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



Скачать 416.34 Kb.
страница3/4
Дата07.08.2013
Размер416.34 Kb.
ТипКонтрольная работа
1   2   3   4

Операционная система Windows XP
Основные особенности
ОС Windows XP построена по микроядерной технологии. Это значит, что управляющие модули организованы с четким выделением центральной части и и взаимодействием этой части с остальными по принципу клиент-сервер. В состав ядра включены только самые важные основообразующие управляющие процедуры, а остальные управляющие модули операционной системы вызываются из ядра как службы. Причем только часть служб использует процессор в привилегированном режиме (kernel mode), а остальные в пользовательском режиме (user mode), как и обычные приложения пользователей. Для обеспечения безопасности они располагаются в отдельном виртуальном адресном пространстве, к которому ни один модуль и ни одна прикладная программа, помимо системного кода, не может иметь доступа.

Микроядро Windows XP выполняет следующие функции:

  • диспетчеризация потоков;

  • синхронизация потоков и процессов;

  • обработка прерываний и исключений;

  • обеспечение взаимосвязи между всеми остальными компонентами ОС, работающими в привилегированном режиме процессора.

Помимо собственно ядра в привилегированном режиме работают:

  • модуль HAL (уровень абстракции аппаратных средств);

  • низкоуровневые драйверы устройств;

  • исполняющая система Windows XP (называемая Win32 Executive);

  • модули графического интерфейса устройств и диспетчер окон.

Исполняющая система является одним из важнейших компонентов ОС Windows XP. Она состоит из следующих компонентов:

  • диспетчер процессов;

  • диспетчер виртуальной памяти;

  • диспетчер объектов;

  • монитор безопасности;

  • диспетчер ввода-вывода;

  • средства вызова локальных процедур.

Диспетчеризация в ОС Windows XP организована почти так же, как и в ОС Windows 98. 16-разрядные приложения Windows, работая на одной виртуальной машине, разделяют процессорное время кооперативно. 32-разрядные потоки разделяют процессорное время, вытесняя друг друга через некоторые моменты времени.

При разработке ОС Windows XP компания Microsoft уделила пристальное внимание обеспечению информационной безопасности. Средства защиты изначально глубоко интегрированы в ОС. Подсистема безопасности осуществляет контроль за тем, кто и какие действия совершает в процессе работы, к каким объектам пытается получить доступ. Все действия пользователя могут быть совершены только через соответствующие запросы к операционной системе, которые в Windows XP находятся под тотальным контролем. Запрашиваемые у ОС операции и обращения к конкретным объектам разрешаются только если у пользователя для этого имеются необходимые права и/или разрешения. Права определяют уровень полномочий конкретного пользователя при работе в системе.
Разрешения применяют по отношению к конкретным объектам, таким как файлы, каталоги, принтеры и др. Следует заметить, что права имеют преимущества перед разрешениями.

Доступ к каким-либо объектам Windows XP можно получить только после прохождения аутентификации и авторизации. Для того, чтобы иметь право работать на компьютере, пользователю необходимо иметь учетную запись (account). Каждая учетная запись хранится в базе данных, представленной файлом sam, и имеет специальный системный идентификатор (SID). При регистрации (logon) пользователь получает маркер доступа. Именно этот маркер сопровождает любой запрос на доступ к каким-либо объектам со стороны пользователя.
Распределение оперативной памяти
В ОС Windows XP используется плоская модель памяти. Однако схема распределения виртуального адресного пространства отличается от модели памяти Windows 98. Прежде всего, в отличие от Windows 98, в гораздо большей степени задействуется ряд серьезных аппаратных средств защиты, имеющихся в микропроцессорах, а также применено принципиально другое логическое распределение адресного пространства.

Все системные программные модули находятся в своих собственных виртуальных адресных пространствах, и доступ к ним со стороны прикладных программ невозможен. Ядро системы работает в нулевом кольце защиты в отдельном адресном пространстве.

Остальные программные модули самой операционной системы, которые выступа­ют как серверные процессы по отношению к прикладным программам (клиентам), функционируют также в собственном системном виртуальном адресном пространстве, невидимом и недоступном для прикладных процессов. Правда, из-за того, что эти программные модули расположены в другом кольце защиты, они изолиро­ваны от ядра системы. Логическое распределение адресных пространств иллюстрирует рисунок:

4 Гбайт

Код ядра (работает в кольце защиты 0)







2 Гбайт

32-разрядные библиотеки DLL клиентской стороны





Прикладные программы обращаются к библиотекам DLL, которые перенаправляют обращения к системе




32-разрядные прикладные программы (у каждой программы собственное виртуальное пространство памяти) 16-разрядные виртуальные машины

Процесс системного сервера

Этот системный код находится в собственном адресном пространстве и недоступен вызывающим его процессам

64 Кбайт










Прикладным программам выделяется 2 Гбайт локального (собственного) линей­ного (неструктурированного) адресного пространства от границы 64 Кбайт до 2 Гбайт (первые 64 Кбайт полностью недоступны). Прикладные программы изо­лированы друг от друга, хотя могут общаться через буфер обмена (clipboard), ме­ханизмы DDE (Dynamic Data Exchange — динамический обмен данными) и OLE (Object Linking and Embedding — связывание и внедрение объектов).

В верхней части каждой области прикладной программы размером по 2 Гбайт раз­мещен код системных библиотек DLL кольца защиты 3, который перенаправляет вызовы в совершенно изолированное адресное пространство, где содержится уже собственно системный код. Этот системный код, выступающий как серверный процесс (server process), проверяет значения параметров, исполняет запрошенную функцию и пересылает результаты назад в адресное пространство прикладной программы. Хотя серверный процесс сам по себе остается процессом прикладного уровня, он полностью защищен от вызывающей его прикладной программы и изолирован от нее.

Между отметками 2 и 4 Гбайт расположены низкоуровневые системные компо­ненты Windows XP кольца защиты 0, в том числе ядро, планировщик потоков и дис­петчер виртуальной памяти. Системные страницы в этой области наделены при­вилегиями супервизора, которые задаются физическими схемами колец защиты процессора. Это делает низкоуровневый системный код невидимым и недоступ­ным по записи для программ прикладного уровня, но приводит к падению произ­водительности из-за переходов между кольцами.

Для 16-разрядных прикладных Windows-программ ОС Windows XP реализует сеансы Windows on Windows (WOW). В отличие от Windows 98, система Windows XP дает возможность выполнять 16-разрядные Win­dows-программы индивидуально в собственных пространствах памяти или совмест­но в разделяемом адресном пространстве. Почти во всех случаях 16- и 32-разрядные прикладные Windows-программы могут свободно взаимодействовать, используя механизм OLE, независимо от того, выполняются они в отдельной или общей па­мяти. Собственные прикладные программы и сеансы WOW выполняются в режи­ме вытесняющей многозадачности, основанной на управлении отдельными пото­ками. Несколько 16-разрядных прикладных Windows-программ в одном сеансе WOW выполняются в соответствии с кооперативной моделью многозадачности. Windows XP может также открыть в многозадачном режиме несколько сеансов DOS. Поскольку Windows XP имеет полностью 32-разрядную архитектуру, не су­ществует теоретических ограничений на ресурсы компонентов GDI и User.

Отображение различных виртуальных адресных пространств исполняющихся процессов на физическую память осуществляется по принципам страничной органи­зации виртуальной памяти.

Процессами выделения памяти, ее резервирования, освобождения и замещения страниц управляет диспетчер виртуальной памяти (Virtual Memory Manager, VMM) Windows XP. В своей работе этот компонент реализует сложную страте­гию учета требований к коду и данным процесса для минимизации обращений к диску, поскольку реализация виртуальной памяти часто приводит к большому количеству дисковых операций. Для взаимодействия между выполняющимися приложениями и между приложениями и кодом самой операционной системы используются соответствующие механизмы защиты памяти, поддерживаемые аппаратурой микропроцессора.

Каждая виртуальная страница памяти, отображаемая на физическую страницу, переносится в так называемый страничный кадр (page frame). Прежде чем код или данные можно будет переместить с диска в память, диспетчер виртуальной памя­ти должен найти или создать свободный или нулевой (заполненный нулями) стра­ничный кадр. Страничные кадры перед своим выделением должны заполнять­ся нулями, чтобы исключить возможность использования их предыдущего содер­жимого другими процессами. Чтобы кадр можно было освободить, необходимо скопировать на диск изменения в его странице данных, и только после этого кадр можно будет повторно использовать. Программы, как правило, не меняют страниц кода. Такие страницы можно просто расформировать (удалить).

Диспетчер виртуальной памяти может быстро и относительно легко удовлетво­рить программные прерывания типа страничной ошибки (page fault). Что касается аппаратных прерываний типа страничной ошибки, то они приводят к необходи­мости подкачки нужных страниц (paging), что снижает производительность систе­мы. К сожалению, в Windows XP для замещения страниц выбрана дисциплина FIFO, а не более эффективная дис­циплина LRU или LFU, как это сделано в других операционных системах.

Когда процесс использует код или данные, находящиеся в физической памяти, система резервирует место для этой страницы в файле подкачки Pagefile.sys на диске. Это делается с расчетом на то, что данные потребуется выгрузить на диск. Файл Pagefile.sys представляет собой зарезервированный блок дискового пространства, который используется для выгрузки страниц, помеченных как «грязные», для ос­вобождения физической памяти. Этот файл может быть как непре­рывным, так и фрагментированным; он может быть расположен на системном дис­ке или на любом другом и даже на нескольких дисках. Размер этого страничного файла ограничивает объем данных, которые могут храниться во внешней памяти при использовании механизмов виртуальной памяти. В ОС Win­dows ХР начальный размер страничного файла подкачки берется равным полуторакратному объему физической оперативной памяти. То есть, например, для компьютера, имеющего 512 Мбайт оперативной памяти, по умолчанию раз­мер файла Pagefile.sys равен 768 Мбайт. Проблема нехватки виртуальной памяти часто может быть решена за счет увеличения размера файла подкачки. Файл под­качки может быть не один — система поддерживает до 16 файлов подкачки, поэто­му лучше создать их несколько и разместить на быстрых жестких дисках.
Особенности файловой системы
Операционная система Windows ХР работает с двумя файловыми системами – FAT32 и NTFS. Так как файловая система FAT32 была рассмотрена в разделе Windows 98, то далее будет рассматриваться файловая система NTFS.

Файловая система NTFS обладает повышенной надежностью. Отказоустойчивость NTFS связана с тем, что работа с данными производится на основе транзакций – действий, совершаемых целиком и корректно или не совершаемых вообще. Файловая система поддерживает различные механизмы проверки целостности системы, включая ведение журналов транзакций, позволя­ющих воспроизвести файловые операции записи по специальному системному журналу. При протоколировании файловых операций система управления фай­лами фиксирует в специальном служебном файле (журнале) происходящие изме­нения. В начале операции, связанной с изменением файловой структуры, делается соответствующая пометка. Если во время файловых операций происходит какой-нибудь сбой, то из-за упомянутой отметки операция остается помеченной как не­завершенная. При выполнении процедуры проверки целостности файловой сис­темы после перезагрузки машины эти незавершенные операции отменяются, и файлы возвращаются в исходное состояние. Если же операция изменения данных в файлах завершается нормальным образом, то в файле журнала эта операция от­мечается как завершенная. Для повышения надежности был введен механизм аварийной замены де­фектных секторов резервными. Другими словами, если обнаруживается сбой при чтении данных, то система постарается прочесть эти данные, переписать их в спе­циально зарезервированное для этой цели пространство диска, а дефектные секто­ра пометить как плохие и более к ним не обращаться.

Файловая система NTFS поддерживает объектную модель безопасности операци­онной системы Windows NT и рассматривает все тома, каталоги и файлы как само­стоятельные объекты. Система NTFS обеспечивает безопасность на уровне фай­лов и каталогов. Это означает, что разрешения доступа к томам, каталогам и файлам могут зависеть от учетной записи пользователя и тех групп, к которым он принад­лежит. Каждый раз, когда пользователь обращается к объекту файловой системы, его разрешения на доступ проверяются по списку управле­ния доступом (ACL) для данного объекта. Если пользователь обладает необходи­мым уровнем разрешений, его запрос удовлетворяется; в противном случае запрос отклоняется. Эта модель безопасности применяется как при локальной регистрации поль­зователей на компьютерах с Windows ХР, так и при удаленных сетевых запросах.

Эта файловая система также позволяет сжимать как отдельные файлы, так и целые каталоги. В последней, пятой, версии NTFS введена возможность шиф­рования хранимых файлов. Здесь следует, однако, заметить, что у шифрующей файловой системы пока больше недостатков, чем достоинств, поэтому на практи­ке ее применять не рекомендуется.

В системе Windows XP в случае использования файловой систе­мы NTFS можно включить квотирование, при котором пользователи могут хра­нить свои файлы только в пределах отведенной им квоты на дисковое простран­ство.

Система NTFS создавалась с расчетом на работу с большими дисками. Она уже достаточно хорошо проявляет себя при работе с томами объемом 300-400 Мбайт и выше. Чем больше объем диска и чем больше на нем файлов, тем больший выигрыш мы получаем, используя NTFS вместо FAT16 или FAT32. Пределы размера тома (и размера файла) составляют 16 Эбайт (один экзабайт равен приблизительно 16 000 млрд. гигабайт), т.е. пределов, фактически, не существует, в то время как при работе под Windows XP диск с FAT16 не может иметь размер бо­лее 4 Гбайт, а с FAT32 — 32 Гбайт. Количество файлов в корневом и некорневом каталогах при использовании NTFS не ограничено. Поскольку в основу структу­ры каталогов NTFS заложена эффективная структура данных, называемая «дво­ичным деревом», время поиска файлов в NTFS не связано линейной зависимо­стью с их количеством (в отличие от систем на базе FAT).

Одним из основных понятий, используемых при работе с NTFS, яв­ляется понятие тома (volume). Том означает логическое дисковое пространство, которое может быть воспринято как логический диск, то есть том может иметь букву (буквенный идентификатор) диска. Возможно также создание отказоустойчивого тома, занимающего несколько разделов, то есть поддерживается использование RAID-технологии. RAID-технология по­зволяет получать дисковые подсистемы из нескольких обычных дисков, которые обладают либо существенно более высоким быстродействием, либо более высо­кой надежностью, либо тем и другим одновременно.

Как и многие другие файловые системы, NTFS делит все полезное дисковое про­странство тома на кластеры — блоки данных, адресуемые как единицы данных. Файловая система NTFS поддерживает размеры кластеров от 512 байт до 64 Кбайт; неким стандартом же считается кластер размером 2 или 4 Кбайт. К сожалению, при увеличении размера кластера свыше 4 Кбайт становится невозможным сжи­мать файлы и каталоги.

Все дисковое пространство в NTFS делится на две неравные части. Пер­вые 12 % диска отводятся под так называемую зону MFT (Master File Table — глав­ная таблица файлов). Эта зона предназначена для таблицы MFT (с учетом ее буду­щего роста), представляющей собой специальный файл со служебной информацией, позволяющей определять местонахождение всех остальных файлов. Запись каких-либо данных в зону MFT невозможна — она всегда остается пустой, чтобы при росте MFT по возможности не было фрагментации. Остальные 88% тома пред­ставляют собой обычное пространство для хранения файлов.

Структура тома NTFS такова:

MFT

Зона MFT

Зона для размещения

файлов и каталогов

Копия первых 16 записей MFT

Зона для размещения

файлов и каталогов

Очевидно, что структуру данных, называемую главной таблицей файлов, можно рассматривать как файл. В этом файле MFT хранится информация обо всех ос­тальных файлах диска, в том числе и о самом файле MFT. Таблица MFT поделена на записи фиксированного размера в 1 Кбайт, и каждая запись соответствует како­му-либо файлу. Первые 16 файлов носят служеб­ный характер и недоступны через интерфейс операционной системы — они назы­ваются метафайлами, причем самый первый метафайл — это сам файл MFT. Часть диска с метафайлами — единственная часть диска, имеющая строго фиксирован­ное положение. Копия этих же 16 записей таблицы MFT (для надежности, посколь­ку они очень важны) хранится в середине тома. Оставшаяся часть файла MFT может располагаться, как и любой другой файл, в произвольных местах диска — восстановить его положение можно с помощью самого файла MFT. Для этого до­статочно взять первую запись таблицы MFT.

Упомянутые первые 16 файлов NTFS (метафайлы) являются служебными; каж­дый из них отвечает за какой-либо аспект работы системы. Метафайлы находятся в корневом каталоге тома NTFS. Их имена начинаются с символа «$», хотя полу­чить какую-либо информацию о них стандартными средствами сложно.

Если файл имеет не очень большой размер, тогда в ход идет довольно удачное решение: данные файла хранятся прямо в соответствующей за­писи таблицы MFT в оставшемся от служебных данных месте. Таким образом, файлы, занимающие не более сотни байтов, обычно не имеют своего «физическо­го» воплощения в основной файловой области — все данные таких файлов хра­нятся прямо в таблице MFT.

Файл на томе в системе NTFS идентифицируется так называемой файловой ссыл­кой (file reference), которая представляется как 64-разрядное число. Файловая ссыл­ка состоит из номера файла, который соответствует позиции его файловой записи в таблице MFT, и номера последовательности. Последний увеличивается всякий раз, когда данная позиция в MFT используется повторно, что позволяет файловой системе NTFS выполнять внутренние проверки целостности.

Каждый файл на диске в системе NTFS представлен с помощью потоков данных (streams), то есть у файла нет «просто данных», а есть «потоки данных». Один из потоков имеет привычный смысл — это собственно данные файла. Кстати, большинство атрибутов файла (за исключением основных) — это тоже потоки дан­ных. Таким образом, получается, что основой файла является номер записи в таб­лице MFT, а все остальное, включая его потоки данных, не обязательно. Данный подход довольно удобен. Так, файлу можно назначить еще один поток данных, за­писав в него любые данные, например информацию об авторе и содержании фай­ла, как это сделано в Windows 2000 (эта информация представлена на одной из вкладок диалогового окна свойств файла). Интересно, что эти дополнительные потоки не видны стандартными средствами для работы с файлами операционной систе­мы: наблюдаемый размер файла — это лишь размер потока основных (традицион­ных) данных. Можно, к примеру, удалить файл нулевой длины, и при этом освобо­дится несколько мегабайтов свободного места — просто потому, что ему был назначен поток дополнительных (аль­тернативных) данных такого большого размера.
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