Если мы хотим узнать больше деталей о работе операционной системы Windows, типичные системные функции, доступные для пользователя далеко нас не приведут. Они предлагают остаточное количество информации о процессах, протекающих в фоновом режиме.
Мы должны заглянуть ещё глубже – в архитектуру Windows. Там, глубоко под цветным интерфейсом пользователя, находится, так называемое, ядро (англ. kernel). Без него использование операционной системы будет практически невозможно. От его существования и действий зависит практически всё.
Что делает ядро Windows
Все популярные операционные системы являются чрезвычайно сложными. Для того, чтобы всё могло работать, нужен единый центр контроля и управления, то есть ядро. Оно состоит из очень многих строк кода, составляющих основные функции системы, работающие в фоновом режиме.
Для примера, код Windows Vista включает в себя более 50 миллионов строк. В Windows 7, в результате оптимизации кода, их число сократилось до «всегою 40 миллионов.
Работая каждый день в Windows невозможно понять сложность ядра. Оно действует в фоновом режиме и отвечает, среди прочего, за взаимодействие между внутренними компонентами ПК, а также внешними устройствами.
Ядро контролирует программы, которые работают, позволяет использовать файловые системы для хранения данных и исключает возможные конфликты доступа. Последние возникают, например, когда при высокой нагрузке компьютера много программ одновременно хочет сохранять данные на жестком диске. В этом случае программам определяются приоритеты и они ждут своей очереди.
Начиная с Windows Vista за правильную работу с мультимедиа отвечает служба под названием Multimedia Class Scheduler Service (MMCSS). Мы можем управлять её параметрами с помощью панели управления службами. Используйте сочетание клавиш Win + R и в окне Запуск программы введите команду services.msc, а затем нажмите Enter.
Multimedia Class Scheduler заботится о том, чтобы мультимедийные приложения всегда имели в распоряжении соответствующие ресурсы процессора. Если аудио или видео файл воспроизводится с помехами, рекомендуется в панели управления службами дважды щелкнуть на службе MMSCS (Планировщик классов мультимедиа), проверить тип запуска и, возможно, изменить его на Автоматический.
Ядро на страже безопасности системы
Помимо безопасной работы системы, ядро Windows заботится о безопасности. Он делает это с помощью различных решений, таких как, например, режимы user и kernel, проверка подписи драйверов, а также механизм ASLR (Address Space Layout Randomization).
Программы, работающие в режиме пользователя, имеют ограниченные полномочия. Речь идет, среди прочего, об отсутствии прямого доступа для аппаратному слою. Его, в свою очередь, используют драйверы, которые напрямую должны взаимодействовать с различными компонентами компьютера. Это именно они работают в режиме kernel. Они выполняют свои задачи намного быстрее, но подвержены большей опасности.
Здесь в действие вступают тесты базы данных драйверов, которые проверяют файл установки, например, драйвера графической карты, его достоверность и отсутствие подозрительного кода. В 64-разрядной версии Windows установка драйверов, которые не прошли успешную проверку, по умолчанию отключена.
В свою очередь, упомянутая ранее защитная функция ASLR присваивает случайные адреса данным в оперативной памяти и предотвращает использование уязвимостей в системе безопасности через вредоносное программное обеспечение.
HAL – посредник между ядром и оборудованием
Неразрывно с ядром Windows связан, так называемый, слой абстрагирования оборудования (англ. HAL – Hardware Abstraction Layer).
В сущности, речь идет об универсальном наборе инструкций, обеспечивающим обмен информацией между системой и различными аппаратными компонентами. Благодаря этому разработчики Windows не вынуждены каждый раз настраивать код для другой аппаратной конфигурации пользователя. Достаточно, чтобы компьютер выполнял требования, а об остальном позаботится ХЭЛ.
Мы должны, однако, помнить, что замена основных компонентов компьютера, такого как материнская плата, повлечет за собой необходимость переустановки Windows.
