Архитектура Windows 98

Основные элементы архитектуры Windows 98 изображены на рисунке. Каждый элемент отвечает за определенную часть Windows 98. Например, слой Windows API позволяет приложениям осуществлять взаимодействие с такими внутренними компонентами Windows, как файловая система. Доступ к функциям любого компонента Windows осуществляется через слой API.

Виртуальная машина MS-DOS выделена на рисунке как отдельный компонент не случайно. Windows 98 работает с приложениями MS-DOS иначе, чем с приложениями Windows. Каждое приложение MS-DOS выполняется на отдельной виртуальной машине, каждая машина имеет собственное адресное пространство и независимый доступ к устройствам.

Все приложения Windows (16-разрядные и 32-разрядные) используют вызовы функций трех основных компонентов этой ОС: модуль Kernel (ядро Windows 98), модуль GDI (интерфейс графических устройств) и модуль USER (средства пользовательского интерфейса).

Компоненты ядра Windows:

Kernel – часть ОС, обеспечивающая поддержку низкоуровневых функций, которые нужны для выполнения приложения. Например, каждый раз, когда приложению требуется память, оно обращается к ядру Windows. Этот компонент не взаимодействует с устройствами, он работает только с самой ОС Windows. Kernel обеспечивает базовые функциональные возможности ОС (поддержка файлового ввода/вывода, управление виртуальной памятью, планирование задач), загружает exe- и dll-файлы при запуске программы, обрабатывает исключения, обеспечивает взаимодействие 16-разрядного и 32-разрядного кодов.

GDI – графическая система, управляющая всем, что появляется на экране дисплея, и поддерживающая графический вывод на принтер и другие устройства. Каждый раз, когда приложению нужно вывести что-либо на экран, оно использует службы, предоставленные интерфейсом графического устройства GDI. Этот компонент управляет шрифтами, средствами печати и другими графическими средствами.

User – управляет вводом с клавиатуры, от мыши и других координатных устройств. А также выводом через интерфейс пользователя. Windows представляет собой именно то, о чем говорит ее название, т.е. окна. Нужно управляющее звено, которое отвечало бы за отслеживание всех окон, созданных приложением для отображения информации. Когда приложение отображает значок или кнопку, оно использует определенный тип функции компонента USER.

16-разрядные версии этих компонентов находятся в файлах KRNL386.EXE, GDI.EXE, USER.EXE, а 32-разрядные – в файлах KERNEL32.DLL, GDI32.DLL, USER32.DLL.

Низкоуровневые компоненты:

Это набор служб, отвечающих за функционирование самой операционной системы.

1. Подсистема управления файлами – обеспечивает доступ приложений к накопителям различных типов (к жесткому диску или приводу компакт-дисков), подключенным к ПК.

2. Сетевые компоненты. В состав Windows 98 встроены средства поддержки наиболее распространенных сетевых ОС. Компоненты, отвечающие за поддержку сетей различных типов, выполняются в защищенном режиме, что обеспечивает максимальную производительность и надежность выполнения сетевых операций. Кроме того, можно работать с несколькими типами сетей одновременно.

3. Службы ОС – эта часть ОС предназначена для поддержки таких средств, как Plug and Play. Отвечают за выполнение различных запросов приложений и операционной системы.

4. Диспетчер виртуальных машин. С помощью этого компонента запускаются и завершаются любые приложения (включая приложения DOS), а также выделяется память, необходимая для выполнения приложения.

5. Драйверы устройств и модель драйверов WDM – используется для взаимодействия с различными устройствами. Windows 98 поддерживает 3 типа устройств. Первый тип – это драйверы устройств реального режима, которые использовались в MS-DOS. Также поддерживаются виртуальные драйверы (VxD), которые позволяют обращаться к устройствам в защищенном режиме. Кроме того, Windows 98 поддерживает новую модель драйверов WDM, которая используется в Windows NT и обеспечивает максимальное быстродействие и надежность при работе с различными устройствами.

Уровни защиты. Существует 4 уровня защиты процессора компании Intel 80386 (и выше), но большинство ОС используют только 2:

0 – уровень защиты системных компонентов;

3 – уровень защиты приложений.

Windows использует эти уровни защиты для того, чтобы только ОС могла получить доступ к внутренним процессам Windows.