Разгон и торможение Windows NT

Крис Касперски

i486C-ядру посвящается…

Разработчики ядра исполнительной системы говорят, что оно дает пищу всему остальному. И это отнюдь не преувеличение! На плохом фундаменте ничего хорошего не построишь, и качество ядра в значительной мере определяет производительность всей операционной системы в целом. В комплект поставки Windows NT входит большое количество разнообразных ядер (в том числе и нашумевшее ядро i486С, по слухам значительно увеличивающее быстродействие системы). Как оценить их производительность? Обычные тестирующие пакеты для этого не подходят, и адекватную методику измерений приходится разрабатывать самостоятельно с учетом архитектуры ядра Windows и специфической направленности возложенных на него задач.

Большинство пользователей и системных администраторов живут с ядром, назначенным операционной системой при ее инсталляции, совершенно не задумываясь о том, что его можно заменить другим. В штатный комплект поставки Windows NT входит более десятка различных ядер, и еще большее их количество может быть найдено на просторах Интернета. Некоторые производители аппаратного обеспечения оптимизируют ядра под свои машины, и зачастую эта оптимальность сохраняется на большинстве остальных. Существует мнение, что древние ядра (все еще совместимые с новомодными версиями Windows) намного производительнее современных, хотя и уступают им по функциональности.

Отдельного разговора заслуживает история с ядром i486С, оптимизированным под 80486-машины. Оно входило во все версии Windows вплоть до NT 4.0, но затем неожиданно исчезло, и Windows 2000 вышла уже без него. Однако с Windows XP все вернулось вновь. Говорят, что оно здорово увеличивает производительность системы. Автор, знакомый с ним еще со времен Windows NT 4.0, подтверждает – да, увеличивает, особенно на медленных машинах. Для теоретического обоснования данного факта и была написана эта статья.

Разумеется, само по себе ядро i486С не настолько интересно, чтобы уделять ему 13 журнальных полос. Давайте мыслить более глобально. Ядер много, а инструментов для оценки их производительности не существует (во всяком случае в открытом доступе нет ни одного). Тем не менее такой инструмент при желании можно разработать и самостоятельно, о чем я, собственно, и собираюсь рассказать.

Структура ядра

Ядро Windows NT состоит из двух ключевых компонентов: executive system – исполнительной системы (далее по тексту KERNEL), реализованной в файле ntoskrnl.exe, и библиотеки аппаратных абстракций – Hardware Abstraction Layer (сокращенно HAL), представленной файлом HAL.DLL. На самом деле имена файлов могут быть любыми, и в зависимости от типа ядра они варьируются в довольно широких пределах.

Исходная концепция построения Windows NT предполагала сосредоточить весь системно-зависимый код в HAL, используя его как фундамент для воздвижения системно-независимой исполнительной системы. Тогда для переноса ядра на новую платформу было бы достаточно переписать один HAL, не трогая ничего остального (по крайней мере теоретически). В действительности же это требование так и не было выполнено, и большое количество системно-зависимого кода просочилось в исполнительную систему, а HAL превратился в сплошное нагромождение неклассифицируемых функций, тесно переплетенных с исполнительной системой, так что двухуровневая схема организации ядра в настоящее время выглядит довольно условной.