20) Архитектурные модули Windows nt.
Данная ОС является модульной (более совершенной, чем монолитная ОС, т. е. она состоит из отдельных взаимосвязанных относительно простых модулей. Основными модулями WindowsNT являются: 1)уровень аппаратных абстракций; 2) ядро; 3)исполняющая система; 4)защищенные подсистемы; 5)подсистемы среды.
Пользовательский режим
Привилегированный режим
Уровень аппаратных абстракций виртуализирует аппаратные интерфейсы, обеспечивая тем самым независимость остальных части ОС от конкретных аппаратных особенностей. Подробный подход позволяет обеспечить легкую переносимость WNT с одной аппаратной платформы на другую.
Ядро является основой модульного строения системы и координирует выполнение большинства базовых операций WNT. Этот компонент специальным образом оптимизирован по занимаемому объему и эффективности функционирования. Ядро отвечает за планирование выполнения потоков, синхронизацию работы нескольких процессоров, обработку аппаратных прерываний и исключительных ситуаций.
Исполняющая система включает в свой состав набор программных конструкций привилегированного режима, предоставляющий базовый сервис ОС подсистемам среды. Исполняющая система состоит из нескольких компонент, причем каждая из них предназначена для поддержки определенного системного сервиса, например, монитор безопасности функционирует совместно с защищенными подсистемами и обеспечивает реализацию модели безопасности системы.
Подсистемы среды представляют собой защищенные серверы пользовательского режима, которые обеспечивают выполнение и поддержку приложений, разработанных для различного операционного окружения, например, подсистемы Win32.
21)Системный сервис Windows nt. Исполняющая система - ядро и уровень аппаратных абстракций. Диспетчер кэша. Драйверы файловой системы. Сетевые драйверы.
Исполняющая система, в состав которой входит ядро и уровень аппаратных абстракций, обеспечивает общий сервис системы, который могут использовать все подсистемы среды. Каждая группа сервиса находится под управлением одной из отдельных составляющих исполняющей системы: диспетчер объектов, диспетчер виртуальной памяти, диспетчер процессов, средства вызова локальных процедур, диспетчер ввода – вывода, монитор безопасности. Диспетчер КЭШа- архитектура ввода – вывода содержит единственный диспетчер кэша, который осуществляет кэширование для всей системы ввода – вывода. Кэширование – метод, используемый файловой системой для увеличения эффективности. Вместо непосредственной записи и считывания с диска часто используемые файлы временно хранятся в кэш-памяти; таким образом, работа с этими файлами выполняется в памяти. Операции с данными, находятся в памяти, производятся значительно быстрее операций с данными на диске. Диспетчер кэша использует модель отображения файла, которая интегрирована с диспетчера виртуальной памяти WinNT. Диспетчер кэша обеспечивает службу кэширования для всех файловых систем и сетевых компонентов, функционирующих под управлением диспетчера ввода – вывода. Драйверы файловой системы осуществляют управление драйверами файловой системы. WinNT допускает использование множества файловых систем, включая существующие системы типа FAT. Для обеспечения совместимости с ОС MS-DOS, Windows и OS/2 WinNT поддерживает файловые системы FAT и NTFS. NTFS обеспечивает ряд возможностей включая средства восстановления файловой системы, поддержки Unicode, длинных имен файлов. Архитектура ввода – вывода поддерживает традиционные ОС, обеспечивает функционирование сетевого редактора и сервера в качестве драйверов файловой системы. Сетевые драйверы – это компоненты в архитектуре ввода – вывода WinNT включает интегрированные возможности работы с сетями и поддержку для распределенных приложений. Драйверы транспортного протокола общаются с серверами через интерфейс транспортного драйвера. В нижней части сетевой архитектуры находится драйвер платы сетевого адаптера. Исполняющее системное ядро в первую очередь занимается планированием действий процессора. Если компьютер содержит несколько процессоров, то он синхронизирует их работу. Ядро осуществляет диспетчеризацию потоков – основных объектов в планируемой системе. Потоки определяются в контексте процесса; процесс включает адресное пространство, набор доступных процессу объектов и совокупность выполняемых в контексте процесса потоков управления. Ядро производит диспетчеризацию так, чтобы максимально загрузить процессоры системы и обеспечить первоочередную обработку потоков с более высоким приоритетом. Всего существует 32 значения приоритетов, которые сгруппированы в 2 класса. Ядро управляет двумя типами объектов: объекты диспетчеризации, которые характеризуются сигнальным состоянием и управляют диспетчеризацией и синхронизацией системных операций. Включают: события, мутанты, мутэксы, семафоры, потоки управления и таймеры; управляющие объекты, которые используются для операций управления ядра, но не воздействуют на диспетчеризацию или синхронизацию. Включают в себя: асинхронные вызовы процедур, прерывания, уведомления и состояния источника питания, процессы и профили. Уровень аппаратных абстракций(HAL) – слой программного обеспечения, который скрывает особенности и различия аппаратуры от верхних уровней ОС. Таким образом, различные аппаратные средства выглядят аналогично с точки зрения ОС, снимается необходимость специальной настройки ОС под используемое оборудование. При создании HALa ставилась задача подготовки процедур, которые позволяли бы единственному драйверу конкретного устройства поддерживать функционирование этого устройства для всех платформ. HAL обеспечивает поддержку различных технологий ввода – вывода. Он позволяет скрывать от остальных уровней ОС особенности аппаратной реализации симметричных мультипроцессорных систем.