- •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
4.3.5.Файловая система нpfs (os/2)
Высокоэффективная файловая система НPFS является расширением к операционной системе OS/2 начиная с версии 1.2 и решает все проблемы системы FAT. НPFS не только является способом организации данных на запоминающих устройствах блочного типа, она также является модулем программного обеспечения, который транслирует файловые запросы от прикладных программ в команды управления накопителями. Превосходная производительность достигается использованием расширенных структур данных и некоторых технологий типа интеллектуального кеширования, упреждающего чтения и отложенной записи. Дисковое пространство распределяется более экономно путем использования разбиения на секторы. НPFS также подразумевает значительно улучшенную отказоустойчивость. Для миграции под новую систему прикладные программы нуждаются только в простых изменениях нужных для возможности использования расширенных атрибутов и длинных имен файлов. Файловая система HPFS была разработана Gordon Letwin, главным разработчиком операционной системы OS/2. НPFS была разработана, чтобы удовлетворить запросы все более и более мощных PC, жестких дисков, сетей в будущем и служить подходящей платформой для написания программ на объектно-ориентированных языках, устойчивой работы прикладных программ и удобных интерфейсов пользователя.
HPFS является сложной системой, потому что она обеспечивает три явные и сильно связанные между собой функции файловой системы. Во-первых, HPFS - способ организации данных на запоминающем устройстве блочного типа с произвольным доступом. Во-вторых, HPFS является модулем программного обеспечения, который транслирует файловые запросы из прикладной программы в примитивные запросы к аппаратуре, которые требуют большого творчества при написании для повышения производительности файловой системы. В-третьих, HPFS - практическая иллюстрация важной новой особенности OS/2, известной как инсталлированные файловые системы.
4.3.5.1 Структура тома
HPFS тома - новый тип разделов, которые могут существовать на жестком диске рядом с несколькими предварительно определенными разделами FAT. НPFS том имеет небольшое количество фиксированных структур.
Сектора 0-15 тома содержа имя тома, 32-хбитный идентификатор тома и дисковую программу начальной загрузки. Программа начальной загрузки относительно сложна и может использовать HPFS в усеченном режиме для нахождения и чтения файлов операционной системы везде, где бы они не находились.
Сектора 16 и 17 известны как SuperBlock и SpareBlock соот- ветственно. SuperBlock могут изменять только утилиты работы с диском. Он содержит указатели на свободное пространство, список плохих блоков, каталоги, и корневой директорий. Он также содержит дату последней проверки и восстановления тома с помощью CHKDSK.
SpareBlock содержит различные флажки и указатели, которые будут обсуждаться позже; SpareBlock может изменяться во время работы системы, но это бывает редко.
Остаток диска разделен на участки - полосы - по 8 МБ. Каждая полоса имеет собственный описатель свободного пространства - растр, в котором бит представляет отдельный сектор. Бит равен 0 если сектор находится в использовании и 1 если сектор доступен. Растры размещаются в начале или конце полосы, поэтому растр является смежным с одним из возможных растров соседних полос. Это позволяет выделить для размещения файла максимальное непрерывное свободное пространство 16 МБ. Одна полоса, размещенная ближе к центру диска, называется полосой блока каталогов и специальным образом обрабатывается. Размер полосы - характеристика отдельной реализации и может быть отличной от приведенной в других версиях файловой системы.