• Защищенная память - Windows ХР использует возможность Центрального про­цессора (CPU) выполнять коды в привилегированном режиме или в пользова­тельском режиме. Большая часть функциональных возможностей операцион­ной системы реализуется в привилегированном режиме, и это та часть, которая отвечает за контроль доступа к физической памяти, установленной на компью­тере. Пользовательские приложения должны делать запрос к операционной сис­теме для получения доступа к виртуальной памяти. Так как ядро защищает фи­зическую память от приложений, то зависание или крах системы становится маловероятным.

• Виртуальная память - Windows ХР способна поддерживать до 4 гигабайт (Гб) виртуальной памяти, она использует специальный файл, в котором содержатся части памяти, не нужные в данный момент приложению либо операционной сис­теме. Этот большой адресный сегмент памяти не делится между запущенными приложениями. Каждому приложению даются свои собственные 4 Гб виртуаль­ной памяти, что позволяет облегчить работу некоторых сложных приложений, работающих с графикой и звуком, и сделать вашу работу за компьютером намного приятнее. Любители игр обнаружат, что Windows ХР будет работать также хоро­шо или даже лучше, чем предыдущие версии Windows 9х.

• Многозадачность — это способность работать с несколькими приложениями од­новременно. Работая в офисе, приходится запускать сразу несколько приложений, переключаться между активными и фоновыми приложениями, и переносить дан­ные между ними. Windows ХР выполнит эти задачи легче.

• Работа с несколькими процессорами - Windows ХР может запускать приложе­ния, используя несколько процессоров на одном компьютере. Благодаря этой воз­можности время отклика приложений может быть уменьшено. Несмотря на то, что раньше мощные графические станции обычно работали на Unix или на соб­ственных операционных системах, вы поймете, что Windows ХР способна спра­виться с подобными заданиями, имея при этом значительно меньшую стоимость.

• Hardware Abstraction Layer (HAL) - это уровень кода, стоящий между операци­онной системой и устройствами, подключенными к компьютеру, такими как се­тевая карта, дисковый накопитель, й позволяющий операционной системе конт­ролировать эти устройства. Это позволяет избежать зависания системы из-за нестабильно работающих устройств.

Привилегированный режим и пользовательский режим

Windows ХР основывается на той же архитектуре, что и Windows NT и Windows 2000. Это операционная система, работающая с виртуальной памятью и использующая два ос­новных режима работы. Привилегированный режим - это уровень кода операционной си­стемы, отвечающий за управление такими важными частями операционной системы, как виртуальная память и диспетчер времени, с помощью которых приложения могут запус­каться в любое заданное время. Код операционной системы, выполняемый в режиме ядра, имеет прямой доступ к памяти и устройствам, установленным на компьютере. Так как в Windows ХР Исполняемые сервисы (Executive Services) выполняются в привилегирован­ном режиме, это защищает память системы от приложений, пытающихся получить доступ к "чужой" памяти, что снижает вероятность возникновения проблем.

Примечание

Executive Services работают в привилегированном режиме и могут совершать операции, недоступные пользовательским приложениям. Например, если приложение ожидает данные с диска, оно не контак­тирует с ним напрямую. Вместо этого приложение обращается к контроллеру ввода/вывода данных Executive Services, который в свою очередь обращается к диску, исполняя запрос приложения.

Пользовательский режим - это режим, в котором программа выполняется и управля­ется компонентами ядра. Например, ядро ответственно за распределение памяти, исполь­зуемой приложением. Пользовательские прикладные программы делают запросы к коду ядра, такие как выделение памяти, вызывая системные функции. Код привилегированного режима Windows ХР в данном случае отвечает за корректную работу приложений и, в случае необходимости, может закрыть работающее некорректно приложение.

Привилегированный режим и Hardware Abstraction Layer

Ядро также отвечает за связь большинства аппаратных устройств с приложениями. Компонент ядра, называемый Hardware Abstraction Layer (HAL), отвечает за управле­ние аппаратными устройствами, подключенными к компьютеру. Исключениями являются драйверы устройств, которые обмениваются информацией с файловой системой и сетью, Win32K и подсистемами графики GDI, используемыми для взаимодействия с монитором и устройствами ввода данных. Рисунок 1.1 показывает общий обзор разделения задач, выполняемых различными компонентами операционной системы. В данной главе мы об­судим эти компоненты более детально.

В более ранних версиях операционных систем Microsoft прикладные программы могли напрямую взаимодействовать с аппаратными устройствами, подключенными к компьюте­ру. По нескольким причинам HAL был разработан вместе с Windows NT. Сначала Windows NT был создан для работы на нескольких аппаратных платформах - на процес­сорах Intel, процессорах типа PowerPC, Alpha, и процессорах MIPS. С обеспечением абст­рактного уровня кода между фактическими аппаратными устройствами и прикладными программами, стала возможна установка Windows NT на разные платформы. С использо­ванием HAL блокирование системы приложением при зависании отдельного устройства, в свою очередь, стало невозможным.