Архитектура WindowsNt

Как показано на рисунке Windows NTпредставляет собой модульную, вертикально организованную операционную систему, состоящую из отдельных взаимосвязанных модулей.

Начнем рассмотрение этих модулей последовательно снизу вверх, начиная с уровня аппаратных абстракций.

• Уровень аппаратных абстракций(HAL) виртуализирует аппаратные интерфейсы, обеспечивая тем самым независимость остальной части OS от аппаратных особенностей. Такой подход обеспечивает переносимость Windows NT с одной аппаратной платформы на другую. HAL скрывает от верхних слоев операционной системы особенности и различия аппаратуры. Тем самым снимается необходимость специальной настройки ОС на используемое оборудование.HALпозволяет также “скрывать” от остальных, более высоких уровней особенности мультипроцессорных систем. HAL вызывается как средствами OS включая ядро, так и драйверами устройств.

• Ядро(Kernel) является центром системы и работает в тесном контакте сHAL. Этот модуль занимается планированием действий процессора (при наличии нескольких процессоров синхронизирует их работу с целью достижения максимальной производительности). Основная задача ядра это диспетчеризация всех потоков (threads-нитей управления) которые являются основными объектами в системе.

Работа ядра оптимизирует объем и эффективность функционирования оборудования. Ядро отвечает за планирование, выполнения потоков, синхронизацию работы нескольких процессоров, обработку аппаратных прерываний и исключительных ситуаций. Ядро производит диспетчеризацию с целью максимально загрузить все процессоры системы и обеспечить первоочередную обработку потоков с более высоким приоритетом

Поток всегда определяется в контексте процесса. Процесс включает в себя адресное устройство, набор доступных процессу объектов, и совокупность выполняемых в контексте процесса потоков.

Ядро объектыуправляет двумя типами объектов:

• объекты диспетчеризации- характеризуются сигнальным состоянием и управляют диспетчеризацией и синхронизацией системных операций. Эти объекты включают: события, мутанты, мутэксы, семафоры, потоки управления, таймеры.(events, mutants, mutexes, semaphores, threads, timers).

• Управляющие объекты- для операций управления ядра по не воздействующих на диспетчеризацию и синхронизацию. Включает в себя: асинхронные выборы процедур прерывания, уведомления о состоянии источника питания, процессы и профили.

• Необходимо помнить следующие постулаты, справедливые как для Windows NT, так и практически для всех современных ОС:

• Ядро никогда не перемещаемо в памяти;

• Ядро не выгружаемо;

• Всегда имеет наивысший приоритет;

• Выполняемо на всех процессорах;