Питер Нортон - Полное руководство по Microsoft Windows XP

Изучение новой операционной системы обычно включает в себя последовательный анализ компонентов ее архитектуры. Но к этому вопросу можно подойти и с другой стороны. Когда речь заходит о квалифицированном автомеханике, ожидается, что он неплохо разбирается в двигателях, электрической системе автомобиля и компьютерах, управляющих им. Автомеханик может не иметь полного представления обо всех компонентах машины, однако он вполне способен починить ее, имеет для этого необходимые инструменты и располагает соответствующей технической литературой.

В каком-то смысле все пользователи являются «мастерами на все руки» для собственных компьютеров. При этом они должны быть знакомы с основными аппаратными и программными компонентами компьютера, в частности с операционной системой. Никто не ожидает от пользователя демонстрации всесторонних знаний, однако он должен правильно распознавать возникающие проблемы и находить ответы на стоящие перед ним вопросы.

Не забывая о вышесказанном, перейдем теперь к обсуждению вопросов, непосредственно связанных с архитектурой Windows XP и ее компонентами. В данном случае я буду ориентироваться на версию Windows XP Professional Edition, однако практически все приводящиеся ниже материалы в равной степени можно отнести и к версии Windows XP Home Edition. Основное различие архитектур для версий Professional Edition и Home Edition связано с подсистемой обеспечения безопасности и поддержкой файловой системы NTFS. В то же время ядро операционной системы остается одним и тем же для обеих версий.

В следующих разделах я не буду останавливаться на нюансах. На самом деле этот рассказ правильнее было бы рассматривать как беглый обзор архитектуры ядра Windows XP. Тем не менее в процессе обсуждения вы получите представление и об архитектуре этой ОС. Такие знания позволят вам вполне осознанно конфигурировать операционную систему и эффективно ее использовать. Другими словами, после ознакомления с материалами данной главы ваша квалификация как механика заметно возрастет.

Беглое знакомство с внутренней структурой

Windows XP – достаточно сложная операционная система. Однако на практике каждая очередная версия Windows оказывалась несколько сложнее предшествующей за счет добавления новых утилит, функций и программных приложений.

Ниже в общих чертах обсуждается архитектура Windows XP. Эти разделы являются своего рода вводными и содержат сведения об основных компонентах архитектуры операционной системы, которые позволят вам лучше понять материалы других разделов данной книги.

Архитектура

Специалисты Microsoft построили Windows XP на основе Windows 2000, поэтому те, кто будет искать знакомые им файлы операционной системы Windows 9х, рискуют их просто не найти. Вы не обнаружите и непосредственной связи между Windows XP и Windows 2000. Напомню, что Windows 2000 предусматривает создание практически неизменной рабочей среды, что затрудняет исполнение многих программных приложений, например связанных с компьютерными играми и обучающими программами. Однако, если вы знакомы с особенностями архитектуры Windows 2000, вы без труда разберетесь и в архитектуре Windows XP.

Перед рассмотрением архитектуры Windows XP следует еще раз напомнить принципы ее организации. Первый принцип связан с работой процессоров фирмы Intel. Обеспечение безопасности и защита информации в наши дни являются одним из основных принципов построения операционных систем. Важно сохранять подготовленные приложения и данные неизменными, чтобы имелась возможность их быстрого применения. Процессоры фирмы Intel обычно обеспечивают четыре уровня защиты, однако Windows XP использует только два из них. Так, программные приложения исполняются в базовом режиме – режиме ядра (Kernel Mode), который соответствует наивысшему уровню защиты. Пользовательские приложения и другие объекты данных функционируют в пользовательском режиме (User Mode), который характеризуется самым низким уровнем защиты. При этом пользовательские данные всегда остаются за определенной чертой, а базовые программные приложения находятся внутри некоего четко очерченного круга.

Второй принцип, который следует хорошо усвоить в отношении Windows XP, заключается в применении взаимосвязанных программных приложений. Так, пользователь не может указать на отдельный файл системного каталога \SYSTEM32 и сказать, что он содержит данные Windows XP. Различные файлы этого каталога поддерживают различные совокупности функций, однако более подробные сведения по данному вопросу могут увести далеко от обсуждаемой здесь темы. Таким образом, Windows XP опирается на использование множества файлов. Подобный подход позволяет другим поставщикам встраивать свои функции в операционную систему, расширяя ее функциональные возможности. Большая часть разработчиков рассматривает Windows XP в качестве модульной ОС, поскольку она состоит из множества программных модулей – приложений (равно как и операционная система Windows 2000).

Так как система носит модульный характер, она имеет ряд однотипных файлов с Windows 2000, причем файлы Windows XP, как правило, являются усовершенствованными вариантами файлов Windows 2000. Специалистам Microsoft не пришлось изменять все разделы Windows 2000, чтобы реализовать цели, поставленные при создании Windows XP. Именно по этой причине те пользователи, которые хорошо знакомы с архитектурой Windows 2000, без труда разберутся и в архитектуре Windows XP.

Архитектуру Windows XP условно можно разделить на четыре части:

• ядро операционной системы. Ядро представлено шестью файлами, которые будут подробно рассмотрены в последующих разделах данной главы: GDI.EXE, GDI32.DLL, KRNL386.EXE, KERNEL32.DLL, USER.EXE, USER32.DLL. Файлы ядра содержат только часть операционной системы и обеспечивают связность всех объектов данных. Каждый прочий объект или раздел Windows XP обращается к ним для целей обслуживания. Все эти файлы обычно располагаются в системной папке \SYSTEM32;

• драйверы. Windows XP использует драйверы для доступа к аппаратным средствам системы. Драйверы являются удобным средством для обеспечения доступа к устройствам в условиях многозадачной среды, в которой одно и то же устройство может одновременно обслуживать несколько приложений. Каждому устройству в программе Диспетчер устройств (Device Manager) соответствует один или несколько связанных с ним драйверов. Для более близкого знакомства с драйверами конкретных устройств нажмите кнопку Сведения(Driver Details) вкладки Драйвер(Driver) диалогового окна свойств устройства (Device Properties). Диалоговое окно Сведения о файлах драйверов(Driver File Details), показанное на рис. 11.1, информирует о поставщиках драйверов, версии файлов, цифровой подписи и соответствующих авторских правах;