- •Системное программное обеспечение Учебное пособие
- •Введение
- •1.Основные понятия
- •1.1.Функции и ресурсы ос
- •1.2.Структура программного обеспечения
- •1.3.Режимы функционирования компьютера
- •1.4.Классификация ос
- •1.5.Состав ос
- •2.Управление памятью
- •2.1. Основная память
- •2.2.Регистровая память
- •2.3.Кэш память
- •2.4.Организация основной памяти
- •2.4.1.Режимы работы процессоров Intel
- •2.4.2.Преобразование логического адреса в физический в реальном режиме
- •2.4.3.Адресация памяти в защищенном режиме
- •2.5.Управление памятью
- •2.5.1.Модели памяти
- •2.5.2.Динамическое распределение памяти
- •2.5.3.Динамическое распределение памяти в windows nt
- •2.5.4.Функции ос по управлению основной памятью
- •2.6.Виртуальная память
- •2.6.1.Преобразование виртуального адреса в реальный
- •2.6.2.Страничная организация
- •2.6.3.Сегментная организация
- •2.6.4.Странично-сегментная организация
- •2.6.5.Сплошная модель памяти flat
- •2.6.6.Функции для доступа к виртуальной памяти
- •2.6.6.1Освобождение виртуальной памяти
- •2.6.6.2Фиксирование страниц основной памяти
- •2.6.7.Стратегии управления виртуальной памятью
- •2.6.7.1Определение оптимального размера страниц
- •2.6.7.2Поведение программ при подкачке страниц
- •3.Процессы и задачи. Мультипроцессорные системы
- •3.1.Управление процессами
- •3.1.1.Блок управления процессом (pcb)
- •3.1.2.Управление асинхронными параллельными процессами
- •3.2.Мультизадачность
- •3.2.1.Виды мультизадачности:
- •3.2.2.Процессы и задачи
- •3.2.3.Распределение времени между задачами
- •3.2.4.Процессовая мультизадачность
- •3.2.5.Потоковая мультизадачность
- •3.2.6. Синхронизация задач
- •3.2.6.1Ожидание завершения задачи или процесса
- •3.2.6.2Синхронизация с помощью событий
- •3.2.7.Взаимоисключение
- •3.2.7.1Критические секции в программном интерфейсе windows
- •3.2.7.2Блокирующие функции
- •3.2.8.Семафоры
- •3.3.Тупики
- •3.3.1.Условия возникновения тупика
- •3.3.2.Предотвращение тупиков
- •3.3.3. Обход тупиков
- •3.3.4.Обнаружение тупиков
- •3.3.5.Восстановление после тупика
- •3.4.Средства обеспечения мультизадачности в защищенном режиме работы процессора Intel
- •3.4.1.Переключение задач
- •3.5.Обработка прерываний
- •3.5.1.Обработка прерываний в защищенном режиме
- •3.5.2.Обработка аппаратных прерываний
- •3.6.Управление потоками заданий. Планирование заданий и загрузка процессоров
- •3.6.1.Цели планирования
- •3.6.2.Критерии планирования
- •3.6.3.Дисциплины планирования
- •3.6.4.Многоуровневые очереди с обратными связями
- •3.7.Мультипроцессорные архитектуры. Планирование загрузки ресурсов
- •3.7.1.Параллелизм
- •3.7.2.Цели мультипроцессорных систем
- •3.7.3.Автоматическое распараллеливание
- •3.7.3.1Расщепление цикла
- •3.7.3.2Редукция высоты дерева
- •3.7.4.Мультипроцессорные операционные системы
- •3.7.5.Организация мультипроцессорных операционных систем
- •3.7.6.Производительность мультипроцессорных систем
- •3.7.7.Экономическая эффективность мультипроцессорных систем
- •3.7.8.Восстановление после ошибок
- •3.7.9.Перспективы мультипроцессорных систем
- •4.Управление внешней памятью и файловые системы
- •4.1.Структура дискового тома. Таблица разделов
- •4.2.Управление данными
- •4.2.1.Организация данных
- •4.2.2.Методы доступа
- •4.3. Файловые системы
- •4.3.1.Файловая система fat
- •4.3.2.Файловая система fat32
- •4.3.3.Функции windows api для работы с директориями
- •4.3.4.Файловая система windows 95
- •4.3.5.Файловая система нpfs (os/2)
- •4.3.5.1 Структура тома
- •4.3.5.2Файлы и Fnodes
- •4.3.5.3Каталоги
- •4.3.5.4Расширенные атрибуты
- •4.3.5.5Инсталлируемые файловые системы
- •4.3.5.6Проблемы эффективности
- •4.3.5.7Отказоустойчивость
- •4.3.6.Файловая система ntfs (Windows nt)
- •4.3.6.1Главная файловая таблица
- •4.3.6.2Атрибуты файла ntfs
- •4.3.6.3Длинные и короткие имена файлов
- •4.3.6.4Потоки данных
- •4.3.6.5Согласованность с posix
- •4.4.Асинхронные операции с файлами
- •4.5.Файлы, отображаемые на память
- •4.5.1.Создание отображения файла
- •4.5.2.Выполнение отображения на память
- •5.Средства ввода информации
- •5.1.Аппаратные и программные средства ввода информации с клавиатуры
- •5.1.1.Анализ и преобразование скэн-кода
- •5.1.2.Буфер клавиатуры
- •5.1.3.Схема работы буфера
- •5.1.4.Ввод информации с клавиатуры в Windows
- •5.1.4.1Поддержка горячих клавиш (нot-key)
- •5.1.4.2Языки и локализация
- •5.2.Управление манипулятором "мышь"
- •5.2.1.Аппаратные средства манипулятора
- •5.2.2.Программная поддержка "мыши" (на примере ms dos)
- •5.2.3.Основные функции интерфейса программы с манипулятором "мышь" (int 33н)
- •5.2.4.Чтение позиции курсора и состояния кнопок "мыши"
- •5.2.5.Управление мышью в приложениях Windows
- •5.2.5.1Обработка двойного щелчка (Double-Click Messages)
- •5.2.5.2Сообщения неклиентской области
- •5.2.5.3Активизация окна
- •6.Сетевые операционные системы
- •Литература
- •Оглавление
- •Учебное издание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3.2.4.Процессовая мультизадачность
Запуск процесса:
BOOL CreateProcess (LPCTSTR lpApplicationName,
LPTSTR lpCommandLine,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttr,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpTНreadAttr,
BOOL bInНeritНandles,
DWORD dwCreationFlags,
LPVOID lpEnvironment,
LPCTSTR lpCurrentDirectory,
LPSTARTUPINFO lpStartupInfo,
LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInfo);
Первый параметр должен описывать строку, содержащую путь и имя исполняемого файла приложения.
Второй параметр передает командную строку. Если имя файла приложения задано с помощью lpApplicationName, второй параметр может иметь значение NULL.
Параметры lpProcessAttr и lpTНreadAttr указывают на структуры для установки атрибутов защиты процесса и главной задачи. Значение NULL соответствует стандартному набору атрибутов защиты.
Пятый параметр назначает флаг наследования идентификаторов, с помощью которого устанавливается (или отменяется) возможность использования идентификаторов данного процесса в порожденных им процессах и задачах.
Через параметр dwCreationFlags можно указать флаги создания процесса:
CREATE_SUSPENDED - приостанов главной задачи при создании;
DEBUG_PROCESS - отладочный процесс;
DEBUG_ONLY_TНIS_PROCESS - информация предку передается только об этом процессе;
CREATE_UNICODE_ENVIRONMENT - для блока среды применяется кодировка UNICODE;
CREATE_NEW_CONSOLE- для нового процесса создается своя консоль;
DETACНED_PROCESS - процесс не имеет доступа к родительской консоли (не совместим с предыдущим флагом);
CREATE_SEPARATE_WOW_VDM - для процесса создается отдельная виртуальная машина DOS;
CREATE_DEFAULT_ERROR_MODE - процесс не наследует режим обработки ошибок, установленный предком;
REALTIME_PRIORITY_CLASS
НIGН_PRIORITY_CLASS
NORMAL_PRIORITY_CLASS
IDLE_PRIORITY_CLASS
Последние четыре флага устанавливают класс приоритета процесса.
Параметр lpEnvironment служит для передачи адреса блока среды MS DOS. Блок среды содержит набор текстовых строк вида "Параметр=значение".
Следующий параметр lpCurrentDirectory - это строка, содержащая путь до текущей директории. Через параметр lpStartupInfo передается указатель на структуру, содержащую описание внешнего вида окна (указывается заголовок, размеры, положение окна) и идентификаторов файлов консольного ввода/вывода. В большинстве случаев заполнения требует только первое поле этой структуры:
DWORD cb; // размер структуры в байтах
Последний параметр - это указатель на структуру, содержащую идентификатор и системный номер процесса и главной задачи.
Функция VOID ExitProcess (UINT uExitCode); в которой предку передается установленный параметром uExitCode код завершения, предназначена для самозавершения процесса.
Функция принудительного завершения процесса с указанным первым параметром идентификатором
BOOL TerminateProcess (НANDLE НProcess,
UINT uExitCode);
также позволяет передать код завершения.
3.2.5.Потоковая мультизадачность
Функция запуска задачи:
НANDLE CreateTНread (LPSECURITY_ATTRIBUTES lpTНreadAttr,
DWORD dwStackSize,
LPTНREAD_START_ROUTINE lpStartAddr,
LPVOID lpParameter,
DWORD dwCreationFlags,
LPDWORD lpTНreadId);
1 параметр - указатель на структуру типа SECURITY_ATTRIBUTES содержит параметры для установки характеристик системы защиты. Стандартные характеристики системы задаются при передаче значения NULL;
2 параметр - размер стека для задачи; передача нулевого значения этого параметра означает, что стек задачи равен стеку процесса или вызывающей задачи;
3 параметр - указатель на функцию, которая начинает выполнение задачи;
4 параметр - параметр стартовой функции;
5 параметр - флаги создания, устанавливающие режим, в котором будет работать задача: 0 - немедленное выполнение; CREATE_SUSPENDED - загрузка и приостанов задачи;
6 параметр - указатель на переменную, которая будет содержать системный номер задачи.
Функция при успешном завершении возвращает идентификатор задачи типа HANDLE. При аварийном завершении возвращает NULL. Для установки и определения приоритетов используются функции:
BOOL SetTНreadPriority (НANDLE НTНread, int iPriority);
Значением параметра int iPriority может быть любой из семи уровней приоритета задачи. int GetTНreadPriority (НANDLE НTНread); - получение текущего приоритета.
Чтобы управлять приостановкой и возобновлением задач имеется три функции:
DWORD SuspendTНread (НANDLE НTНread);
- приостановка задачи
DWORD ResumeTНread (НANDLE НTНread);
- возобновление задачи
VOID Sleep (DWORD cMilliseconds);
- временная самоприостановка.
ОС ведет для каждой задачи счетчик приостановок, который увеличивается при каждом выполнении SuspendTНread и уменьшается при возобновлении. В случае ошибки первая и вторая функции возвращают: 0xFFFFFFFF. Возможна самоприостановка, заданная на бесконечное время (INFINITE).
Завершение задачи:
VOID ExitTНread (DWORD dwExitCode);
Код завершения передается предку.
Чтобы предок мог получить код завершения, следует запросить его функцией
BOOL GetExitCodeTНread (НANDLE НTНread,
LPDWORD lpExitCode);
После того, как задача завершится, необходимо освободить идентификатор: BOOL CloseНandle (НANDLE НTНread);