Операционная система Windows XP

Структура системы

Как уже упоминалось ранее, операционная система Microsoft Windows XP создана на базе технологии NT, в связи с чем внутренняя архитектура и логическая структура данной версии Windows несколько отличается от внутренней структуры Windows 9x. В первую очередь это касается механизма размещения папок на дисках пользовательского компьютера и, безусловно, самих принципов работы системы. В настоящем разделе книги мы подробно рассмотрим некоторые аспекты внутренней структуры Windows XP, что позволит опытным пользователям Windows 9x/ME быстро освоиться с новой версией Windows, а также понять ряд характерных для нее особенностей.

Размещение данных

В операционных системах семейства Windows 9x/ME все пользователи имели доступ к одному и тому же набору личных папок. Корневая директория дискового раздела, в котором была установлена Windows, содержала личную папку Мои документы, а в ней, в свою очередь, мог храниться дополнительный набор вложенных папок, таких как Моя музыка, Мои видеозаписи и т. д. Прикладные программы устанавливались в специальную папку Program Files, однако определенная часть используемых ими файлов копировалась в системный каталог Windows, например папка Избранное (Favorites), содержащая набор отмеченных пользователем ссылок для браузера Microsoft Internet Explorer, или архивы сообщений электронной почты программы Outlook Express, размещавшиеся в папке Application Data. Все компоненты, обеспечивающие индивидуальную настройку операционной системы, в частности содержимое Рабочего стола, ярлыки и значки Главного меню и Меню быстрого доступа, также хранились в папке Windows, однако последняя содержала дополнительную папку Profiles, в которую записывались

индивидуальные настройки системы при включении многопользовательского режима. Подобный механизм размещения данных был неудобен, прежде всего, тем, что по умолчанию практически полностью исключал возможность создания нескольких независимых друг от друга профилей настройки Windows, а при включении многопользовательского режима не позволял быстро отыскать нужный набор файлов в каждом из имеющихся профилей. В Microsoft Windows XP применяется несколько иной принцип размещения данных на диске пользовательского компьютера, который с объективной точки зрения стал намного удобнее и нагляднее. Сравнительные изображения схем размещения файлов и папок в операционных системах Windows 9x и Windows XP показаны на рис. 2.8.Из приведенной схемы становится очевидно, что прикладные программы по-прежнему устанавливаются в папку Program Files, однако вместо привычной папки Мои документы (My documents) на диске содержится специальная папка Documents and Settings, где хранятся все настройки и профили пользователей. Данная папка включает некоторое количество вложенных папок, соответствующих числу зарегистрированных в системе учетных записей. Названия этих папок совпадают с указанными в настройках именами пользователей Windows. Каждая из таких папок, в свою очередь, включает следующий набор вложенных папок:

Application Data — данные прикладных программ пользователя;
Cookies — индивидуальный набор файлов cookies для браузера Microsoft Internet Explorer, используемых в данной учетной записи;
SendTo — индивидуальная папка, представляющая содержимое контекстного меню Отправить (Send To), отображающегося при щелчке правой кнопкой мыши на каком-либо объекте;
Windows — индивидуальный набор библиотек и системных файлов, необходимых для работы Windows с данной учетной записью;
Главное меню (Start Menu) — содержит индивидуальный набор компонентов Главного меню;

Рис. 2.8. Сравнительная схема размещения файлов в операционных системах Windows 9x/ME и Windows XP

Избранное (Favorites) — включает индивидуальный набор компонентов меню Избранное для программ Проводник и Microsoft Internet Explorer;
Мои документы (My documents) — личные файлы пользователя; папка содержит вложенные папки Мои рисунки (My Pictures), Моя музыка (My Music) и Мои видеозаписи (My Video);
Недавние документы — папка для хранения автоматически создаваемых Windows ярлыков документов и файлов, отображающихся в меню Последние документы Главного меню Windows XP;
Рабочий стол (Desktop) — папка для хранения элементов Рабочего стола пользователя;
Шаблоны (Templates) — папка для хранения шаблонов для приложений Office.Кроме папок с именами учетных записей пользователей Windows, в папке Documents and Settings также хранится ряд дополнительных папок, используемых системой в процессе ее работы. Это папка All Users, в которой содержатся общие настройки для всех учетных записей, и в частности — папка Общие документы (Shared Documents), доступные из локальной сети. По умолчанию она включает вложенные папки Музыка (общая) (Shared Music) и Рисунки (общие) (Shared Pictures). Также в папке Documents and Settings имеется вложенная папка Default User, в которой размещаются настройки так называемого «анонимного пользователя», то есть настройки по умолчанию. Сама операционная система содержится в папке Windows, расположенной в корне дискового раздела, либо в папке с названием, указанным вами в процессе установки Windows XP.

Особенности архитектуры

В основе архитектуры ядра Microsoft Windows XP лежит программный код Windows 2000 и Windows NT 4 Workstation, причем ядро NT было не переписано заново, а лишь усовершенствовано и дополнено. Именно это и объясняет высокую надежность и стабильность в работе всего программного комплекса Microsoft Windows XP.

Известно, что для каждого процесса, инициированного запущенными в Windows задачами, операционная система выделяет определенный объем адресного пространства памяти, необходимого для выполнения всех функций этого процесса. Процессы могут обмениваться данными как между собой, так и с различными программными модулями, например драйверами устройств. Направленное движение информации между различными процессами внутри операционной системы называется потоками. Для того, чтобы ускорить движение потоков, в Microsoft Windows 9x/ME процессы самой операционной системы и процессы пользовательских программ загружались в одном адресном пространстве памяти, что позволяло сэкономить время на передаче информации между различными объектами. Однако это решение, направленное на повышение быстродействия и производительности Windows, автоматически снижало ее надежность: процессы, инициированные прикладными программами, могли получить доступ к системным процессам и процессам ядра, поэтому сбой пользовательского приложения или некорректный вызов прикладной задачей занятого системой адреса в большинстве случаев был чреват ошибкой из разряда «программа выполнила недопустимую операцию в таком-то модуле памяти и будет закрыта», а при неблагоприятном стечении обстоятельств — грозила полным крахом системы. С другой стороны, подобный «открытый» алгоритм распределения памяти позволял созданным злоумышленниками программам перехватывать управление системными процессами и даже изменять исполняемый код некоторых компонентов системы.

В Microsoft Windows XP системные процессы и процессы ядра загружаются в отдельном защищенном адресном пространстве памяти, вследствие чего прикладные задачи просто не могут получить к ним прямой доступ. Задачам пользователя также отводится отдельное адресное пространство, поэтому вызвавшее сбой приложение может повредить или заблокировать только само себя, однако не в состоянии «повесить» или разрушить операционную систему. Именно этим объясняются высокие требования Microsoft Windows XP к доступному объему оперативной памяти. Еще одно очевидное следствие используемого в архитектуре NT принципа разделения системных и пользовательских процессов — значительное замедление движения потоков. Поскольку компоненты Windows и модули прикладных программ физически располагаются в различных областях оперативной памяти, передать информацию от одного процесса другому становится не так-то просто. Вот почему Windows XP работает заметно медленнее, чем Windows 98 или Windows Millennium. Однако разумных компромиссов между быстродействием и надежностью, увы, не существует: чем быстрее работает операционная система, тем меньше возможностей она может реализовать и тем выше вероятность ее краха в случае возникновения непредвиденных сбоев и неполадок.