Принцип разделения ресурсов компьютера при работе нескольких задач в Windows

MS DOS изначально проектировалась как однозадачная система. Поэтому в ней практически нет средств, позволяющих одновременно выполнять несколько программ (кроме утилиты print). Поскольку Windows ориентирована на работу одновременно нескольких программ, то монопольное владение ограниченными ресурсами, такими как устройства ввода-вывода, оперативная память и процессор, характерное для MS DOS, в данном случае недопустимо.

При создании программ для Windows нельзя напрямую обращаться к тем или иным устройствам. Это относится не только к дисплею или, скажем, к клавиатуре, но и к оперативной памяти, так как в любой момент времени диспетчер памяти Windows может вытеснить любой из блоков памяти, выделенных программе, на диск или переместить в другую область адресного пространства.

Поэтому если необходимо прикладной Windows-программе обратиться к какому-нибудь разделяемому ресурсу, нужно использовать функции Windows, а также специальную технику программирования для правильного взаимодействия создаваемой программы со средой Windows.

При соблюдении этих правил программа после инициализации будет находиться под управлением Windows, что позволяет использовать все функции среды по управлению задачами без их явного описания в самой программе.

Таким образом, разделение ресурсов, хотя и накладывает некоторые ограничения, предоставляет возможность программисту сосредоточиться на разработке собственно алгоритма программы, уделяя проработке интерфейса минимальное время.

Динамически подключаемые библиотеки (DLL) и принципы организации памяти Windows

Если программа, предназначенная для работы в MS DOS, использует какие-либо библиотечные функции, то при компоновке выполняемого файла все эти функции помещаются в результирующий файл.

В Windows применяется принципиально иной метод, заключающийся в том, что в выполняемый модуль помещается не сама функция, а название библиотечного модуля и номер этой функции в данном модуле. Все вызовы этой функции в тексте программы преобразуются компилятором к виду дальних межсегментных вызовов как будто бы данная функция находится в другом сегменте оперативной памяти.

При загрузке программы и обращении к какой-либо из библиотечных функций Windows подгружает эту библиотеку в память и подставляет нужный адрес в команду вызова функции. Эта технология получила названиединамически подключаемых библиотек — DLL (Dynamic Link Libraries).

Организация памяти в системе Windows включает глобальную область памяти, разделяемую всеми программами, и локальные динамические области, предназначенные для работы каждой отдельной программы Windows

В глобальную область памяти загружаются сегменты кода и данных программ. Эта область используется и в качестве динамической памяти. Сегменты, которые находятся в младших адресах глобальной области памяти, не могут перемещаться в другие части адресного пространства или вытесняться на диск. Такие сегменты называются фиксированными. В старших областях размещаются сегменты, которые могут и перемещаться, и вытесняться на диск Сегменты, которые не могут вытесняться на диск, но допускают перемещение в памяти, размещаются между фиксированными и вытесняемыми сегментами.

При возникновении запроса Windows на размещение фиксированного сегмента система с младших адресов начинает поиск непрерывной свободной области памяти нужного размера. Если такая область не найдена, Windows выполняет перемещение сегментов в старшие адреса памяти. Когда и эта мера не позволяет выделить участок памяти нужного размера Windows вытесняет на диск те сегменты, к которым было меньше всего обращений.

Для размещения в памяти перемещаемых, но невытесняемых сегментов Windows просматривает память, начинающуюся выше области фиксированных сегментов, перемещая или вытесняя сегменты на диск при необходимости. В области вытесняемых сегментов Windows всегда держит свободное непрерывное пространство, достаточное для размещения сегмента наибольшего размера.

При работе с локальной памятью используются те же принципы и алгоритмы, что и при работе с глобальной.

Реестр Windows

Системный реестр Windows – это база данных, которая сохраняет параметры настройки для 32 разрядных версий Microsoft Windows. Он содержит информацию и параметры настройки для всех аппаратных средств, программ, пользователей, и свойств PC. Каждый раз, когда пользователь делает изменения в параметрах настройки Панели управления, или в ассоциациях файлов, системной настройке, или в установленном программном обеспечении, изменения отражаются и сохраняются в системном реестре.

Физические файлы, которые составляют системный реестр, различаются в зависимости от версии Windows; в Windows 95 и 98 он содержится в двух скрытых файлах системного каталога Windows, называемыми USER.DAT и SYSTEM.DAT, в Windows NT файлы реестра содержатся в каталоге Windows/System32/Config.

Системный реестр имеет иерхаическую структуру, которая подобна структуре каталогов на жестком диске. Каждая главная ветвь (обозначенная значком папки в редакторе системного реестра) называется Корневой и содержит ключи. Каждый ключ может содержать другие ключи (иногда называемые подключами), а также параметры. Параметры содержат фактическую информацию, сохраненную в системном реестре. Имеется три типа параметров; Строковые, Двоичные, и DWORD. Реестр имеет шесть главных ветвей, каждая из которых содержит определенную часть информации. Это следующие ветви:

- HKEY_CLASSES_ROOT: ветвь, содержащая все типы ассоциаций к файлам, информацию об OLE и данные по ярлыкам.

- HKEY_CURRENT_USER: ветвь, связанная с ветвью HKEY_USERS, и соответствующая пользователю, работающему в настоящее время на ПК.

- HKEY_LOCAL_MACHINE: ветвь, содержащая определенную информацию о типах аппаратных средств, программного обеспечения, и других настройках на данном ПК, эта информация используется для всех пользователей, которые работают на этом компьютере.

- HKEY_USERS: ветвь, содержащая индивидуальные настройки каждого пользователя компьютера, каждый пользователь представлен под ключом SID, расположенном под главной ветвью.

- HKEY_CURRENT_CONFIG: ветвь, связанная с ветвью HKEY_LOCAL_MACHINE, и соответствующая текущей аппаратной конфигурации.

- HKEY_DYN_DATA: ветвь, связанная с частью HKEY_LOCAL_MACHINE, и служит для использования особенностей Plug&Play в Windows, этот раздел динамически изменятся, когда устройства добавляются и удаляются из системы.

Управление файлами в Windows

Операционные системы класса Windows 9x могут работать с файловыми системами FAT и FAT32.

Управление файлами и папками в Windows осуществляется при помощи программы «Проводник», которая является встроенной в среду Windows. Программа проводник имеет удобный интерфейс и поддерживает технологию Drug&Drop.

Для управления файлами в Windows могут использоваться также дополнительно установленные программы, наиболее популярными среди которых являются FAR Manager и Total Commander (Windows Comander). Указанные программы имею интерфейс аналогичный интерфейсу программы Norton Commander и очень легки в освоении.

Операционная система Linux

Как и в любой другой многопользовательской операционной системе, обеспечивающей защиту пользователей друг от друга и защиту системных данных от любого непривилегированного пользователя, в ОС Linux имеется защищенное ядро, которое управляет ресурсами компьютера и предоставляет пользователям базовый набор услуг.