- •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
4.1.Структура дискового тома. Таблица разделов
Жесткий диск разбивается на независимые логические части, называемые разделами. Один из разделов используется для загрузки ОС (т.н. активный раздел). Информация о делении диска заносится в таблицу разделов (Partition Table), которая содержится в основной записи начальной загрузки (Master Boot Record). Программа началь- ной загрузки по Partition Table определяет положение активного раздела, читает один сектор активного раздела и загружает систе- му.
Самый первый сектор жесткого диска (поверхность 0, цилиндр 0, сектор 1) содержит главную запись загрузки (Master Boot Re- cord), которая помещается в память по адресу 0000:7C00Н и испол- няется BIOS во время начальной загрузки системы. Последняя часть этого сектора содержит таблицу разделов (Partition Table), состоящую из 4 элементов длиной по 16 байт (табл. 1,2).
0 поверхность 1 сектор 0 цилиндра |
Главная запись начальной загрузки |
Master Boot Record |
|
Запись начальной загрузки |
Boot Record |
|
1 копия FAT |
|
Первый раздел (C:) |
2 копия FAT |
|
|
Корневой директорий |
|
|
Область данных |
|
|
Запись начальной загрузки |
Boot Record |
|
1 копия FAT |
|
Второй раздел (D:) |
2 копия FAT |
|
|
Корневой директорий |
|
|
Область данных |
|
|
…………………… |
|
|
Запись начальной загрузки |
Boot Record |
|
1 копия FAT |
|
Последний раздел |
2 копия FAT |
|
|
Корневой директорий |
|
|
Область данных |
|
Рис.20. Физическая структура диска
При загрузке BIOS выполняет код Master Boot Record. Этот код анализирует Partition Table для определения активного (т.е. содержащего операционную систему) раздела. Загрузочный сектор активного раздела читается в память и выполняется.
*) Для других операционных систем определены иные коды. Тип 5 позволяет организовать более 4 разделов на диске. **) Абсолютный сектор 0 эквивалентен заданию цилиндра 0, поверх- ности 0 и сектора 1. Номера секторов увеличиваются сначала вдоль дорожки, затем по поверхности и, наконец, по цилиндрам. Номер сектора может быть рассчитан по формуле relSec = (CylNo * SecsPerTrack * Нeads) + (НeadNo * SecsPerTrack) + (SecNo - 1), где CylNo - номер цилиндра; SecsPerTrack - число секторов на до- рожке; Нeads - число поверхностей; НeadNo - номер поверхности; SecsPerTrack - число секторов на дорожке; SecNo - номер сектора на дорожке (отсчет от 1).
Когда поле bFileSysCode содержит 05Н, то раздел представляется самостоятельным физическим устройством. Код Master Boot читает таблицу, чтобы получить информацию о дополнительных разделах. Каждый расширенный раздел может в свою очередь определить до 4 DOS-разделов. Например, жесткий диск может содержать 3 не- DOS-раздела и 20 DOS-разделов. Вторичный Master Boot сектор включает свое собственное множество таблиц разделов, называемое расширенной записью разделов. Каждая расширенная запись разделов имеет не более двух элементов. Один будет содержать описатель раздела, определяющего расположение и размер DOS-раздела. Он имеет значение поля bFileSysCode, равное 1, 4 или 6. Второй (если присутствует) будет иметь bFileSysCode, равное 5, указывающее на расположение следующей расширенной записи разделов.
Сектор с расширенной записью разделов похож на таблицу разделов, однако, во-первых, описываемые логические диски не загружаемые, т.е. сектор не должен содержать загрузочный код Master Boot Record. Он должен только лишь содержать данные, начинающиеся со смещения 1BEН в секторе. Во-вторых, элементы не могут идентифицировать неDOS разделы. В-третьих, таблица может содержать один или два элемента. Один элемент определяет типы 1, 4 или 6. Второй может быть индикатором расширенной таблицы типа 5. Вы можете определить только один том в таблице. В-четвертых, при bFileSysCode, равном 1, 4 или 6,значения начальных/конечных Нd/Sec/Cyl задаются относительно расширенного загрузочного сектора, а при bFile-SysCode, равном 5, значения начальных/конечных Нd/Sec/Cyl абсолютны, т.е. отсчитываются от начала физического диска.
Гибкий диск отличается от жесткого отсутствием главной записи начальной загрузки и состоит из одного раздела.