Архітектура Windows: опис, види, структура

Архітектура Windows NT – лінійки операційних систем, що виробляються і продаються Microsoft, – являє собою багаторівневу конструкцію, що складається з двох основних компонентів: користувальницького режиму і режиму ядра.

Це попереджуючий реентерабельная операційна система, створена для роботи з однопроцесорними і симетричними багатопроцесорними (SMP) комп’ютерами. Для обробки запитів вводу-виводу (I/O) вони використовують пакетну передачу, яка використовує пакети IRP і асинхронний ввід/вивід. Починаючи з Windows XP, Microsoft почала надавати 64-розрядні версії ОС, до цього ці платформи існували тільки в 32-бітових версіях.

Які її принципи?

Архітектура ОС Windows реалізує наступні принципи. Програми та підсистеми в режимі користувача обмежені з точки зору того, до яких системних ресурсів вони мають доступ, в той час як режим ядра має необмежений доступ до системної пам’яті і зовнішніх пристроїв.

Режим ядра Windows NT має повний доступ до апаратних і системних ресурсів комп’ютера. Ядро цієї оболонки відомо як гібридне. Архітектура включає в себе просте ядро, рівень апаратної абстракції (HAL), драйвери і служби (спільно іменуються Executive), які існують в одному режимі.

Користувальницький режим в архітектурі Windows складається з підсистем, здатних передавати запити вводу-виводу відповідним драйверів режиму ядра за допомогою відповідного диспетчера. Шар користувальницького режиму «Віндовс» складається з «Підсистем середовища», в яких виконуються програми, написані для різних операційних систем, і «Інтегральної підсистеми», яка виконує системні функції від імені підсистем середовища.

Інтерфейси Executive в архітектурі Windows з всіма підсистемами користувальницького режиму мають справу з введенням/виведенням, управлінням об’єктами, безпекою та управлінням процесами. Ядро знаходиться між рівнем апаратної абстракції і виконавчим пристроєм, забезпечуючи багатопроцесорну синхронізацію, планування і диспетчеризацію потоків і переривань, а також обробку переривань і диспетчеризацію винятків. Ядро також відповідає за ініціалізацію драйверів пристроїв при завантаженні.

Драйвери цього режиму існують на трьох рівнях:

  • вищого;
  • проміжного;
  • низького.

Модель драйверів Windows (WDM) існує на проміжному рівні, і в основному була розроблена для забезпечення сумісності і вихідного двійкового коду між Windows 98, 2000. Драйвери найнижчого рівня є застарілими установниками пристроїв Windows NT, які керують пристроєм безпосередньо, або можуть бути різновидами Play (PnP) – апаратної шини.