Architektura systemu określa sposób jego funkcjonowania. System Windows 7 opiera się na kodzie Windows NT, ale jest wyposażony w nowe usługi:
Architektura powinna zapewnić maksymalną wydajność systemu przy jednoczesnej prostocie obsługi. Jednym z elementów mających wpływ na wydajność jest organizacja pamięci. Większość współczesnych systemów komputerowych wykorzystuje pamięć wirtualną.
Pamięć wirtualna składa się z pliku wymiany (pagefile.sys) i fizycznie zainstalowanej pamięci RAM. Oba te elementy tworzą przestrzeń adresową nazywaną pamięcią wirtualną. Plik wymiany jest ukryty przez system i użytkownik nie może go zmienić bezpośrednio. Plik stronicowania jest używany przez system do przechowywania części plików programów i danych, które są zbyt duże i nie mogą być umieszczone w całości w pamięci. W systemie Windows tylko jądro systemu operuje bezpośrednio na pamięci RAM. Wszystkie inne procesy korzystają w mniejszym lub większym stopniu z pamięci wirtualnej.
Sygnałem, że pamięci może być za mało, jest znaczne spowolnienie systemu. Warto wtedy zajrzeć do Menedżera zadań.
Jeżeli ilość pamięci będąca w użyciu przewyższa zasoby zainstalowanej pamięci RAM, to wskazane jest dodanie pamięci. Można jednak w pewnie sposób ograniczyć zużycie pamięci RAM, przez wyłączanie usług domyślnie uruchamianych przez system Windows w tle. Windows domyślnie uruchamia wiele usług. Niektóre z nich nigdy nie będą wykorzystane.
Zamknięcie procesu z poziomu menedżera zadań poprawi wydajność systemu do jego kolejnego uruchomienia. Po restarcie system załaduje te same procesy. Aby skutecznie wyłączyć usługę należy otworzyć Panel sterowania/Narzędzia administracyjne/Usługi.
Po kliknięciu wybranej usługi uzyskamy obszerne informacje odnośnie jej przeznaczenia i ewentualnych skutkach wyłączenia. Jeszcze więcej informacji jest dostępnych po kliknięciu prawym przyciskiem myszy danego elementu.
Zakładka Ogólne pozwoli zlokalizować ścieżkę do pliku wykonywalnego i zidentyfikować proces (faks – fxssvc.exe). Z kolei z informacji w zakładce Zależności dowiemy się, od jakich składników systemu usługa jest zależna oraz jaki ma wpływ na inne składniki. Trzeba pamiętać, że rezygnacja z jednej usługi może oznaczać utratę dostępu do innych.
W odniesieniu do usług, rozróżniamy cztery typy uruchomienia:
System operacyjny Windows jest uruchamiany w dwóch etapach – najpierw sprzęt, a następnie system operacyjny.
Główny rekord rozruchowy (MBR) to maty program zapisany zwykle w pierwszym sektorze dysku rozruchowego komputera, (np. twardy dysk, dyskietka, CD-ROM). MBR systemu Windows ma tylko jedno zadanie do wykonania – ładuje do pamięci program o nazwie NT Loader (NTLDR).
Zadaniem NT Loadera jest odczytanie zawartości pliku boot.ini.
Plik boot.ini zawiera informację o wszystkich sektorach rozruchowych komputera. Każda partycja dysku zawiera własny sektor rozruchowy, który jest pierwszym sektorem. Podczas instalacji systemu operacyjnego tworzy on własny sektor rozruchowy na partycji, na której jest instalowany. W systemach Windows Vista i 7 nie ma już pliku boot.ini, zastąpiono go BCDedit.
Jeśli komputer ma wiele partycji systemowych, NTLDR korzysta z zawartości pliku boot.ini do wygenerowania menu, z którego wybiera się system operacyjny i tryb, w jakim chce się go uruchomić. Jeżeli z menu zostanie wybrany system Windows XP, NTLDR wywołuje program o nazwie NTDETECT.COM. Program NTDETECT.COM wykonuje pełny test sprzętowy systemu. Po sprawdzeniu, jakie elementy są zainstalowane w systemie, NTDETECT.COM przesyła te informacje i przekazuje sterowanie do programu NTLDR. NTLDR uruchamia wybraną wersję systemu WinXP. W tym celu znajduje plik NTOSKRNL w folderze System32, będącym częścią folderu systemowego.
NTOSKRNL to program główny systemu operacyjnego Windows. Inaczej mówiąc, jest to jądro systemu. Po załadowaniu się do pamięci NTOSKRNL przejmuje kontrolę nad procesem uruchamiania systemu operacyjnego.
Pierwszym krokiem jakie wykonuj jądro systemu, jest załadowanie do pamięci zawartości pliku hall.dll. Plik ten odpowiada za kontrolę nad warstwą uniezależnienia do sprzętu, która jest warstwą bezpieczeństwa oddzielającą system Windows od sprzętowych urządzeń komputera. Następnie do pamięci ładowane są sterowniki niskiego poziomu, a następnie dodatkowe pliki, które stanowią uzupełnienie jądra systemu. W następnym kroku system sprawdza istniejące profile sprzętowe i ładuje je do pamięci. System ładuje sterowniki sprzętowe wszystkich urządzeń opisanych w profilu (w tym czasie na ekranie jest wyświetlone okno powitalne systemu Windows XP). Jako ostatnie uruchamiane są usługi, przeznaczone do automatycznego uruchamiania i wyświetlany jest ekran logowania.
Po włączeniu komputera rozpoczyna się dość skomplikowany proces uruchamiania systemu operacyjnego. Wystąpienie błędu podczas uniemożliwia zalogowanie się do systemu. Częstym powodem błędów występujących podczas uruchamiania się systemu Windows jest usunięcie lub zmodyfikowanie jakiegoś niezbędnego pliku systemowego. Jeżeli system nie uruchamia się prawidłowo, należy poprzez naciśnięci klawisza [F8] podczas początkowej fazy ładowania systemu wywołać ekran menu, z którego można wybrać specjalne tryby uruchamiania systemu.
W systemie Windows mamy możliwość uruchomienia systemu w następujących trybach:
Tryb awaryjny należy stosować w następujących sytuacjach:
W trybie awaryjnym załadowane zostają tylko niezbędne usługi i sterowniki, takie jak mysz, klawiatura, CD-ROM, standardowe sterowniki urządzeń VGA, dziennik zdarzeń, PnP, RPC (Remote Procedure Call) i Menedżer dysku logicznego. Nie zostają uruchomione: programy określone w folderach Startup (w tym profil użytkownika, profil Wszyscy użytkownicy oraz profil Administrator) programy zaznaczone w rejestrze jako uruchamiające się automatycznie oraz lokalne Zasady grup, które mogłyby spowodować automatyczne uruchomienie aplikacji. Oznacza to, że tryb awaryjny jest przydatny przy rozwiązywaniu problemów spowodowanych przez błędy w automatycznie uruchamianych aplikacjach, usługach systemowych i sterownikach. W trybie awaryjnym dostępne są pliki konfiguracyjne systemu. Można więc dokonać zmian konfiguracji, a następnie uruchomić powtórnie system w trybie normalnym. Po uruchomieniu trybu awaryjnego można wyłączyć lub usunąć usługę systemową, sterownik lub automatycznie uruchamianą aplikację, która uniemożliwiała normalne uruchomienie komputera.
Pełna lista plików wymaganych do uruchomienia systemu operacyjnego wraz z ich lokalizacją:
Dodatkowo, do uruchomienia systemu niezbędne będą sterowniki niskiego poziomu przechowywanych w folderze Windows\System32\Drivers.