- •1Определение операционной системы (ос). Назначение и основные функции ос.
- •Эволюция ос.
- •Классификация операционных систем.
- •Структура ос Windows. Краткий обзор архитектуры Windows.
- •Основные системные файлы Windows 95, nt, 2000.
- •Виртуальная память. Страничная организация памяти.
- •Страничная или сегментно-страничная организация памяти.
- •Алгоритмы замещения страниц виртуальной памяти. Алгоритмы замещения страниц
- •7.1.1 Алгоритм nru (Not Recently Used - не использовавшаяся в последнее время страница)
- •Адресное пространство процесса Win32 в Windows nt(2000). Регионы в адресном пространстве. Передача физической памяти региону. Гранулярность выделения ресурсов.
- •Раздел 4. В него загружаются ядро Windows nt и драйверы устройств. Этот раздел защищен и по чтению, и по записи. Регионы в адресном пространстве.
- •Передача физической памяти региону.
- •Механизм выделения страниц физической памяти.
- •Выделение физической памяти под программный код.
- •Атрибуты защиты страниц памяти в Win32. Изменение атрибутов защиты. Атрибуты защиты страниц.
- •Стек потока под управлением Windows nt (2000).
- •Стек потока под Windows 95, 98.
- •Функции компилятора для контроля стека.
- •Кучи в Windows nt (2000). Структура кучи в Win32. Функции управления кучей Win32. Кучи (Heaps).
- •Особенности кучи в Windows 95, Windows nt.
- •Структура арены.
- •Функции управления кучей Win32.
- •Удаление кучи.
- •Выделение блока памяти в определённой куче.
- •Куча, предоставляемая процессу по умолчанию, и дополнительные кучи. Назначение дополнительных куч Win32.
- •Дополнительные кучи Win32 процесса.
- •Создание дополнительных куч для эффективного управления памятью.
- •Локальный доступ. Создание дополнительных куч для локализации доступа.
- •Файлы, проецируемые в память. Файлы проецируемые в память (фпвп).
- •Проецирование в память exe и dll файлов.
- •Совместное использование статических данных несколькими экземплярами exe и dll модулей.
- •Иерархия функций работы с памятью.
- •Объекты ядра. Процессы, потоки и модули в Win32. Объекты kernel32.Dll.
- •Структура imte.
- •Структура modref.
- •Процессы Win32. Идентификатор процесса и дескриптор процесса. Объект ядра процесс в Win32. Функции для работы с процессами Таблица дескрипторов процесса.
- •Потоки. Состояния потоков. Свойства потоков. Объект ядра поток. Функции для работы с потоками.
- •Основные функции для работы с потоками.
- •Структура оя «поток».
- •Распределение времени между потоками. Классы приоритета. Уровни приоритета. Относительный уровень приоритета потока. Функции для работы с приоритетами потоков.
- •Уровни приоритета.
- •Функции Win32 связанные с планированием.
- •Учет квантов времени в Windows. Управление величиной кванта. Учёт квантов времени.
- •Сценарии планирования процессорного времени. Сценарий планирования.
- •Поток простоя.
- •Динамическое повышение приоритета. Динамическое повышение приоритета потока.
- •Синхронизация процессов и потоков. Объекты синхронизации. Синхронизация потоков без использования объектов синхронизации Синхронизация.
- •Синхронизация потоков без использования объектов синхронизации.
- •Синхронизация потоков.
- •Критические секции (кс). Критические секции.
- •Работа потока с несколькими критическими секциями.
- •Синхронизация потоков с объектами ядра. Ожидание завершения потока или процесса. Ожидание завершения нескольких потоков или процессов. Синхронизация объектов.
- •События со сбросом вручную.
- •События с автоматическим сбросом.
- •Объекты Мutex.
- •Синхронизация потоков с помощью семафоров.
- •Синхронизация потоков с помощью событий. События со сбросом вручную и с автоматическим сбросом.
- •События со сбросом вручную.
- •События с автоматическим сбросом.
- •Динамически подключаемые библиотеки (dll). Явная и неявная загрузка dll.
- •Обработка сообщения в ос Window. Структура threadinfo.
- •Посылка асинхронных сообщений в очередь потока
- •Системная очередь аппаратного ввода сообщений.
- •Работа с окнами в ос Windows. Классы окон. Z-порядок окон. Описание окон в ос Windows. Структуры управления окнами.
- •Существующие форматы исполняемых файлов. Формат pe-файла. Заголовок pe-файла. Основные секции pe-файла. Формат pe-файла.
- •Особенности ре-формата.
- •Заголовок ре-файла.
- •Основные секции исполняемого pe-файла.
- •Секция программного кода, импорт и экспорт в pe-файлах. Ресурсы pe-файла. Базовые поправки pe-файла. Импорт в pe-файлах.
- •Экспорт в pe-файлах
- •Ресурсы ре-файла.
- •Базовые поправки ре-файла.
- •Методы отслеживания изменений файловой системы.
- •Файловая система fat. Структура системной области и области данных в fat.
- •Назначение ntfs. Основные особенности и возможности ntfs. Структура файловой системы ntfs. Понятие тома и файла в ntfs.
- •Особенности ntfs.
- •Возможности ntfs.
- •Структура файловой системы ntfs.
- •Тома в ntfs.
- •Кластеры в ntfs.
- •Основные файлы ntfs, назначение основных файлов ntfs. Главная таблица файлов.
- •Назначение основных файлов ntfs.
- •Генерация имен файлов ms dos в ntfs.
- •Структура главной файловой таблицы (mft). Атрибуты файла ntfs. Заголовок атрибута, значение атрибута. Резидентные и нерезидентные атрибуты. Структура главной файловой таблицы (mft).
- •Структура файловых ссылок.
- •Атрибуты файла ntfs
- •Резидентные атрибуты.
- •Нерезидентные атрибуты.
- •Записи главной файловой таблицы ntfs (mft) для резидентных атрибутов и для нерезидентных атрибутов. Виртуальные и логические номера кластеров.
- •Структура больших файлов и каталогов в ntfs. Индексация файлов в ntfs. Структура каталогов в ntfs
- •Структура больших файлов в ntfs
- •Индексация файлов в ntfs.
- •Битовая карта.
- •Восстанавливаемость ntfs. Протоколирование транзакций. Журнал транзакций. Восстанавливаемость ntfs.
- •Протоколирование транзакций.
- •Журнал транзакций.
- •Записи модификации, записи контрольной точки, таблица транзакций, таблица измененных страниц в журнале транзакций. Записи модификации.
- •Записи контрольной точки.
- •Проход анализа.
- •Восстановление данных в ntfs. Проход анализа. Проход повтора. Проход отмены. Восстановление данных в ntfs.
- •Проход повтора.
- •Проход отмены.
- •Замена плохих секторов в ntfs. Файл плохих кластеров. Переназначение плохих кластеров.
- •Переназначение плохих кластеров.
- •Компрессия данных в фс ntfs.
- •Сжатие разрежённых файлов.
- •Сжатие обычных файлов.
- •Система шифрования данных (efs) в файловой системе ntfs .
- •Загрузка ос Windows 2000.
- •Предварительная загрузка.
- •Загрузка.
- •Загрузка ядра.
- •Инициализация ядра
- •Регистрация
- •Процесс разработки программы на ассемблере.
- •Трансляция программы
- •Компоновка программы
- •Основные регистры процессора Pentium.
- •Ассемблерные команды пересылки данных. Пример программы.
- •Работа с адресами и указателями на ассемблере. Пример программы.
- •Ассемблерные команды для работы со стеком. Пример программы.
- •Ассемблерные команды сложения и вычитания. Пример программы.
- •Ассемблерные команды умножения, деления и изменения знака. Пример программы.
- •Использование в Delphi встроенного ассемблера. Пример программы.
- •Ассемблерные команды линейного и циклического сдвига. Пример программы.
- •Ассемблерные команды условного и безусловного перехода. Состояние флагов. Пример программы.
- •Перечень команд условного перехода для команды cmp
- •Организация циклических программ на ассемблере. Пример программы.
Создание дополнительных куч для эффективного управления памятью.
А3 |
А5 |
А4 х |
А6 |
В5 |
В1 |
А2 х |
В2 |
В3 |
А1 |
Имеем полностью заполненную кучу, причём каждая структура А – 24 байта, а В – 32 байта. Затем в куче освобождаются элементы А4 и А2. Общая свободная память в куче равна 48 байт. Если требуется теперь элемент списка В, то эта операция закончится неудачно из-за фрагментации памяти. Если бы в куче располагались элементы одного раздела, то удаление первого элемента позволило бы разместить элемент второго.
Локальный доступ. Создание дополнительных куч для локализации доступа.
Перекачка страниц из памяти в страничный файл требует дополнительного времени. Доступ к ресурсам осуществлялся бы быстрее, если они расположены плотнее друг к другу, желательно на одной странице. У нас имеется два списка А и В. Причём в результате заполнения списков сложилась ситуация, что на каждой странице расположен элемент списка А и элемент списка В. В этом случае при работе со списком А требуется дополнительное время на подкачку страниц, то есть скорость выполнения процесса уменьшается.
В этом случае, если было бы несколько куч, то доступ к элементам списка А был бы локализован, то есть элементы списка А размещались бы на нескольких смежных страницах. Куча, предоставляемая процессу по умолчанию не может быть уничтожена. Допустим, когда процесс закрывается, используемые процессом кучи не надо уничтожать. Это делается ОС автоматически, когда закрывается ВАП процесса.
Файлы, проецируемые в память. Файлы проецируемые в память (фпвп).
Как и виртуальная память проецирование файлов в память позволяет резервировать регион адресного пространства и передавать ему физическую память, но физическая память берётся не из страничного файла, а из файла, уже находящегося на диске или из вновь создаваемого файла.
Когда файл спроецирован в память к нему можно обращаться как к ячейкам памяти, не используя операции файлового ввода/вывода. Этот механизм применяется для:
Загрузки и исполнения ехе и dll файлов. Это позволяет экономить на размере страничного файла и на времени, необходимом ОС для подготовки приложения к исполнению.
Для доступа к файлу данных, размещённых на диске. Это позволяет обойтись без операций файлового ввода вывода и без предварительной буферизации его содержимого.
Для совместного доступа к данным, принадлежащим нескольким процессам.
Рассмотрим механизм проецирования файлов.
Создать или открыть объект ядра файл, идентифицирующий файл на диске. Этот файл будет использоваться для проецирования в память. ОС должна хранить данные о рабочих ресурсах. Kernel32 создаёт системную кучу. В этой куче создаются структуры, описывающие все ресурсы системы.
CreateFile(…). Используется как для создания новых, так и для открытия существующих файлов. Результатом работы является дескриптор файла.
таблица дескрипторов база данных файла
Виртуальный
адрес объекта
.
.
.
5
указатель на объект ядра
Чтобы получить реальный адрес, надо побитно обработать виртуальный адрес с помощью оператора XOR. В результате выполнения первого пункта мы будем знать куда обращаться.
Создание объекта ядра проецируемый файл, чтобы сообщить системе размер файла и способ доступа к нему.
CreateFile(…)
CreateFileMapping(…) – создания объекта ядра проецируемый файл. Результатом выполнения является дескриптор объекта ядра проецируемый файл.
Выделение региона адресного пространства процесса и проецирование на этот регион файла. Другими словами выделение физической памяти региону.
MapViewOfFile(…). Входными данными для этой функции является дескриптор объекта ядра проецируемый файл, полученный в пункте 2. Результатом выполнения этой функции является витуальный адрес региона.
p^[0]:=’a’;
Работа с проецируемым файлом. Когда работа с ним закончена, то необходимо выполнить следующие действия.
Сообщить системе об отмене проецирования на адресное пространство процесса объекта ядра проецируемый файл. Выполняется это с помощью функции UnMapViewOfFile(…). Результатом является адрес региона адресного пространства, на который спроецирован файл, то есть адрес, полученный в пункте 3.
Закрыть объект ядра файл проецируемый в память.
CloseHandle(…). Параметром является дескриптор в пункте 2.
Закрыть объект ядра файл.
CloseHandle(…).
В случае, если не выпонены 6 и 7 в системной куче kernel32 будет содержаться информация о несуществующих объектах.
