Настройка операционной системы windows 10 лекция
Обновлено: 04.07.2024
Windows 10 позиционируется разработчиком как современная, удобная и производительная операционная система, включающая в себя базовый набор всех необходимых компонентов и программ. Будучи установленной из "коробки" Windows полностью готова к работе, тем не менее, многие наверняка пожелают изменить ее настройки по умолчанию с целью добиться большего контроля и производительности. В этом руководстве мы рассмотрим такую важную и интересующую многих тему как настройка Windows 10 после установки. Из 11 практических советов вы узнаете, какие опции желательно включить и отключить в только что установленной системе, сделав работу с ОС еще более удобной и практичной.
1. Проверка и установка недостающих драйверов.
Windows 10 содержит в себе необходимые драйвера для большинства устройств, если система и ПО работают нормально, ничего делать не нужно. Однако, если в Диспетчере устройств у вас имеются неизвестные устройства или устройства, отмеченные желтым значком, значит вам нужно найти для данного устройства драйвер и установить его. Начинающим пользователям рекомендуется использовать для этого специальные программы, например, Driverpack Solution . Недостающие драйвера могут быть на прилагаемом к компьютеру (чаще всего ноутбуку) оптическом диске. В ином случае драйвера придется искать в Интернете.
2. Поиск и установка обновлений системы.
Сразу после установки Windows 10 желательно проверить наличие накопительных обновлений, особенно если вы планируете регулярно обновлять операционную систему.
Шаг 1 . Зайдите через « Параметры » в раздел « Обновление и безопасность » и нажмите кнопку « Проверить наличие обновлений ».
Шаг 2 . Установите пакеты из этого же интерфейса, если таковые будут найдены.
3. Удаление лишних приложений.
Windows 10 поставляется с набором встроенных универсальных приложений, многими из которых вы наверняка не станете пользоваться. Если так, лучше их удалить.
Шаг 1 . Открыв из меню Пуск приложение « Параметры », зайдите в раздел « Приложения и возможности ».
Шаг 2 . Здесь вы увидите список встроенных в систему приложений. Нажмите значок программы, которую хотите удалить, а затем нажмите появившуюся кнопку « Удалить » и подтвердите действие.
Если приложение деинсталлировать стандартными средствами Windows 10 невозможно, кнопка удаления будет неактивной.
4. Замена приложений по умолчанию.
По умолчанию Windows 10 открывает большинство типов файлов встроенными приложениями, но вы можете назначить для просмотра файлов другие программы, если они уже установлены.
Находясь в подразделе « Приложения по умолчанию », кликните по имени приложения, которое желаете заменить и укажите в появившемся списке другую программу.
5. Запрет работы фоновых приложений.
Значительная часть поставляемых в Windows 10 программ работают в фоновом режиме. И хотя они не оказывают сколь-либо существенного влияния на производительность, их лучше отключить, хотя бы с целью избавить себя от выводимых ими на рабочий стол уведомлений.
В « Параметрах » зайдите в раздел « Конфиденциальность » и, перейдя на вкладку « Фоновые приложения », установите одноименный переключатель в положение « Откл ».
Также вы можете отключить фоновую работу только для некоторых приложений, выбрав их в списке.
6. Отключение автозагрузки.
Для оптимизации производительности рекомендуется исключить из автозагрузки Windows редко используемые приложения.
Шаг 1 . Откройте из контекстного меню панели задач Диспетчер задач переключитесь на вкладку « Автозагрузка ».
Шаг 2 . Выделите ненужное приложение мышкой и нажмите кнопку « Отключить ». Тоже самое можно сделать из контекстного меню записи приложения.
7. Проверка работы функции «Точки восстановления».
Далее настоятельно рекомендуется проверить активность функции создания резервных точек восстановления.
Шаг 1 . Откройте окно свойств системы командной systempropertiesprotection в окошке « Выполнить ».
Шаг 2 . Если состояние защиты системного раздела отключена, нажмите « Настроить ».
Шаг 4 . В ранее открытом окне свойств системы нажмите « Создать », дайте точке подходящее название, создайте ее нажатием одноименной кнопки и сохраните настройки.
Windows 10 также поддерживается создание полной резервной копии системного тома, но это отдельная тема.
8. Проверка защиты от вирусов.
Защиту от вредоносного ПО в Windows 10 обеспечивает встроенный Защитник — программа Windows Defender . Убедитесь, что защита активна.
Двойным кликом по иконке Защитника откройте окно параметров безопасности и посмотрите статус защиты. Если иконка « Защита от вирусов и угроз » отмечена зеленым значком, значит всё в порядке.
Если красным или желтым, какой-то из компонентов защиты отключен, включите его нажатием одноименной кнопки.
Для установки операционной системы на ваш компьютер, необходимо, вставить накопитель с записанной системой в компьютер, а затем перезагрузить его. После чего, у вас во время загрузки компьютера, появится логотип материнской платы, где будет указана клавиша для открытия меню BIOS. Чаще всего, этой клавишей является «Delete», также могут быть варианты F2 или F12. Вам необходимо при появлении логотипа нажимать все время данную клавишу и потом вас перебросит в другое меню, называемое BIOS или UEFI, в зависимости от материнской платы. Теперь, когда вы находитесь в данном меню, перейдите на вкладку Boot, нажатием клавиш с изображением стрелок. Так как у всех, отличающиеся друг от друга материнские платы, названия пунктов в меню «Boot» могут отличаться. Суть заключается в чем? Когда загружается компьютер, то в зависимости от параметров, первым загружается определенное устройство, как правило, по умолчанию, это жесткий диск. Нам, необходимо установить первым, чтобы загружался накопитель с записанной операционной системой. Для этого в меню Boot, необходимо найти в случае с диском что-то вроде «Boot device priority» и выбрать. Затем, вы увидите, что появилось другое меню, где устройства расположены под цифрами, нам нужен номер 1. Установите курсор на устройство под номером один и нажмите «Enter», у вас появится окошко с выбором устройства для установки на данный номер. Если у вас флэшка, то ищите в этом списке название флэшки, а если диск, то название вашего дисковода и выберите его нажатием клавиши «Enter». После выбора, вы увидите, что устройства поменяли свои номера и под номером 1, стало находиться именно то, что нам нужно. Если у вас флэшка, то может быть такое, что в данном списке ее не будет, пока вы не зайдете и не настроите другой пункт в меню «Boot», вам нужно искать что-то вроде «Hard Disks…» и выбрать. Перед вами появится такой же список, как и в «Boot Devices…», который отображает порядок загрузки, подключенных жестких дисков к компьютеру. Если у вас не появилось флэшки в меню «Boot Device Priority», то выйдите из него клавишей «ESC», до меню «Boot» и выберите пункт «Hard Drivers…», где также под номером 1 установите вашу флэшку, а затем уже произведите действия, описанные выше, в меню «Boot Device Priority». Теперь, нажмите клавишу F10 и выберите «ОК», тем самым, вы сохраните внесенные изменения и компьютер автоматически перезагрузится.
В определенный момент, вместо загрузки операционной системы у вас появится надпись «Press any key to boot from CD or DVD» или «Press any key to boot from USB», которая будет написана, только определенное время, в которое вам нужно успеть нажать любую клавишу на клавиатуре и после чего, начнется установка Windows 10, начало которой будет похоже на загрузку операционной системы Windows 8, но это лишь логотип.
После загрузки, у вас появится окно выбора языка для установки системы, в зависимости от региона, который был на образе, записываемом на носитель, установленные параметры по умолчанию, могут отличаться от нужных вам. Выберите все параметры языка по вашему усмотрению и нажмите кнопку «Далее», а затем в следующем окошке «Установить».
Вас попросят ввести лицензионный ключ, ввод которого, можно отложить нажав «Пропустить».
Далее у вас появиться текст лицензионного соглашения, где необходимо отметить галочкой «Я принимаю условия лицензии» и нажать «Далее».
Затем у вас будет доступно для выбора два пункта «Обновление….» и «Выборочная установка», выберите пункт 2.
Теперь, вам необходимо настроить для установки жесткие диски. Если вам не нужна, имеющаяся информация на жестком диске, для начала, я рекомендую вам, выбрать поочередно все разделы и на каждом выбрать внизу пункт «Форматировать». После чего, также выбрав по очереди все пункты, нажмите на каждом кнопку «Удалить». После чего, в зависимости от количества жестких дисков, установленных на вашем ПК, у вас останется такое же количество, с надписью – «Неразмеченная область», выбрав которую, затем щелкните на пункт «Создать» и укажите размер, будущего раздела жесткого диска. При создании первого раздела, вас спросят, о возможности создания операционной системой, маленького раздела, который будет служить поддержкой для всей работы системы, на что вам нужно согласиться. Обычно, если пользователи разделяют жесткий диск на разделы, то один делают для операционной системы, а другой для хранения данных, чтобы можно было сколько угодно раз переустанавливать систему, не теряя при этом никаких данных. Поэтому если вы также хотите разделить свой жесткий диск на разделы, то я рекомендую вам установить значение для одного, который будет для операционной системы, равное 60 тысячам, а для другого уже просто нажав кнопку «Создать», согласиться с автоматическим выбором. Если не хотите делить на разделы, а установить всё на один, то просто выберите «Создать» и согласитесь со всем.
Если вам важна информация, содержащаяся на жестком диске, то при наличии нескольких разделов, выберите тот, на который хотите установить систему и нажмите кнопку «Форматировать», а затем на нем же «Удалить». Если, у вас был раздел с описанием «Система», то проделайте «Форматировать» и «Удалить», вначале для него. Теперь у вас соединиться вместе объем от обоих разделов жесткого диска. Далее «Создать», выбрав пункт с этим же объемом и у вас автоматически создастся раздел, который и был раньше, но уже чистый. При создании раздела, вас спросят, о возможности создания операционной системой, маленького раздела, который будет служить поддержкой для всей работы системы, на что вам нужно согласиться.
После удаления разделов, а затем их создания, необходимо на ВСЕХ, кроме с надписью «Система», произвести форматирование.
После всех настроек параметров жестких дисков, выберите тот, на который хотите установить Windows 10 и нажмите кнопку «Далее». Теперь ждите, пока завершится установка и компьютер, перезагрузится сам собой.
Когда ПК перезагрузится, во время надписи «Press any key to boot from CD or DVD» или «Press any key to boot from USB» ничего не нажимайте, а просто подождите и установка сама продолжится. Появится логотип Windows 10 и под ним будет находиться описание того, что сейчас происходит, например, «Идет подготовка устройств».
После этого процесса, компьютер вновь перезагрузится и уже предоставит вам доступ к таким настройкам, как «Имя учетной записи», «Отправка сведений о работе разработчикам», «Включение фильтра SmartScreen» и т. д..
Говоря в целом о процессе установки, я отмечу тот факт, что он не занимает слишком много времени цифра может варьироваться в зависимости от возможностей вашего компьютера и начинается от 5 минут, заканчивая получасом и больше. Под «процессом установки», я подразумеваю всё, что происходит в момент, до появления рабочего стола Windows, для последующей возможности работать за компьютером. Соответственно, всё, что было до рабочего стола, является процессом установки. Также, перед тем, как вообще начинать устанавливать Windows 10 на свой ПК, необходимо убедиться в том, что он соответствует системным требованиям, с которыми вы можете ознакомиться, либо в данной книге, чуть ниже, либо прочитать на коробке, если вы покупали коробочную версию Windows 10, либо зайти в интернет и на официальном сайте разработчика, посмотреть эти самые требования, чтобы у вас не возникло проблем с работой, в будущем.
Теперь, когда ваш компьютер вновь перезагрузится, система вновь предложит вам ввести ключ продукта, на что вы можете либо ввести его, либо опять же пропустить, данную процедуру, выбрав «Сделать позже».
Далее у вас появится окно, уведомляющее вас о том, что можно изменить некоторые настройки системы, которые идут по умолчанию, либо оставить всё, как есть. Я рекомендую выбрать пункт «Настройка параметров».
У вас появится следующее окно, где будут доступны для изменения некоторые настройки системы Windows 10. Я рекомендую вам, установить все ползунки, в позицию «Отключено». После редактирования положений ползунков, необходимо будет нажать на кнопку «Далее» в обоих окнах настроек. Затем нужно будет чуть подождать и появится следующее окно, где будет необходимо выбрать кому принадлежит данный компьютер или попросту «Физическом лицу», либо «Компании».
Теперь перед вами, финальная стадия установки Windows 10, это ввод данных учетной записи пользователя.
Вводите все необходимые сведения и нажимайте кнопку «Далее». После этого, система сама начнет завершающую стадию применения параметров, а затем откроет перед вами рабочий стол Windows 10, на чем собственно, и завершится вся установка Windows 10. Теперь вам нужно немного подождать, можете зайти в проводник, а затем перезагрузите компьютер, не извлекая накопителя, с которого была произведена установка. Всё при следующей загрузке, можете начинать устанавливать драйвера, для правильной работы всех устройств.
P. S. Установка на ноутбук или нетбук, ничем не отличается от установки на обычный ПК, разве что скоростью, но это, смотря какой компьютер и какой ноут– или нетбук.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Компьютер из… пробирки?!
Компьютер из… пробирки?! Не знаю, как вы, а я со своим компьютером иногда разговариваю. Ругаюсь или, напротив, пытаюсь лаской заставить его сделать то, что он делать как будто не намерен. И происходит маленькое чудо: бездушная вроде железяка перестает давать сбои и
Компьютер с… грядки?!
Компьютер с… грядки?! Представьте себе ситуацию. Заходит человек в магазин, где обычно торгуют цветами, рассадой растений и т. д. И спрашивает семена… микропроцессоров. А дальше уж вообще начинаются чудеса. Человек приходит домой, высаживает купленные семена на грядке, в
Раздел 1. Установка Windows 10
Раздел 1. Установка Windows 10 По сути, установка Windows 10, ничем таким не отличается от установки Windows 8 или 7, поменялось только оформление поэтому если вы уже знакомы с установкой предыдущих операционных систем, то вам не составит труда, установить и эту систему на свой ПК.
1.2. Запись образа операционной системы на флэшку
1.2. Запись образа операционной системы на флэшку Для начала, вам следует подготовить саму флэшку к записи на нее операционной системы. Для этого, зайдите в меню «Компьютер», где будут отображаться, все накопители, подключенные к устройству. Немного, отвлекусь, для
1.3. Запись образа операционной системы на компакт-диск
1.3. Запись образа операционной системы на компакт-диск Для записи на диск, вам понадобиться носитель, размером от 4 Гб или стандартный DVD диск. Также, если ваш диск, не пустой, то сотрите с него все данные, с помощью программы Nero Burning Rom, вставив диск, запустив саму
Раздел 2. Компьютер и его устройство
Раздел 2. Компьютер и его устройство С самого начала, когда задумывалась данная книга, я не хотел писать данный раздел, но к сожалению, как бы то ни было, а сведения о том, какая деталь за что отвечает в компьютере, значительно улучшают понимание о общем принципе работы
4.1. Персонализация Windows 10
4.1. Персонализация Windows 10 В Windows 10 значительно было улучшено меню персонализации системы, теперь в нем появилось еще больше настроек. Как вы можете заметить, можно настраивать фон, цвета, экран блокировки, темы и меню Пуск в Windows 10.На вкладке фон, можно наблюдать,
4.5. Меню пуск Windows 10
4.5. Меню пуск Windows 10 Вот уже который год, компания Майкрософт, переделала меню привычное всем пользователям под новый интерфейс. Компания нашла очень замечательное решение в свою пользу, они как бы не стали и шаг назад делать, но и как бы пошли навстречу
5.1. Безопасность Windows 10
5.1. Безопасность Windows 10 Что касается безопасности каждой новой системы, то здесь разработчики делают всё возможное, что в их силах, чтобы их система, оставалась не взломанной или ее целостность при использовании, не была нарушена. Но, запомните на будущее совет, который
5.8. Антивирусы для Windows 10
5.8. Антивирусы для Windows 10 На данный момент, не все производители антивирусных решений, адаптировали свои продукты под Windows 10, а даже те, кто адаптировал, пока еще сыроваты, но, в принципе, достойные решения, можно найти всегда. Конечно, у каждого антивируса есть свои
5.12. Восстановление Windows 10
5.12. Восстановление Windows 10 Случалась ли с вами ситуация, когда вам нужно было вернуть определенное состояние системы, так как она стала работать не так, как нужно. Например, вы, что-то установили, а благодаря этому, у вас перестало работать какое-то приложение или вы
Раздел 6. Увеличение производительности и эффективности вашего ПК или как сделать так, чтобы компьютер работал быстрее!
Раздел 6. Увеличение производительности и эффективности вашего ПК или как сделать так, чтобы компьютер работал быстрее! VI.1. Службы, которые, значительно влияют на быстродействие вашего компьютераМногие ищут в интернете ответ на вопрос, а как можно ускорить свой
Меня зовут Андрей Артемьев, я работаю в Microsoft над ядром ОС Windows 10, ранее я работал над Windows 10x (WCOS), XBox, Windows Phone и Microsoft Edge. Я хочу популярно в образовательных целях рассказать о том как работает компьютер на примере клавиатурного ввода и Windows 10. Данный цикл статей рассчитан в первую очередь на студентов технических специальностей. Мы рассмотрим какой путь проходит информация о нажатой клавише от клавиатуры до отображения в Notepad.exe. В виду обширности и междисциплинарности темы в статьях могут быть неточности, о которых сообщайте в комментариях. Какая-то информация может быть устаревшей в виду скорости с которой развивается Windows.
Насколько глубоко мы погрузимся в тему?
Давайте для начала в общих чертах поговорим об уровнях на которых можно рассматривать компьютер. Каждый уровень основывается на предыдущем. Начнём с самого верха.
Уровень операционной системы. ОС можно рассматривать как:
- Менеджер ресурсов — память, жёсткие диски, принтеры, экран, клавиатура ограниченные ресурсы которые совместно используются запущенными на компьютере программами.
- Виртуальная машина — файл это наглядный пример виртуального объекта. Он представляет абстракцию данных на диске, API для работы с ним и так же добавляет концепцию прав доступа. Вместо файла могла быть концепция контейнера данных и совершенно другого API. Таких виртуальных объектов в ОС много.
- Платформа — ОС предоставляет программные модели и примитивы для построения программ. К примеру Windows Drivers Framework позволяет быстро разрабатывать драйвера, окна в Windows используются для построения сложных пользовательских интерфейсов. Dll — предоставляет модель расширения функционала программы через плагины, а так же механизм для реализации читалки экрана через ловушки клавиатуры (см. LowLevelKeyboard hook).
Уровень архитектуры компьютера. Он представлен материнской платой, которая имеет определённый форм-фактор, встроенные функции закодированные в микросхемах называемых чип-сетом и порты, через которые можно расширять функционал компьютера подключив графическую карту, сетевую карту, дополнительную оперативную память (RAM), жёсткие диски, клавиатуру и пр. Порты влияют на скорость работы и возможности компьютера, что и будет определять его назначение будь то сервер для обработки тысяч запросов в секунду, планшет для пользования Интернетом или игровой ПК с несколькими видеокартами. ОС абстрагирует особенности материнской платы.
Микросхемы выглядят как на картинке ниже и представляют собой мини-компьютер выполняющий простые программы для низкоуровневых задач, к примеру прочитать данные от клавиатуры и передать их дальше чтобы они достигли в конечном счёте процессора. Как правило реализованы в виде аналоговой непрограммируемой микросхемы или микроконтроллера, программируемого на языке С.
Материнскую плату можно рассматривать как колонию микросхем которые общаются между собой через шины и через них циркулируют данные от подключенных устройств к процессору и обратно. Чип-сет — это своего рода нервная система компьютера. Все чипы на материнской плате были изначально созданы чтобы работать друг с другом. Некоторые из них могут иметь особые функции, к примеру таймер или хранение настроек BIOS. Пожалуй самый важный из них тот что имеет встроенную программу (прошивку, BIOS, UEFI) которая начинает выполняться как только появляется электричество. Она находит жёсткий диск с загрузчиком Windows и передаёт тому управление который в свою очередь запускает исполняемый файл ОС, который можно назвать Windows10.exe, на самом деле NtOsKrnl.exe. BIOS знает что искать благодаря соглашению между производителями железа и операционных систем.
Вокруг материнской платы можно собрать мобильный телефон, игровую приставку, серверную станцию или умное устройство. На картинке ниже распространённые форм-факторы материнских плат.
Уровень микроархитектуры представлен процессором (CPU), это сердце материнки и весь чип-сет нужен для обслуживания CPU. Процессор это компьютер в компьютере, более мощный и продвинутый микроконтроллер которому не нужна прошивка, потому как поток команд подаётся на лету, когда планировщик потоков поменял контекст процессора. Функционал процессора делится на подсистемы, к примеру компонент занимающийся математическими и логическими операциями, математический сопроцессор, кэш. Какие-то из них раньше были отдельным чипом на материнской плате, но сейчас их сделали частью ЦПУ, например контроллер прерывания и микросхема под названием “Северный мост” что увеличило скорость работы.
Микроархитектура это не то же самое что архитектура. Весь функционал CPU разделён на компоненты, которые работают сообща. Эти компоненты и их взаимодействие и есть микроархитектура. На блок-схеме ниже они представлены цветными прямоугольниками и квадратиками.
 |
Архитектура процессора это по сути документ который описывает какой функциональностью он должен обладать для того чтобы соответствовать к примеру архитектуре x86, x64 или ARM применяемой на мобильных устройствах. В этом документе описано какие должны поддерживаться команды, назначения регистров и логика работы. Создатели процессоров Intel, AMD, Эльбрус могут реализовывать эту функциональность как угодно и добавлять к ней новые возможности в виде команд, регистров, флагов, прерываний и если ОС знает о них то может использовать. В терминах ООП архитектура ЦПУ — это интерфейс, а микроархитектура — его реализация.
Логические схемы. Цветные прямоугольники с блок-схемы CPU состоят из логических схем, которые производят свои операции на последовательностях нулей и единиц. Процессор видит все данные и команды в виде битов (0 и 1), по формуле любое десятичное число можно представить в виде последовательности 0 и 1, а вот что значит конкретное число зависит от контекста. Это может быть код, цифра, буква. Арифметическое и логическое устройство (ALU) умеет производить сложение двух чисел через побитовые операции. Побитовые алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления давно известны, разработчикам логической схемы их только надо эффективно реализовать.
Уровень радиоэлементов. Физически аналоговые схемы полагаются на радиоэлементы, которые собственно и эксплуатируют законы физики. Преимущественно это полупроводники, т.е. в определённых условиях они могут проводить электричество, а могут и нет. Диод проводит ток только в одном направлении, если его выпаять, развернуть на 180 и впаять обратно, то ток через него проходить не будет. Транзистор пропускает ток только если есть напряжение на управляющей ножке. Человечество научилось делать транзисторы микроскопическими и потому их можно размещать на маленькой плате миллионами. На картинках ниже полупроводниковые радиоэлементы и обычный транзистор рядом с нано транзистором под электронным микроскопом.
Уровень законов физики. И наконец самый нижний уровень — это уровень законов физики которые заключены в полупроводниковые радиоэлементы.
Мы будем много говорить про уровень ОС и чуть меньше про архитектуру компьютера, микроархитектуру, аналоговые схемы и радиоэлементы. К последней части у вас должно быть понимание как это всё работает вместе.
Основы Операционной Системы
Когда мы проходили в универе программирование на ассемблере у многих студентов был ступор от таких умных слов как “режимы ядра и пользователя”, под которыми на самом деле скрывается хорошо всем известная ролевая система аутентификации, на всех сайтах есть как минимум “Админ” имеющий доступ ко всем страницам и “Пользователь” имеющий ограниченный доступ. Точно так же роль “Ядро” имеет доступ ко всем возможностям CPU, а роль “Пользователь” может вызывать не все команды процессора и не со всеми аргументами. Поверх этой ролевой модели по принципу клиент-серверной архитектуры построена операционная система, где сервер это ядро, которое и реализовывает функционал ОС, а клиент — это пользовательские программы. В мире Web клиент и сервер разделены физически — это два разных компьютера общающихся по сети. В ОС клиент и сервер живут на одной машине и на одном железе. У сервера есть некий API который позволяет клиентам изменять его состояние, к примеру Twitter API позволяет создавать посты, логиниться и загружать ленту твитов в мобильный клиент. У Windows есть Win API, только более громоздкий в виду более широкого круга задач, на сегодняшний день у винды примерно 330 000 API плюс API для UWP apps. Если концепции Твитера более менее всем понятны — пост, пользователь, фид — то концепции ОС могут потребовать некоторого углубления в её внутренности. Поэтому API Windows могут быть трудно понятными без понимания внутреннего устройства ОС.
На самом деле под ядром понимают три разные вещи. Ядро как весь код ОС. Ядро как подсистема которая отвечает за механизмы ОС, такие как планировщик потоков, переключение контекста, обработка прерываний, свап виртуальный памяти на физическую (Kernel) и ядро подсистемы для поддержки других ОС — CSRSS.exe (Windows), PSXSS.exe (POSIX), OS2SS.exe (OS/2) или WSL (Windows SubSystem for Linux). В данном контексте понимается первый смысл — весь код ОС.
Когда на экране появляется окно, то в серверной части ОС (режим ядра) появляется структура данных которая описывает это окно — его положение на экране, размеры, текст заголовка, оконная функция через которую ОС даёт приложению среагировать на события. Поскольку подсистем в ОС много, то и структур данных описывающих один объект может быть несколько, к примеру информация о пользовательском процессе есть в компонентах:
- Executive — здесь логика работы ОС. В этом слое проверяется что могут и не могут делать процессы. Здесь хранится инфа о родительском процессе, параметры старта процесса (Process Environment Block), привязанный аккаунт пользователя, имя exe файла процесса.
- Kernel — здесь реализованы механизмы ОС, такие как планировщик потоков. Здесь хранится сколько времени процесс проводит в режиме пользователя и ядра, к каким процессорам привязаны его потоки, базовый приоритет потоков процесса.
- Windowing subsystem — инфа о GDI объектах которые используются для рисования в окне. Это такие примитивы как кисти, pen и пр.
- DirectX — всё что имеет отношение к DirectX: шейдеры, поверхности, DX-объекты, счётчики производительности GPU, настройки памяти графической памяти.
- Подсистема Windows которая представлена процессом CSRSS.exe (Client Server Runtime SubSystem). Windows ранее поддерживал ОС POSIX (процесс PSXSS.exe) и OS/2 (OS2SS.exe). В те времена возникла идея сделать и Windows такой же подсистемой, но эта было медленно и поэтому скоро часть CSRSS.exe перенесли в win32k.sys, который сейчас разбит на несколько файлов — win32k.sys, win32kbase.sys и win32kfull.sys. Здесь хранится информация о Process Group Data, Shutdown level, Session Data и пр.
Что такое компонент? Это логически сгруппированный функционал. Компонентом можно назвать ООП-класс, dll, папку, набор функций с общим префиксом, пространство имён, слой в архитектуре.
Более подробно о разделении на клиент-сервер
Разделение на клиент и сервер реализовано при помощи встроенной функциональности CPU, разделения памяти и программных проверок.
Производители оборудования сотрудничают с разработчиками ОС, поэтому в процессоре есть механизмы созданные с учётом потребностей создателей операционных систем. Во всех современных процессорах реализован механизм ролей пользователя, где под пользователем понимается исполняемый в данный момент код. В веб приложениях роль залогиненого пользователя хранится в какой-то переменной и помимо понятного названия Admin или User имеет Id этой роли который чаще и используется при авторизации, потому как сравнивать числа быстрее и проще чем строки. В процессоре роль текущего пользователя хранится в поле которое называется “кольцо безопасности” (Security Ring), а не “CurrentUser.Role.Id”. В большинстве процессоров это поле принимает четыре значения от 0 до 3. Windows использует 0 для роли которая называется “Режим Ядра”, потому как это самый привилегированный режим и самое большое значение для роли “Режим Пользователя”, потому как это самая ограниченная роль. Остальные роли не используются потому как различие между 0 и 1, 2 и 3 незначительное. Эти роли ограничивают страницы памяти которые могут быть адресованы, нельзя вызывать некоторые инструкции или же нельзя их вызывать с определёнными аргументами. Так же есть ограничения на использование технологии I/O Ports для обмена данными с устройствами такими как клавиатура, но она уже лет 10 не используется. Переключение в режим ядра происходит через команду syscall, которая по индексу находит в массиве указателей на APIs Windows функцию которую надо вызвать. Указатель на этот массив сохраняется в специальном регистре процессора во время загрузки ОС.
Прерывания могут генерироваться не только процессором но и внешними устройствами (клавиатура, мышь) или программным кодом. Планировщик потоков устанавливает таймер который с интервалами равными одному кванту (по умолчанию около 15мс, в Windows Server больше) генерирует прерывание чтобы по внутреннему алгоритму назначить другой поток на исполнение. Пошаговое исполнение программы в Visual Studio так же полагается на механизм прерываний — у процессора устанавливается флаг, который после каждой команды вызывает прерывание которое обрабатывает Windows Debugging Engine и уведомляет через API Visual Studio.
Разделение памятью реализовано благодаря виртуальной памяти. Ранее я говорил что ОС это менеджер ресурсов и виртуальная машина. Даже если у вас 1Гб RAM 32х битный Windows будет работать так как если бы у вас было 4Гб оперативки, т.е. реально у вас 1Гб, а виртуально 4Гб. Современные компьютеры основаны на теоретической модели машины Тьюринга или же архитектуре фон Неймана (с некоторыми изменениями). Согласно этим моделям память в компьютере это лента состоящая из ячеек размером один байт. Эти ячейки сгруппированы в страницы как правило по 4096 байт (4Кб), потому как:
 |  |
64 битный адрес позволяет адресовать 16 экзабайт, это 18,446,744,073,709,551,616 ячеек памяти. Современные процессоры пока что не поддерживают так много RAM и поэтому используют только младшие 48 бит адреса, остальные 16 заполняются старшим разрядом. Поэтому Win x64 попросту не использует часть адресов, которые помечены на рисунке выше чёрным. Но это не значит, что 64х битный Windows “видит” 256 Tb оперативки. Максимум 8TB виртуальной памяти на архитектуре IA64 и 7TB на x64. Предел физической памяти поддерживаемой Windows 10 — 2TB, потому как с большим количеством Винда не тестировалась. Объём поддерживаемой RAM в Windows 10 определяется во многом редакцией ОС, чем дороже тем больше.
Почему ячейки памяти пронумерованы шестнадцатиричными (HEX) числами, а не десятичными или двоичными? Адрес ячейки это не просто порядковый номер, в нём закодировано три числа по которым эту ячейку можно отобразить на физическую память. Первые два это индексы по которым находится конкретная страница виртуальной памяти, а третье число — смещение от начала страницы. CPU и ОС здесь работают в связке — ОС предоставляет структуру данных по которой CPU находит страницу виртуальной памяти и копирует её в физическую. По HEX номеру можно сразу увидеть как выровнен в памяти адрес. Формат двоичного числа слишком громоздкий, 32 бита (или 64) трудны для восприятия. Десятичный формат — показывает слишком мало информации, тогда как HEX удобный компромисс между десятичной и двоичной системами, средами людей и машин.
Программный способ разделения на клиент-сервер (режим ядра-режим пользователя) гораздо скучнее перечисленных выше механизмов. Процессы и потоки могут быть помечены специальными аттрибутами или же мы можем хранить список указателей на потоки/процессы и проверять их в коде. Если вы хоть раз делали авторизацию в веб-приложении, то хорошо понимаете о чём я говорю.
Из чего состоит Windows?
Абстракция или же разбиение на компоненты есть во всех сферах программирования и интуитивно понятно что Windows тоже делится на какие-то компоненты. Под компонентом понимается какая-то единица функциональности — ООП класс, файл, dll, папка. Компоненты на диаграмме ниже могут быть как индивидуальными *.sys, *.dll файлами, так и просто набором API сгруппированным логически через добавление префикса к имени функции, старая часть системы написана на C, а он не поддерживает классы. Новые части пишутся нередко на C++. В укрупнённом виде Винда выглядит так:
Давайте быстренько пробежимся по её компонентам снизу вверх:
- Hyper-V Hypervisor — слой виртуализации благодаря которому в Windows можно создать виртуальную машину. Иногда говорят, что Hyper-V это минус первый уровень привилегий, однако реализован он в одном уровне привилегий и адресном пространстве что и ядро ОС, за счёт использования слоёной архитектуры ОС ничего не знает о нём.
- HAL.dll — Hardware Abtraction Layer — изначально задумывался как абстракция над железом — чипсет, материнская плата, процессор — для того чтобы можно было перенести Windows на новую платформу реализовав новый HAL.dll, который будет выбран и скопирован во время установки. По сути это драйвер к устройствам материнской платы, к примеру таймерам, контроллеру прерываний. Сейчас его роль снижена, потому как многие драйвера материнки и чип-сета реализованы в ACPI.sys.
Нередко пользователи Windows 10 после установки системы сталкиваются с тем, что она работает недостаточно быстро. Это может быть вызвано целым рядом причин, но основная из них – слишком слабое для ОС «железо». Впрочем, решить проблему можно. Для этого нужно настроить систему так, чтобы она потребляла меньше ресурсов компьютера.
Немного о быстродействии
Вот основные способы заставить Windows 10 работать быстрее:
- убрать все графические «украшения» системы;
- выключить лишние приложения в «Автозапуске»;
- увеличить объем виртуальной памяти;
- отключить сервисы по отправке информации пользователя в «Майкрософт» и показу рекламы.
Есть и еще один способ. Это – установка твердотельного накопителя, или SSD.
Кроме того, Windows 10 имеет ряд сервисов, которые совершенно не нужны рядовому пользователю. Это, например, магазин Microsoft, который обновляет программы без разрешения юзера. Их тоже лучше отключить.
Отключение графических эффектов
Чтобы отключить графические «фишки» в Windows 10:
-
Через стандартный поиск системы найдите стандартную «Панель управления». Дело в том, что в «десятке» она не отображается ни в «Пуске», ни где-либо еще. Попасть в этот раздел можно только с помощью системного поиска.
Настройка автоматической загрузки приложений
По умолчанию в Windows 10 некоторые программы запускаются вместе с системой и работают в фоновом режиме. Например, это приложение для облачного хранения данных OneDrive, поставляющаяся в комплекте с системой от «Майкрософт». Большинству пользователей на практике она не нужна, однако все равно запускается одновременно Windows 10 и тоже расходует ее ресурсы.
Для отключения OneDrive и других подобных приложений необходимо:
Второй способ – найти приложение через стандартный системный поиск «десятки».
После этих манипуляций вы заметите, что компьютер стал ощутимо быстрее загружаться, а работать – заметно «шустрее».
Увеличение объема виртуальной памяти
Если для работы ПК не хватает оперативной памяти, система использует в качестве нее место, специально выделенное для этого на жестком диске или твердотельном накопителе. Называют его «Файл подкачки». Чем он больше, тем быстрее будет работать система.
Чтобы увеличить его объем, потребуется:
-
С помощью «Поиска» перейти в классическую «Панель управления».
Отключение дополнительных сервисов от Microsoft
Когда «десятка» только вышла, она вызвала много споров. Пользователи утверждали, что система собирает данные о юзере и отправляет их в «Майкрософт». Отчасти это оказалось правдой. Однако отключить эту функцию ОС возможно. Это делается в ходе ее установки. Для этого на этапе, когда появится вот такой экран:
Нужно переместить все ползунки в положение «Выключено». На рисунке они выделены красным прямоугольником. Затем надо нажать «Далее» и продолжить процедуру установки.
Также не лишним будет выключить автообновление программ в магазине «Майкрософт». Для этого:
-
Найдите в «Пуске» официальный майкрософтовский магазин и запустите его.
Отличие «десятки» от предыдущих версий системы в том, что отключить автоматическое обновление ОС при помощи панели управления в ней нельзя. Однако этого делать и не нужно. Многие программы и игры отказываются работать с необновленной системой. Кроме того, доверить скачивание новой версии компьютеру гораздо удобнее, чем делать это вручную. Автоустановка обновлений на Windows 10 не требует от пользователя абсолютно никаких манипуляций, происходит достаточно быстро и не «ест» много ресурсов.
Установка SSD
Поскольку, в отличие от традиционных жестких дисков, SSD имеют более высокую скорость чтения информации и ее записи, их установка значительно повышает скорость работы системы. Время загрузки Windows 10 они сильно не сокращают, его можно уменьшить всего на две/три секунды. Однако «твердотельник» позволяет более быстро и плавно открывать контекстные меню. Кроме того, при запуске системы с хард-диска для того, чтобы она начала работать полноценно, требуется некоторое время уже после того, как Windows загрузится.
Совет! Попробуйте сразу после появления рабочего стола запустить браузер. Он будет грузиться несколько секунд.
Если в ПК есть SSD, любую программу можно открыть мгновенно, как только вы увидите десктоп. Все это делает пользование компьютером гораздо приятнее и комфортнее.
Твердотельным накопителем нужно оснащать компьютер перед установкой системы. Для этого:
-
Откройте боковую крышку корпуса, отвинтив болты в его задней части.
Все, на SSD можно ставить Windows.
Обратите внимание! Большинство старых корпусов не поддерживают установку накопителей такого формата. Для них просто нет посадочных мест.
В этом случае поможет специальный переходник, который позволяет установить SSD в ячейку, предназначенную для обычного жесткого диска. Выглядит он так:
Используя эти нехитрые способы, можно заставить работать Windows 10 даже на старом, слабом компьютере и пользоваться всеми преимуществами системы, отключив при этом навязчивые сервисы от «Майкрософт».
Читайте также: