4 Архитектура компьютерной системы Windows nt

Использована концепция микроядра. Согласно концепции ОС разделена на несколько подсистем, каждая из которых выполняет отдельный набор сервисных функций. Каждый из наборов реализован в пользовательском режиме, при этом выполняется цикл проверки запросов от клиента на одну из сервисных функций. В качестве клиента может выступать другой компонент ОС или другая программа (прикладная). Клиент запрашивает сервис, посылая определенное сообщение на сервер. Ядро ОС, работая в привилегированном режиме, доставляет сообщение клиента необходимому сервису, сервис выполняет необходимую операцию, а ядро возвращает результаты операции клиенту с помощью другого сообщения. Структурно Windows NT состоит из двух крупных частей, которые работают: в режиме пользователя первый, а второй в режиме ядра. Та часть, которая работает в режиме ядра и содержит компоненты управления виртуальной памятью, объектами ввода-вывода, файловой системой, взаимодействием процессов, частично системой безопасности – называется наполнительной частью NT-executive. Другая часть ОС, которая работает в режиме пользователя, состоит из сервера – защищенные подсистемы. Каждый из сервисов выполняется в отдельном процессе, память его отделена от других процессов, систем управления виртуальными функциями и др. Эти подсистемы взаимодействуют путем отправки сообщений, проходящих через исполнительную часть. Исполнительная часть работает в пространстве ядра и никогда не сбрасывается на жесткий диск. Ядро выполняет планирование потоков защищенных подсистем, точно так же как поток обычных прикладных процессов. ТАБЛИЦА Системный интерфейс, Системные службы

• Менеджер объектов

• Менеджер процессов

• Менеджер безопасности

• Менеджер виртуальной памяти

• Менеджер КЭШа

• Менеджер plug&play

• Менеджер энергопотребления

• Менеджер конфигурации

• Менеджер локального вызова процедур

• Менеджер ввода-вывода

• Интерфейс графических устройств Win32 (GDI).

• Файловая система

Менеджер объектов создает, удаляет, управляет объектами исполнительной части: абстрактные типы данных, которые используются для представления ресурсов компьютерной системы.

Менеджер процессов и потоков создает и приостанавливает, возобновляет и завершает потоки и процессы. Менеджер безопасности контролирует правила защиты ресурсов компьютера. Менеджер виртуальной памяти обеспечивает процессам следующие функции: управление виртуальным адресным пространством; разделение памяти между процессами; защита виртуальной памяти одного процесса от других.

Менеджер кэш-памяти – обеспечивает хранение в памяти недавно использовавшихся блок-дисков. Менеджер plug&play – в случаях обнаружения нового устройства при загрузке системы или при подключении устройства через систему USB данный менеджер получает сообщение нового устройства и устанавливает соответствующие драйвера. Менеджер конфигураций – отслеживает состояние реестра, добавляет новее и ищет необходимые ключи.

Менеджер локального вызова процедур – обеспечивает взаимодействие между процессами и подсистемами. Менеджер ввода-вывода, который представляет средства для выполнения операций, независящих от устройств. GDI – управляет графическим изображением, поступающим на монитор, или принтер. Функции NT ядра: планирование процессов; обработка прерываний и исключающих ситуаций; синхронизация процессов; восстановление системы после сбоев. Ядро работает в привилегированном режиме и никогда не удаляется из памяти. Ядро находится на уровне аппаратных абстракций, в котором расположено большинство машинно-зависимых функций.

В Windows используеться 2 уровня привелегий.Режим ядра – наиболее привилегированный режим; программы, выполняющиеся в этом режиме, имеют доступ ко всему аппаратному обеспечению и памяти компьютера. Режим пользователя – менее привилегирован, не обеспечивает прямой доступ к архитектуре. Ограничен, выделенным ему, адресным пространством от программ. Для вызова системных сервисов используется интерфейс прикладного программирования (API -интерфейс)