«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp»



Скачать 416.34 Kb.
страница2/4
Дата07.08.2013
Размер416.34 Kb.
ТипКонтрольная работа
1   2   3   4

Распределение оперативной памяти
Для загрузки операционная система Windows 98 используют операционную систему MS DOS 7.0 (MS DOS 98), и в случае если в секции [Options] файла MSDOS.SYS имеется строка BootGUI = 0, процессор работает в обычном реальном режиме. Распределение памяти в MS DOS 7.0 такое же, как и в предыдущих версиях DOS. Однако при загрузке интерфейса GUI перед загрузкой ядра Windows 98 процессор переключается в защищенный режим работы и начинает распределять память уже с помощью страничного механизма.

Приложения и подсистемы Windows 98 (за исключением ядра) никогда не работают с физической памятью. Разделение на виртуальную и физическую память является ключевым аспектом работы системы. Приложения и подсистемы Win­dows 98 имеют дело с определенными интерфейсами прикладного программиро­вания и виртуальными адресными пространствами. Базовая система работает как с физической памятью, так и с виртуальными адресными пространствами.

В основе поддержки виртуальных машин и виртуального адресного пространства, которую обеспечивает операционная система Windows 98, лежит работа с реаль­ной (физической) памятью компьютера, ограниченной в своих размерах. Опера­ционная система выгружает неактивные страницы памяти виртуальных адресных пространств выполняющихся процессов из оперативной памяти на диск и загру­жает страницу, запрошенную при выполнении текущей команды. Другими слова­ми, загрузка страницы в оперативную память осуществляется по требованию, как это принято в большинстве операционных систем, использующих страничный механизм организации виртуальной памяти. В то же время, освобождается опера­тивная память от неактивных страниц группами по нескольку страниц за одну операцию. Реализованный в операционной системе Windows 98 алгоритм заме­щения представляет собой стандартную дисциплину LRU (Least Recently Used — дольше других неиспользуемый), заключающуюся в освобождении тех страниц физической памяти, которые дольше других не использовались.

Многие страницы физической памяти компьютера не участвуют в замещении, они распределены постоянно. Их занимают, в частности, резидентные компоненты ядра. На эти цели отводится примерно один мегабайт памяти. За оставшуюся физичес­кую память конкурируют различные программы: динамически загружаемые ком­поненты системы и загружаемые виртуальные драйверы устройств, код и данные приложений, а также динамически размещаемые данные, такие как области кэши­рования, необходимые для работы файловой системы, и буферы прямого доступа к памяти (DMA).

В отличие от тех мультитерминальных систем, в которых операционная система должна заботиться о равноправном совместном использовании ресурсов, в систе­ме Windows 98 сделано иначе. Поскольку это однопользовательская ОС, она позволяет заполнять память так, как это нужно пользователю и его программам. Динамически загружаемые компоненты системы конкурируют за память с прикладными программами.
Если пользователь хочет, чтобы его при­ложение работало быстрее, ему будет позволено занять столько памяти, сколько вообще возможно. Система накладывает ограничение на максимальный объем памяти, который может быть отдан в распоряжение отдельных приложений, — если не следить за этим, становится возможным возникновение тупиковых ситуаций. После того как вся физическая память заполнена, первый же новый запрос на вы­деление памяти инициирует замещение страниц. Интересным побочным эффек­том такого подхода является то, что у приложений нет надежного способа определения объема памяти, доступного в системе. Функция API GlobalMemorySatus() возвращает целый ряд параметров, характеризующих состояние системной памя­ти, однако это не более чем «мгновенный снимок» текущей обстановки — еще один вызов этой функции вполне может дать другие значения.

Страницы поступают в память и уходят из нее по-разному: в большинстве случаев они либо непосредственно размещаются в выделенной для этого памяти (как ре­зультат соответствующих запросов), либо загружаются при старте программы из ЕХЕ-файла приложения. Впоследствии эти страницы начинают перемещаться между физической памятью и файлом подкачки. Страницы, в которых содержит­ся только код 32-разрядных приложений и динамически связываемых библиотек (DLL), система всегда загружает только из исходных исполняемых файлов.

Для того чтобы облегчить управление всем разнообразием типов страниц памяти, каждая активная страница, то есть каждая страница, которая является частью выполняющегося в данный момент системного модуля или приложения, снабжена хранящимся совместно с ней страничным дескриптором (Page Descriptor, PD). В этом дескрипторе содержатся адреса процедур, которые занимаются перемещением стра­ницы из памяти на диск и обратно. Независимо от того, что именно находится в данной странице, диспетчер физической памяти, чтобы переместить страницу в опе­ративную память или из нее, просто вызывает соответствующую функцию, адрес которой определен в поле дескриптора страницы. В случае, если некоторая страни­ца еще никогда не заполнялась, она называется абсолютно чистой (virgin). Напри­мер, именно так обозначаются страницы, содержащие код, использующий вызовы Win32. После того как с момента размещения страницы в памяти в нее будет в первый раз произведена запись данных, она считается испорченной (tainted) и может быть либо грязной (dirty), либо чистой (clean), в зависимости от того, осуществлялась ли в нее запись с момента последней ее подкачки в физическую память. Если запись в эту страницу производилась, и в этой физической странице требуется разместить иную виртуальную страницу, ее содержимое должно быть сохранено в файле подкачки.

Использование так называемой плоской модели памяти, когда программист может использовать только один сегмент кода и один сегмент данных, которые имеют максимально возможные размеры, определяемые системными соглашениями опе­рационной системы, приводит к тому, что с точки зрения программиста память получается неструктурированной. Программы используют классическую малую (small) модель памяти. Каждая прикладная программа определяется 32-раз­рядными адресами, в которых сегмент кода имеет то же значение, что и сегменты данных. Единственный сегмент программы отображается непосредственно в об­ласть виртуального линейного адресного пространства, которая, в свою очередь, состоит из 4-килобайтных страниц.

В операционной системе Windows 98 младшие адреса виртуального адресного пространства совместно используются всеми процессами. Это сделано для совме­стимости с драйверами устройств реального режима, резидентными программами и некоторыми 16-разрядными программами Windows. Безусловно, это плохое решение с точки зрения надежности, поскольку оно приводит к тому, что любой процесс может непреднамеренно (или же, наоборот, специально) испортить компо­ненты, находящиеся в этих адресах.

В Windows 98 каждая 32-разрядная прикладная программа выполняется в собственном адресном пространстве, но все они используют совместно один и тот же 32-разрядный системный код. Доступ к чужим адресным пространствам в прин­ципе возможен. Другими словами, виртуальные адресные пространства не задей­ствуют всех аппаратных средств защиты, заложенных в микропроцессор. В резуль­тате неправильно написанная 32-разрядная прикладная программа может привести к аварийному сбою всей системы. Все 16-разрядные прикладные программы Win­dows разделяют общее адресное пространство, поэтому они уязвимы друг для друга.

Модель распределения адресного пространства в Windows 98 такова:

Собственно системный код Windows 98 размещается выше границы 2 Гбайт. В про­странстве с отметками 2 и 3 Гбайт находятся системные библиотеки DLL, используемые несколькими программами. В 32-разрядных микропроцессорах семейства i80x86 имеется четыре уровня защиты, именуемые кольцами с номерами от 0 до 3. Кольцо с номером 0 является наиболее привилегированным, то есть мак­симально защищенным. Компоненты операционной системы Windows 98, относящиеся к кольцу 0, отображаются на виртуальное адресное пространство между 3 и 4 Гбайт. К этим компонентам относятся собственно ядро Windows, подсистема управления виртуальными машинами, модули файловой системы и драйверы вир­туальных устройств (VxD).

Область памяти между 2 и 4 Гбайт адресного пространства каждой 32-разрядной прикладной программы совместно используется всеми 32-разрядными приклад­ными программами. Такая организация позволяет обслуживать вызовы API непосредственно в адресном пространстве прикладной программы и ограничивает размер рабочего множества. Однако за это приходится расплачиваться снижением надежности. Ничто не может помешать программе, содержащей ошибку, произвести запись в адреса, принадлежащие системным библиотекам DLL, и вызвать крах всей системы.

В области между 2 и 3 Гбайт также находятся все запускаемые 16-разрядные прикладные программы Windows. С целью обеспечения совместимости эти программы выполняются в совместно используемом адресном пространстве, где они мо­гут испортить друг друга.

Адреса памяти ниже 4 Мбайт также отображаются в адресное пространство каж­дой прикладной программы и совместно используются всеми процессами. Благо­даря этому становится возможной совместимость с существующими драйверами реального режима, которым необходим доступ к этим адресам. Это делает еще одну область памяти не защищенной от случайной записи. К самым нижним адресам (менее 64 Кбайт) этого адресного пространства 32-разрядные прикладные программы обращаться не могут, что дает возможность перехватывать неверные указатели, но 16-разрядные программы, которые, возможно, содержат ошибки, могут записывать туда данные.

Вышеизложенную модель распределения памяти можно проиллюстрировать с помощью рисунка:

4 Гбайт

Системные компоненты, относящиеся к кольцу защиты 0

Адреса между 2 и 4 Гбайт отображаются в адресное пространство каждой 32-разрядной программы и используются совместно

3 Гбайт

Системные библиотеки DLL, прикладные программы Win16, совместно используемые библиотеки DLL

2 Гбайт

Прикладные 32-разрядные программы

В этой области адресного пространства у каждой прикладной программы располагается свое собственное адресное пространство, невидимое для других программ

4 Мбайт

Компоненты реального режима

Эта область используется всеми процессами

64 Кбайт









Особенности файловой системы
Основной файловой системой для Windows 98 является FAT32. Эта файловая система является расширением файловой системы FAT.

Файловая система FAT (File Allocation Table — таблица размещения файлов) получила свое название благодаря простой таблице, в которой указываются:

  • непосредственно адресуемые участки логического диска, отведенные для размещения в них файлов или их фрагментов;

  • свободные области дискового пространства;

  • дефектные области диска (эти области содержат дефектные участки и не гарантируют чтение и запись данных без ошибок).

В файловой системе FAT дисковое пространство любого логического диска делится на две области: системную область и область данных.





















BR




RSec



FAT1




FAT2




RDir




Каталоги и файлы





















Системная область




Область данных










Системная область логического диска создается и инициализируется при форматировании, а в последующем обновляется при работе с файловой структурой. Область данных логического диска содержит обычные файлы и файлы-каталоги; эти объекты образуют иерархию, подчиненную корневому каталогу. Элемент каталога описывает файловый объект, который может быть либо обычным файлом, либо файлом-каталогом. Область данных, в отличие от системной области, доступна через пользовательский интерфейс операционной системы. Системная область состоит из следующих компонентов (расположенных в логическом адресном про­странстве друг за другом):

  • загрузочной записи (Boot Record, BR);

  • зарезервированных секторов (Reserved Sectors, ResSec);

  • таблицы размещения файлов (File Allocation Table, FAT);

  • корневого каталога (Root Directory, RDir).

Вся область данных разбивается на кластеры. Кластер представля­ет собой один или несколько смежных секторов в логическом дисковом адресном пространстве (точнее — только в области данных). Кластер — это минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая файлу (или некорневому ката­логу). Кластеры введены для того, чтобы уменьшить количество адресуемых еди­ниц в области данных логического диска.

Каждый файл занимает целое число кластеров. На дискетах кластер зани­мает один или два сектора, а на жестких дисках его размер зависит от объема раз­дела. В таблице FAT кластеры, принадлежащие одному файлу (или файлу-каталогу), связываются в цепочки. Для указания номера кластера в файло­вой системе FAT32 используется 32-разрядное слово, в котором учитываются фактически только 28 разрядов, следовательно, можно иметь до 228 = 268435456 кластеров (с номерами от 0 до 268435455). Номера кластеров соответствуют элементам таблицы размещения файлов.

Логическое разбиение области данных на кластеры как совокупности секторов взамен использования одиночных секторов имеет следующий смысл:

  • прежде всего, уменьшается размер самой таблицы FAT;

  • уменьшается возможная фрагментация файлов;

  • ускоряется доступ к файлу, так как в несколько раз сокращается длина цепочек фрагментов дискового пространства, выделенных для него.

Однако слишком большой размер кластера ведет к неэффективному использованию области данных, особенно в случае большого количества маленьких файлов. В среднем на каждый файл теряется около половины кластера. Следовательно, что при размере кластера в 32 сектора, то есть 16 Кбайт, средняя величина потерь на файл равняется 8 Кбайт, и при 20000 файлов потери могут со­ставлять около 155 Мбайт.

В связи с тем, что таблица FAT используется при доступе к диску очень интенсивно, она обычно загружается в оперативную память (в буферы ввода-вывода или в кэш) и остается там настолько долго, насколько это возможно. Если таблица боль­шая, а файловый кэш, напротив, относительно небольшой, в памяти размещаются только фрагменты этой таблицы, к которым обращались в последнее время.

В связи с чрезвычайной важностью таблицы FAT она обычно хранится в двух иден­тичных экземплярах, второй из которых непосредственно следует за первым. Обновляются копии FAT одновременно. Если первый экземпляр по каким-либо причинам окажется разрушенным, то произойдет обраще­ние ко второму экземпляру.

Структура загрузочной записи для FAT32:

Смещение поля, байт

Длина поля, байт

Обозначение

поля

Содержимое поля

00h (0)

3

JUMP 3EH

Безусловный переход в начало системного загрузчика

03h (3)

8




Системный идентификатор

0Bh (11)

2

SelectSize

Размер сектора, байт

0Dh (13)

1

ClastSize

Число секторов в кластере

0Eh (14)

2

ResSecs

Число зарезервированных секторов, для FAT32 равно 32

10h (16)

1

FATcnt

Число копий FAT

11h (17)

2

RootSize

0000h

13h (19)

2

TotSecs

0000h

15h (21)

1

Media

Дескриптор носителя

16h (22)

2

FATsize

0000h

18h (24)

2

TrkSecs

Число секторов на дорожке

1Ah (26)

2

HeadCnt

Число рабочих поверхностей

1Ch (28)

4

HidnSecs

Число скрытых секторов (располагаются

перед загрузочным сектором). Используется при загрузке для вычисления абсолютного смещения корневого каталога и данных.

20h (32)

4




Число секторов на логическом диске

24h (36)

4




Число секторов в таблице FAT

28h (37)

2




Расширенные флаги

2Ah (38)

2




Версия файловой системы

2Ch (39)

4




Номер кластера для первого кластера корневого каталога

34h (43)

2




Номер сектора с резервной копией загрузочного сектора

36h (54)

12




Зарезервировано


Загрузочная запись для диска с FAT32 занимает три сектора. Резервная загрузочная запись располагается, как правило, в секторах 7-9.
1   2   3   4

Похожие:

«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconMicrosoft уже разрабатывает Windows 8 и Windows 9
Проекты отдела Research & Development включают в себя 128-битную архитектурную совместимость с ядром Windows 8 и планом проекта Windows...
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconРуководство по установке и настройке клиентских модулей у пользователя
Особенности установки на ос windows Vista, Windows 7, Windows 2008 Server,Windows 2008 R2 5
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconСписок установленных на компьютере программ из окна «Установка и удаление программ»
Получение навыков настройки операционной системы Windows 95, освоение принципов работы в приложениях Windows 95, создание текстового...
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconИнструкция по смене пароля пользователя в домене для Windows xp и Windows Vista, Windows 7
Сменить пароль доменного пользователя можно только на компьютере, входящем в домен
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconСценарий входа для систем Windows 98 и Windows Millennium Edition
Благодаря этому можно удаленно производить настройку систем Windows 98 для включения удаленного сетевого сканирования
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconWindows 7 Ultimate x86/x64 (18 in 1) Данная сборка включает в себя 9 модификаций русской и 9 модификаций английской версии Windows 7 Ultimate для 32-битного
Кроме того, если вы выбрали для установки Windows 7 Ultimate, то по окончании установки вы получите возможность переключать язык...
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconЗагрузчик ос windows Vista/7
Одно из них — способ управления загрузчиком Windows, программой, которая обеспечивает хранение более одной операционной системы на...
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconЛекция № Архитектура Windows 95 Об архитектуре Windows 95
В этой статье Вы познакомитесь с типами программных компонентов, которые можно создавать для Microsoft® Windows 95, и узнаете, какие...
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconКак установить программу Skype на компьютер
Если Вы устанавливаете Skype для Windows, то для работы Skype на Вашем компьютере должна быть установлена операционная система Windows...
«Создание загрузочной дискеты для Windows nt и сравнение ос windows 98 и Windows xp» iconВариант установки программного обеспечения для работы с сетью Интернет
Для работы в этом варианте необходимо, чтобы на компьютере была установлена операционная система Windows9X(Windows 95 c желательно...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org