хотя часть графического интерфейса написана на С++, а кое-что из самых нижних уровней — на ассемблере.
Рис. 6.25. Структура Windows ХР
В самом низу расположен уровень аппаратных абстракций. Он должен предоставлять операционной системе некие абстрактные устройства, лишенные всех пороков и недостатков реальных устройств. К моделируемым устройствам относятся кэш-память, расположенная вне микросхемы, тактовые генераторы, шины ввода-вывода, контроллеры прерываний, контроллеры прямого доступа к памяти. Если эти устройства предоставить операционной системе в идеализированном виде, это упростит перенос Windows ХР на другие аппаратные платформы, поскольку большую часть изменений потребуется сделать только в одном месте.
Над уровнем аппаратных абстракций расположен уровень, содержащий ядро и драйверы устройств. Ядро и все драйверы устройств при необходимости получают непосредственный доступ к аппаратному обеспечению, поскольку их код во многом определяется используемой аппаратурой.
Ядро поддерживает примитивные объекты ядра, прерывания, перехват и обработку исключений, синхронизацию процессов, синхронизацию процессоров в многопроцессорных системах, управление временем. Основная задача уровня ядра — сделать остальную часть операционной системы полностью независимой от аппаратного обеспечения и, следовательно, переносимой. Ядро постоянно находится в основной памяти и никуда не вытесняется, хотя временно может передавать управление для обслуживания прерываний ввода-вывода.
Каждый драйвер устройств может управлять одним или несколькими устройствами ввода-вывода. Кроме того, драйвер устройств может выполнять ка кие-то функции, не связанные с конкретным устройством, например шифрование потока ввода-вывода или даже обеспечение доступа к структурам данных ядра. Так как пользователи имеют возможность устанавливать новые драйверы устройств, они могут воздействовать на ядро и за счет этого испортить всю систему. По этой причине драйверы нужно писать с особой осторожностью.
Над ядром и драйверами устройств находится исполняющая система. Исполняющая система имеет независимую архитектуру, поэтому ее можно переносить на другие машины. Она состоит из трех уровней.
Самый нижний уровень содержит файловые системы и диспетчер объектов. Файловые системы управляют файлами и каталогами. Диспетчер объектов управляет объектами, известными ядру, в том числе процессами, программными потоками (их еще называют легковесными процессами, действующими внутри адресного пространства), каталогами, семафорами, устройствами ввода-вывода, тактовыми генераторами и т. п. Диспетчер объектов управляет также пространством имен, куда можно помещать новые объекты, потом при необходимости к этим объектам можно обращаться.
Следующий уровень состоит из 6 основных частей, как показано на рис. 6.25. Диспетчер ввода-вывода обеспечивает управление устройствами ввода-вывода, а также предоставляет базовые услуги по вводу-выводу. При этом диспетчер ввода-вывода использует службы файловой системы, которая, в свою очередь, использует драйверы устройств, а также службы диспетчера объектов.