Лекция: Структура, принцип работы.
Операционная система Microsoft Windows представляет собой однопользовательскую многозадачную операционную систему с графическим интерфейсом. Программа для Windows должна разделять аппаратные ресурсы компьютера (видеомонитор, клавиатуру, мышь, диски и т. д.), с остальными, работающими параллельно, программами.
Windows содержит ядро, подсистему управления оперативной памятью, подсистему управления программами, файловую систему, драйверы для работы с устройствами ввода/вывода и др.
Файловая система. Windows использует файловую систему NTFS, в которой нет таблицы размещения файлов FAT и сняты практически все ограничения на длину имени файла.
Управление программамив Windows обеспечивает запуск и одновременную работу нескольких программ. Программы, созданные специально для Windows, называются приложениями. В Windows одновременно может быть запущено несколько приложений и несколько программ. Для всех приложений Windows в расширенном режиме работы создается одна виртуальная машина, причем процессор работает в защищенном режиме. Приложения Windows сделаны таким образом, что они сами «добровольно» отдают друг другу процессорное время, обеспечивая так называемую невытесняющую мультизадачность. Также есть 32-разрядные приложения, которые имеют каждый свой виртуальную машину и вытесняют мультизадачность.
Управление оперативной памятью. Приложение Windows выполняется в защищенном режиме, поэтому оно не может адресоваться к любым областям памяти. Это сильно повышает надежность операционной системы в целом — мультизадачная система не должна завершаться аварийно при аварийном завершении одного из приложений. С помощью системы управления памятью приложение может заказать для себя буфер очень большого размера. Физически этот буфер может находиться либо в расширенной памяти, либо в виртуальной. Можно также заказать небольшой буфер в стандартной памяти. Виртуальная память располагается на жестком диске компьютера. При первоначальной установке Windows вы должны определить расположение и размер файла, который будет использоваться для виртуальной памяти.
Другая особенность системы управления памятью в операционной системе Windows связана с управлением сегментами памяти, выделенными приложению. Приложения Windows состоят из сегментов кода и сегментов данных. Сегменты приложения Windows получают дополнительный атрибут — тип сегмента. Существуют сегменты с фиксированным расположением в оперативной памяти, перемещаемые (могут менять свое расположение в адресном пространстве) и удаляемые (обычно используются для хранения выполняемых сегментов или сегментов констант). Перемещаемые сегменты нужны потому, что Windows многозадачна и оперативная память, используется совместно всеми работающими параллельно приложениями.ОС Windows по мере необходимости «уплотняет» оперативную память, высвобождая непрерывное адресное пространство для запуска новых приложений.
Драйверы устройств ввода/вывода.Основное требование к этим драйверам заключается в способности работать в мультизадачном режиме, обеспечивая совместное использование устройств ввода/вывода всеми одновременно работающими приложениями.
Библиотеки динамической загрузки DLL. Когда приложения желают вызвать Windows для получения обслуживания, происходит обращение к единственной копии нужного модуля, находящейся в оперативной памяти. DLL находятся на диске в виде файлов с расширением имени dll.
Интерфейс графических устройств GDI.В Windows реализована концепция графического интерфейса, независимого от аппаратной реализации используемого устройства ввода/вывода. Этот интерфейс называется GDI. Он позволяет использовать одни и те же функции для рисования графических объектов (таких, как линии, окружности, прямоугольники и т. д.) как на экране видеомонитора, так и на бумаге, вставленной в матричный или лазерный принтер, в плоттер или другое устройство графического вывода, которое имеет драйвер для Windows.
Очереди сообщений.Работа Windows основана на передаче сообщений .Передача сообщений — это способ, при помощи которого организован обмен информацией между отдельными подсистемами, приложениями. Само по себе сообщение представляет собой структуру данных, содержащую уникальный для Windows код и другие параметры, отражающие адресат .Windows содержит в себе системную очередь сообщений.Приложение Windows постоянно анализирует содержимое своей очереди сообщений. Когда в очереди появляется сообщение от какого-либо органа управления, приложение выполняет соответствующее действие.
3.3.2. Основные понятия: файлы, папки, ярлыки (графическое изображение, имя, атрибуты)
Файл может представлять как программу (файлы с расширениями .EXE и .COM) или как данные (файлы с другими расширениями).
Под файлом понимается любая среда существования информации на ЭВМ вне оперативной памяти. Основным приложением Windows для обработки файловой системы, является Диспетчер файлов Он позволяет обрабатывать файлы в произвольном числе окон. На физическом уровне организации данных вся информация в среде Windows представлена в виде файлов и каталогов. На логическом уровне организации данных для пользователя предлагается терминология: файлы с расширением .EXE или .COM называются программами или приложениями. Файлы данных (все остальные файлы) называются Документами (Documents). В Windows различаются файлы данных или документы зарегистрированных и незарегистрированных типов. Для открытия документа зарегистрированного типа достаточно дважды щелкнуть «мышкой» по имени документа (или значку, ярлыку). Windows откроет приложение или программу, с помощью которого был создан документ, и загрузит этот документ для редактирования или обработки. Для зарегистрированных типов документов расширения не отображаются. Каждому зарегистрированному типу документов присваивается своя икона (пиктограмма) для удобства просмотра файловой системы в приложении Проводник .
Каталоги называются Папками. Таким образом, файловую систему образуют папки, в которых располагаются программы и документы.
Кроме основных объектов файловой системы папок, приложений и документов, вводится специальные объекты -ярлыки. Ярлык самостоятельного значения не имеет и физически представляет собой небольшой файл с расширением .LNK (для папок, документов и приложений Windows) или .PIF (для приложений MS-DOS) и содержит адрес объекта представленного ярлыком. Он отличается от обычной пиктограммы наличием стрелки в ее уголке. Ярлык избавляет пользователя от поиска объекта в файловой системе компьютера. При создании ярлыка необходимо определить следующее: графический значок, название ярлыка, полное имя файла объекта, на который будет ссылаться ярлык. Над ярлыками можно проводить те же операции, как и над файлами или каталогами. Удаление ярлыка никаким образом не отображается на объекте, к которому он прикреплен. Копирование ярлыка в пределах одного компьютера не нарушает доступа к файлу, к которому он прикреплен, а при переносе ярлыка файла на другой компьютер доступ к файлу через скопированный ярлык будет закрыт, т.к. исходный файл остался на другом компь«ютере.