErrorOutputPipeオブジェクトに関連付けて、パイプラインとの接続を表します。型は検証され、パラメーターはリフレクションを使用してバインドされます。^{[ 8 ]}パイプラインが設定されると、ホストはInvoke()メソッドを呼び出してコマンドを実行するか、その非同期版である を実行しますInvokeAsync()。パイプラインの最後にコマンド レットがある場合はWrite-Host、結果をコンソール画面に書き込みます。ない場合は、結果がホストに渡され、ホストはさらなる処理を適用するか、出力自体を表示する場合があります。

Microsoft Exchange Server 2007 は、ホスティング API を使用して管理 GUI を提供します。GUI で公開される各操作は、一連の PowerShell コマンド (パイプライン) にマッピングされます。ホストはパイプラインを作成し、実行します。実際、対話型 PowerShell コンソール自体が PowerShell ホストであり、コマンドラインで入力されたスクリプトを解釈しPipeline、必要なオブジェクトを作成して呼び出します。

DSCは、ソフトウェア環境をどのように構成すべきかを宣言的に指定することを可能にする。^{[ 67 ]}

構成を実行すると、DSC はシステムが構成で記述された状態を取得することを保証します。DSC 構成は冪等性を持ちます。ローカル構成マネージャ(LCM) は、リソース(DSC の命令型要素)によって記述された制御フローを使用してシステムを定期的にポーリングし、構成の状態が維持されていることを確認します。

当初は「Monad」というコードネームで呼ばれていたPowerShellは、2003年10月にロサンゼルスで開催されたプロフェッショナル開発者会議で初めて一般公開された。