Архитектура системы

После изучения терминов, понятий и инструментальных средств можно приступить к исследованию внутренних задач конструирования и структуры операционной системы Microsoft Windows. Чтобы заложить основы понимания внутреннего устройства Windows, сначала рассмотрим требования и цели, определяющие очертания исходной конструкции и спецификации системы.

Требования и цели разработки

В далеком 1989 году спецификация Windows NT определялась с учетом следующих требований:

• Создать по-настоящему передовую, 32-разрядную операционную систему, работающую с виртуальной памятью и допускающую повторный вход.
• Обеспечить возможность работы на разных аппаратных архитектурах и платформах.
• Обеспечить возможность работы и масштабирования на симметричных мультипроцессорных системах.
• Обеспечить возможность работы в качестве распределенной вычислительной платформы, как в роли сетевого клиента, так и в роли сервера.
• Обеспечить возможность запуска большинства существующих 16-разрядных приложений MS-DOS и Microsoft Windows 3.1.
• Обеспечить выполнение правительственных требований о совместимости со стандартом POSIX 1003.1.
• Обеспечить выполнение требований правительства и промышленности, касающихся безопасности операционных систем.
• Обеспечить адаптируемость к всемирному рынку за счет поддержки Unicode.

Чтобы заложить основы для принятия тысяч решений по созданию системы, отвечающей вышеперечисленным требованиям, команда разработчиков в самом начале работы над проектом решила реализовать следующие замыслы:

• Расширяемость. Код должен создаваться с учетом удобства его наращивания и изменения в соответствии с изменениями требований рынка.
• Переносимость. Система должна работать на разных аппаратных архитектурах, и, в соответствии с требованиями рынка, должна относительно легко переноситься на их новые образцы.
• Надежность и отказоустойчивость. Система должна защищать саму себя как от внешних угроз, так и от внутренних сбоев. Приложения не должны иметь возможность нанесения вреда операционной системе или другим приложениям.
• Совместимость. Хотя Windows NT должна была стать новым шагом по сравнению с существовавшей в то время технологией, ее пользовательский интерфейс и API должны быть совместимы с прежними версиями Windows и с MS-DOS. У нее также должна быть возможность взаимодействия с другими системами, такими как UNIX, OS/2 и NetWare.
• Производительность. С учетом ограничений, накладываемых другими проектировочными замыслами, система должна проявлять максимально возможное быстродействие и реакцию на каждой аппаратной платформе.

По мере исследования подробностей внутренней структуры и работы Windows, вы увидите, как эти исходные замыслы проектирования и рыночные требования были успешно сплетены в конструкцию системы. Но прежде чем приступить к исследованиям, нужно изучить общую модель проектирования Windows и сравнить ее с моделями других современных операционных систем.