Architektura systemu Windows

Tryby uruchamiania komputera w

systemach Windows

Wszystkie dostępne systemy z rodziny

Windows®, oprócz normalnego trybu

uruchomienia, mają

zaimplementowane inne metody

umożliwiające rozruch systemu, z

zależności zaistniałych okoliczności i

potrzeb.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

TRYB AWARYJNY

Rozruch systemu odbywa się przy

załadowaniu minimalnej liczby sterowników

i usług systemowych, które są absolutnie

niezbędne do rozruchu systemu. Programy

znajdujące się w grupie STARTUP, nie

zostają ładowane, aby było możliwe między

innymi, usunięcie problemów

wywoływanych przez te właśnie programy.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

TRYB AWARYJNY

- ten tryb pracy systemu, jest

przeznaczony do diagnozy i usuwania problemów

działania lub uruchamiania systemu. Ze względu na

specyficzny sposób ładowania usług i programów,

pozwala na uruchomienie systemu nawet w

przypadku poważnych problemów, związanych ze

sterownikami lub programami. Aby przejść do trybu

awaryjnego, należy użyć klawisza F8 tuż po

zainicjowaniu przez BIOS zainstalowanych urządzeń.

Uruchomienie systemu w tym trybie, spowoduje

także wygenerowanie pliku dziennika rozruchowego

Ntbtlog.txt, a w przypadku istnienia już takiego

pliku, informacje zostaną dopisane na końcu

istniejącego pliku.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

Producent - Microsoft - zaleca stosowanie trybu

awaryjnego w następujących przypadkach

(źródło

www.microsoft.com)

•

Gdy system Windows zatrzymał się i przez długi czas

nie można go uruchamiać.

•

Gdy system funkcjonuje niewłaściwie lub jego

działanie powoduje nieoczekiwane wyniki.

•

Gdy ekran funkcjonuje nieprawidłowo.

•

Gdy komputer został nagle wyłączony

•

Gdy potrzebne jest zbadanie często powtarzającego

się błędu.

•

Gdy uruchomienie systemu stało się niemożliwe po

instalacji nowego sterownika lub oprogramowania.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

TRYB AWARYJNY Z OBSŁUGĄ SIECI

Bardzo zbliżony w działaniu i

funkcjonalności do standardowego trybu

awaryjnego, z tą różnicą, że są ładowane

dodatkowe usługi pozwalające na

poruszanie się w sieci. Ten tryb umożliwia

wykorzystanie funkcji ZASAD GRUP, także

tych realizowanych przez serwer podczas

operacji logowania, a także zasad

obowiązujących na lokalnej maszynie.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

TRYB AWARYJNY Z WIERSZEM POLECENIA

Po załadowaniu tego trybu, nie mamy

możliwości korzystania z myszy, gdyż

EXPLORER.EXE (czyli między innymi

Pulpit) nie zostaje załadowany. W zamian

zostaje uruchomione środowisko

interpretera poleceń - czyli środowisko

DOS`owe.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

WŁĄCZ REJESTRACJĘ ROZRUCHU

Proces normalnego rozruchu systemu.

Dodatkowo podczas uruchamiania,

tworzony jest plik dziennika o nazwie

Ntbtlog.txt w głównym folderze

systemowym (%SystemRoot%), który

zawiera nazwy i stany wszystkich

załadowanych do pamięci sterowników.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

WŁĄCZ TRYB VGA

Uruchamia system z wykorzystaniem

podstawowego sterownika karty

graficznej (najczęściej w najniższej

rozdzielczości i z użyciem minimalnej

liczby kolorów). Tryb ten należy stosować

gdy obecny w systemie sterownik został

uszkodzony, lub został zainstalowany

sterownik niekompatybilny.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

OSTATNIA ZNANA DOBRA KONFIGURACJA

Po wystąpieniu awarii, lub w razie

występowania różnych problemów,

użycie tej opcji powoduje uruchomienie

systemu w ostatniej konfiguracji, w

której system działał poprawnie.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

NORMALNY ROZRUCH

Opcja która uruchamia system w

normalnym trybie, z ładowaniem

wszystkich skonfigurowanych usług i

zainstalowanych aplikacji.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

WIERSZ POLECEŃ

to aplikacja, która pozwala

wprowadzać komendy, aby wywołać określone

stany systemu. Interpreter poleceń jest

podstawą systemów operacyjnych takich jak

DOS czy UNIX, natomiast w systemach

okienkowych (z interfejsem graficznym), nie jest

on już podstawowym sposobem na zarządzanie

systemem. W Windows 98, interpreter poleceń

ładuje się z dyskietki (płyty), na której są

zawarte programy (okrojona wersja systemu

DOS) umożliwiające przeprowadzenie czynności

naprawczych systemu, usunięcie wirusów,

skasowanie plików, modyfikacje rejestru czy

wreszcie uruchomić programy diagnostyczne w

celu wykonania operacji niemożliwych w

środowisku graficznym.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

WIERSZ POLECEŃ

c.d.

W systemach NT (Windows 2000, NT, XP),

zaimplementowano szczególny rodzaj

wiersza poleceń - (dla celów

diagnostycznych) -

konsolę

odzyskiwania

. Konsola umożliwia pełne

przywrócenie sprawności systemu, ale aby

to osiągnąć musimy posiadać sporą

wiedzę na temat samego systemu, jak i

poleceń konsoli.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

KONSOLA ODZYSKIWANIA

jest to

środowisko podobne do wiersza poleceń,

jednakże całkowicie od niego niezależna. Jej

zastosowanie to przede wszystkim do zadań

diagnostyczno - konserwacyjnych i

umożliwia administratorowi dostęp do dysku

twardego (bez względu na stosowany system

formatowania). Konsoli używa się

niezależnie od działania systemu, to sprawia

że jest ona narzędziem służącym przede

wszystkim do naprawy konfiguracji systemu

oraz jego kalibracji, gdy któraś z usług

"blokuje" system.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

KONSOLA ODZYSKIWANIA

c.d.

Z konsoli, korzystać mogą tylko

administratorzy (ze względu na

konieczność logowania), a czynności jakie

mogą wykonać to między innymi:

zarządzanie plikami i folderami,

uruchamianie i zatrzymywać usługi oraz

naprawia systemu, jest także możliwość

naprawy sektora startowego i MBR oraz

sformatowanie woluminów.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

Uruchomienie i stosowanie konsoli odzyskiwania

Są dwie metody za pomocą których możemy

dostać się do Konsoli.

1. Start z instalacyjnych bootdisków lub CD

Windows: Metoda uniwersalna. Stosowana gdy

system w ogóle nie może się uruchomić.

2. Zainstalowanie Konsoli jako jednej z opcji

startowych: Metoda wybiórcza (nie zadziała gdy

np. mamy uszkodzony obszar rozruchowy

dysku). Przydatne gdy chcemy szybko dokonać

akcji np. kasowania nieusuwalnych plików nie

możliwych do usunięcia w działającym systemie.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

Po udanym uruchomieniu, konsola pokazuje listę

dostępnych instalacji systemów Windows.

Należy się odwołać do tej, która wymaga

naprawy lub zmian, wprowadzając odpowiednią

cyfrę i zatwierdzając wybór klawiszem ENTER.

Jeżeli nie zostanie wskazana instalacja, to

naciśnięcie ENTER spowoduje restart

komputera. Po wybraniu instalacji, konsola

zażąda podania hasła administratora, które

jeżeli zostanie wpisane niepoprawnie trzy razy,

konsola zablokuje dostęp do dysków, a

następnie zrestartuje komputer

Tryby uruchamiania systemu

Windows

W przypadku poważnych uszkodzeń: utrata

lub uszkodzenie rejestru, brak dostępnych

instalacji do których się można odwołać, to

konsola uruchomi się w katalogu głównym

bez żądania podania hasła. W takich

przypadkach mamy ograniczone

możliwości naprawy instalacji oraz brak

dostępu do folderów (co wynika z sytuacji

braku systemu). Możliwe jest jedynie

ograniczone operacje naprawcze dysku,

takie jak:

chkdsk, fixboot i fixmbr

Tryby uruchamiania systemu

Windows

Gdy hasło zostanie zatwierdzone, wtedy mamy

pełny dostęp do folderów systemowych (folder

główny dowolnego woluminu %SystemRoot%) i

innych występujących lokalnie, odnoszących

się do instalacji do której jesteśmy zalogowani.

Podczas korzystania z konsoli, mamy możliwość

kopiowania plików na dysk twardy z dyskietki

lub płyty, a także kopiować dane między

dyskami. Jest dostępnych wiele poleceń,

jednakże jeżeli podczas próby wykonania

jakiegoś polecenia zostanie wyświetlony

komunikat "Odmowa dostępu" oznacza to, że

konsola nie akceptuje tego rozkazu.

Tryby uruchamiania systemu

Windows

Konsola daje szerokie możliwości, ale jedynie

przy użyciu zaimplementowanych

(dopuszczalnych) poleceń - Attrib, Batch, Cd

lub Chdir, Chkdsk, Cls, Copy, Del lub Delete,

Dir, Disable, Diskpart, Enable, Exit, Expand,

Fixboot, Fixmbr, Format, Help, Listsvc,

Logon, Map, Md lub Mkdir, More lub Type,

Rd lub Rmdir, Ren lub Rename, Set,

Systemroot.

Gdy już skończymy pracę z konsolą, wpisujemy

EXIT

, i w ten sposób opuszczamy środowisko

i ponownie uruchamiamy komputer.

Tryby pracy systemu

Windows



Tryb rzeczywisty i chroniony

procesora



Procesy, wątki, wielozadaniowość

Tryb rzeczywisty i chroniony

procesora

Wszystkie 32-bitowe procesory (386 i

nowsze) mogą pracować w kilku trybach.

Tryby pracy procesora odnoszą się do

różnych środowisk roboczych i mają

wpływ na możliwości i instrukcje przez

niego wykonywane. Tryb pracy procesora

decyduje, w jaki sposób zarządza on

pamięcią systemową i zadaniami do

wykonania.

Tryb rzeczywisty i chroniony

procesora

Można wyróżnić następujące trzy tryby

pracy.



tryb rzeczywisty

(oprogramowanie 16-

bitowe),



tryb chroniony

(oprogramowanie 32-

bitowe),



wirtualny tryb rzeczywisty

(oprogramowanie 16-bitowe uruchamiane

na platformie 32-bitowej).

Tryb rzeczywisty pracy procesora

Oryginalny komputer IBM PC XT był

wyposażony w procesor 8088, który przy

użyciu

16-bitowyc

h rejestrów

wewnętrznych potrafił wykonywać instrukcje

16-bitowe

i współpracować z pamięcią o

pojemności maksymalnej

1 MB

Oprogramowanie, w które był wyposażony

oryginalny IBM PC zostało stworzone z

myślą o współpracy z procesorem 8088,

dlatego też wykorzystywało zestaw instrukcji

16-bitowych i 1-megabajtowy model pamięci.

Tryb rzeczywisty pracy procesora

c.d.

Następne procesory, takie jak

286

, nadal

mogły wykonywać te same

16-bitowe

instrukcje co procesor 8088, ale już

znacznie szybciej. Inaczej mówiąc,

procesor 286 był w pełni z nim

kompatybilny, dlatego też można było na

nim uruchamiać wszystkie programy

16-

bitowe

co w przypadku procesora 8088.

Tryb wykonywania przez procesory 8088 i

286 instrukcji

16-bitowych

został

określony terminem

trybu

rzeczywistego

(ang.

real mode).

Tryb rzeczywisty pracy procesora

c.d.

Wszystkie programy pracujące w trybie

rzeczywistym mogą korzystać tylko z instrukcji

16-bitowych

i współpracować z 20-bitową

architekturą pamięci (

1 MB

). Tego typu

oprogramowanie z reguły jest

jednozadaniowe

, co oznacza, że jednocześnie

może być uruchomiony tylko jeden program.

Ponadto nie ma wbudowanej żadnej ochrony

zapobiegającej wykorzystaniu przez program

obszaru pamięci już przydzielonego innemu

programowi lub systemowi operacyjnemu. Jeśli

zatem uruchomiono więcej niż jeden program,

dowolny z nich może spowodować zawieszenie

całego systemu.

Tryb chroniony (32-bitowy)

Pierwszym procesorem

32-bitowym

przeznaczonym dla komputerów PC i

wprowadzonym do sprzedaży był

układ

386

. Procesor ten mógł wykonywać

zupełnie nowy zestaw instrukcji

32-

bitowych

. Aby w pełni wykorzystać taką

możliwość, konieczne było stworzenie

odpowiedniego

32-bitowego systemu

operacyjnego i aplikacji

Tryb chroniony (32-bitowy)

c.d.

Nowy,

32-bitowy

tryb pracy procesora

został określony terminem

trybu

chronionego

(ang.

protected mode).

Nazwa wywodzi się stąd, że programy

działające w tym trybie otrzymują własny

obszar pamięci, przez co nie dochodzi

między nimi do konfliktów.

Tryb chroniony (32-bitowy)

c.d.

Windows XP

jest pierwszym w pełni

32-

bitowym systemem operacyjnym

, który

odniósł prawdziwy sukces i było to

spowodowane głównie faktem

zakończenia tworzenia przez Microsoft

systemów z serii Windows 95/98/Me,

które są mieszanką architektur 16- i 32-

bitowej. Windows 3.x był ostatnim

wyłącznie 16-bitowym systemem

operacyjnym.

Tryb chroniony (32-bitowy)

c.d.

Jednak dla zachowania ciągłości firma Intel na

wszelki wypadek wbudowała, do układu 386 i

nowszych, kompatybilność wstecz z trybem

rzeczywistym. Pozwoliło to, bez potrzeby

wykonywania żadnych modyfikacji, na

uruchamianie 16-bitowych systemów

operacyjnych i aplikacji. Działały one zupełnie

przyzwoicie i o wiele szybciej niż w przypadku

poprzedniego procesora, wykorzystując tylko

16-bitowe instrukcje i mając dostęp do tego

samego obszaru pamięci o pojemności 1 MB.

Tryb chroniony (32-bitowy)

c.d.

Procesor Itanium oferuje nową architekturę

64-bitową

, chociaż można również

uruchomić istniejące aplikacje

32-bitowe

Aby jednak w pełni wykorzystać jego

możliwości, konieczne jest stworzenie 64-

bitowego systemu operacyjnego i aplikacji.

Firma Microsoft opracowała

64-bitową

wersję systemu Windows XP

, natomiast

kilka innych producentów stworzyło

64-

bitowe

aplikacje sieciowe przeznaczone dla

stacji roboczych.

Wirtualny tryb rzeczywisty

Kluczem do zgodności wstecz 32-

bitowego środowiska Windows jest

trzeci tryb pracy procesora

wirtualny tryb rzeczywisty

(ang.

virtual real mode)

Wirtualny tryb rzeczywisty

c.d.

Wirtualny tryb rzeczywisty

właściwie jest

trybem wirtualnym środowiska

16-bitowego

działającego w

32-bitowym

trybie chronionym.

Po uruchomieniu w systemie Windows sesji DOS

jest wykorzystywany wirtualny tryb rzeczywisty.

Dzięki wielozadaniowości oferowanej przez tryb

chroniony właściwie możliwe jest uruchomienie

kilku sesji w trybie rzeczywistym, w których

działają programy na zasadzie pracy w

wirtualnych komputerach. Programy te mogą

działać jednocześnie, nawet gdy są

uruchomione aplikacje 32-bitowe.

Wirtualny tryb rzeczywisty

c.d.

Należy zauważyć, że dowolny program działający

w wirtualnym trybie rzeczywistym ma dostęp

tylko do

1 MB pamięci

, co spowoduje, że

będzie "przekonany o tym", że jest to pierwszy i

jedyny megabajt pamięci dostępnej w systemie.

Inaczej mówiąc, jeśli aplikacja napisana dla

systemu DOS zostanie uruchomiona w

wirtualnym trybie rzeczywistym, będzie miała

do dyspozycji tylko 640 kB. Takie ograniczenia

wynika stąd, że w przypadku 16-bitowego

środowiska pracy jest dostępny tylko 1 MB

pamięci RAM, z czego

384 kB

jest

zarezerwowane dla samego systemu.

Wirtualny tryb rzeczywisty

c.d.

Wirtualny tryb rzeczywisty

jest

wykorzystywany w momencie

uruchomienia, w oknie sesji DOS,

16-

bitowego

programu stworzonego dla

systemu DOS lub Windows 3.x. Po

uruchomieniu takiego programu system

Windows

tworzy wirtualną maszynę

DOS

, która przejmuje jego obsługę.

Wirtualny tryb rzeczywisty

c.d.

Niektóre aplikacje 16-bitowe (dla systemu DOS i

Windows 3.x), działając w środowisku 32-

bitowym, nie zachowują się prawidłowo, co

oznacza, że wykonują one operacje, które nie są

obsługiwane nawet w wirtualnym trybie

rzeczywistym. W takich sytuacjach

rozwiązaniem jest przełączenie procesora

Pentium III w faktyczny tryb rzeczywisty poprzez

załadowanie systemu DOS z dyskietki startującej

lub, w przypadku systemu Windows 9x (z

wyjątkiem Me), poprzez przerwanie procesu

jego ładowania i nakazanie uruchomienia

zwykłej platformy DOS.

Wirtualny tryb rzeczywisty

c.d.

Istnieją również programy, które "poszerzają"

system DOS i udostępniają pamięć

rozszerzoną (powyżej 1 MB). Czasem są one

określane terminem

ekspandera systemu

DOS

(ang.

DOS extenders)

i zazwyczaj

stanowią część programów przeznaczonych

dla systemu DOS lub Windows 3.x. Protokół

opisujący proces przełączania systemu DOS

w tryb chroniony nosi nazwę

DPMI

(ang.

DOS protected mode interface).

Tryb rzeczywisty i chroniony

procesora

Procesor SO Aplikacja RAM

Tryb pracy

procesora

16-bit 16-bit 16-bit

1MB

rzeczywisty

32-bit 32-bit 32-bit

powyżej

1MB

64-bit 64-bit 64-bit

powyżej

1MB

Tryb rzeczywisty i chroniony

procesora

Procesor SO Aplikacja RAM

Tryb pracy

procesora

16-bit 16-bit 16-bit

1MB

rzeczywisty

32-bit 32-bit 32-bit

powyżej

1MB

chroniony

64-bit 64-bit 64-bit

powyżej

1MB

Tryb rzeczywisty i chroniony

procesora

Procesor SO Aplikacja RAM

Tryb pracy

procesora

16-bit 16-bit 16-bit

1MB

rzeczywisty

wirtualny

rzeczywisty

32-bit 32-bit 32-bit

powyżej

1MB

chroniony

64-bit 64-bit 64-bit

powyżej

1MB

Tryb rzeczywisty i chroniony

procesora

Procesor SO Aplikacja RAM

Tryb pracy

procesora

16-bit 16-bit 16-bit

1MB

rzeczywisty

+DPMI

wirtualny

powyżej

1MB

rzeczywisty

32-bit 32-bit 32-bit

powyżej

1MB

chroniony

64-bit 64-bit 64-bit

powyżej

1MB

Procesy, wątki, wielozadaniowość

Proces

- jedno z najbardziej

podstawowych pojęć w informatyce,

definiowane jako egzemplarz

wykonywanego

programu

; może istnieć

wiele różnych procesów wykonujących

ten sam program.

Procesy, wątki, wielozadaniowość

c.d.

W celu wykonania programu system

operacyjny przydziela procesowi

odpowiednie zasoby takie jak:



procesor,



pamięć,



dostęp do urządzeń wejścia-

wyjścia,



pliki.

Procesy, wątki, wielozadaniowość

c.d.

W skład procesu wchodzą:



kod programu,



licznik rozkazów,



stos,



sekcja danych.

Procesy, wątki, wielozadaniowość

c.d.

Za zarządzanie procesami odpowiada

jądro

systemu operacyjnego

, sposób ich obsługi

jest różny dla różnych systemów

operacyjnych. W systemie operacyjnym każdy

proces posiada

proces nadrzędny,

z kolei

każdy proces może, poprzez wywołanie funkcji

systemu operacyjnego, utworzyć swoje

procesy potomne

; w ten sposób tworzy się

swego rodzaju

drzewo procesów

. Każdy proces

otrzymuje od systemu operacyjnego odrębne

zasoby, w tym odrębną przestrzeń adresową,

listę otwartych plików, urządzeń itp.

Tworzenie procesów



Użytkownik za pomocą

powłoki

zleca

uruchomienie programu.



System operacyjny

tworzy przestrzeń

adresową dla procesu oraz strukturę opisującą

nowy proces w następujący sposób:



wypełnia strukturę opisującą proces,



kopiuje do przestrzeni adresowej procesu dane

i kod, zawarte w pliku wykonywalnym,



ustawia stan procesu na działający,



dołącza nowy proces do kolejki procesów

oczekujących na procesor (ustala jego

priorytet),



zwraca sterowanie do powłoki użytkownika.

Diagram stanów procesu

Nowy

Przyjęcie

Zakończony

Przerwanie Wyjście

Gotowy

Aktywny

Decyzja

Czekający

Obsłużenie zdarzenia
Oczekiwanie na zdarzenie

lub operacji WE/WY lub na
wykonanie operacji

WE/WY

Procesy, wątki, wielozadaniowość

c.d.

Wątek

(ang.

thread

) - jest innym

rodzajem

procesu

, wykonywanego

współbieżnie w obrębie jednego zadania

(

programu

). Różnica między zwykłym

procesem a wątkiem polega na

współdzieleniu przez wszystkie wątki

uruchomione w jednym zadaniu

przestrzeni adresowej oraz wszystkich

struktur systemowych (np. listy

otwartych plików, gniazd, itp.).

Procesy, wątki, wielozadaniowość

c.d.

Wielowątkowość

(ang.

multithreading

)

– cecha

systemu operacyjnego

, dzięki

której w ramach jednego

procesu

może

wykonywać kilka

wątków

lub jednostek

wykonawczych. Nowe wątki to kolejne ciągi

instrukcji wykonywane oddzielnie.

Wszystkie wątki tego samego procesu

współdzielą

kod programu

dane

W systemach nie obsługujących

wielowątkowości pojęcia procesu i wątku

utożsamiają się.

Procesy, wątki, wielozadaniowość

c.d.

Wielozadaniowość

– cecha

systemu operacyjnego

umożliwiająca

mu równoczesne wykonywanie więcej

niż jednego

procesu

Zwykle za poprawną realizację

wielozadaniowości odpowiedzialne jest

jądro systemu operacyjnego

Procesy, wątki, wielozadaniowość

c.d.

Systemami wielozadaniowymi są np.:



Mac OS

i jego następca

Mac OS X



OS/2



SkyOS



systemy z rodziny

Uniksów

(np.

GNU/Linux



systemy z rodziny

Microsoft Windows

(np.

Microsoft Windows XP

);

nie są nimi natomiast np.:



DOS

(może być więcej niż jeden proces, ale

tylko jeden będzie wykonywany),

Schematyczna budowa systemu

komputerowego

Sprzęt

Sterowniki

Jądro

Powłoka

Jądro systemu WINDOWS

Trudno jest stwierdzić

jednoznacznie co należy

do systemu operacyjnego,

a co już nie. Jeśli już coś

do niego należy, to jest to

jego

jądro

(ang.

kernel

). Jądrem

nazywamy kluczowy dla

działania systemu zbiór

funkcji. To właśnie jądro

wykonuje wszystkie

zadania, które ustaliliśmy

wcześniej

Jądro systemu WINDOWS c.d.

Przyjęto podział na trzy główne elementy

budowy systemu operacyjnego:



jądro

systemu wykonujące i

kontrolujące wykonywane zadania.



powłoka

– specjalny program

komunikujący użytkownika z systemem

operacyjnym,



system plików

– sposób zapisu

struktury danych na nośniku.

Jądro systemu WINDOWS c.d.

Jądro składa się z następujących elementów

funkcjonalnych:



planisty

czasu procesora, ustalającego które

zadanie i jak długo będzie wykonywane,



przełącznika zadań

, odpowiedzialnego za

przełączanie pomiędzy uruchomionymi

zadaniami,



Dodatkowo:



modułu zapewniającego synchronizacje i

komunikację pomiędzy zadaniami,



modułu obsługi przerwań i zarządzania

urządzeniami,



modułu obsługi pamięci, zapewniającego

przydział i ochronę pamięci.



innych zależnie od funkcji i przeznaczenia

systemu.

Jądro systemu WINDOWS c.d.

Kernel: serce systemu

Zadaniem jądra jest sterowanie działaniem

systemu operacyjnego. Dlatego jego jakość

w znaczący sposób wpływa na sprawność

działania całego peceta. To właśnie jądro

utrzymuje wszystko w ruchu, ponieważ

zawiera sterowniki sprzętu umożliwiające

komunikację z urządzeniami zewnętrznymi

oraz moduły zarządzające komponentami

komputera, takimi jak pamięć operacyjna,

procesor czy dysk twardy.

Jądro systemu WINDOWS c.d.

Pozostałe zadania jadra systemu:



Dba o bezpieczne działanie systemu,

śledząc wszystkie uruchomione procesy.



Nadaje też uruchomionym programom

prawo do korzystania z urządzeń

sprzętowych przez określony czas.



Organizuje zasoby dla zachowania

stabilności systemu, obejmujące funkcje,

z których korzystamy na co dzień, m.in.

zarządzanie systemem plików.

Jądro systemu WINDOWS c.d.

Od czasu wprowadzenia linii systemów NT w

architekturze Windows istnieje podział na:



tryb użytkownika

- działa właściwie

wszystko, co widzimy, korzystając z

komputera. Dojścia sięgające bardziej w

głąb systemu są kierowane przez

odpowiedni interfejs programowy, np.

Win32 API korzystający z bibliotek

systemowych DLL.



tryb jądra

– działa w tle, a użytkownik

dowiaduje się o jego istnieniu tylko wtedy,

kiedy pojawia się poważny problem.

Jądro systemu WINDOWS c.d.

Centralną pozycję w systemie Windows

zajmuje plik „

ntoskrnl.exe

”. Aby obsłużyć

tryb jądra i tryb użytkownika, funkcjonuje

on dwutorowo, obejmując warstwę jądra i

tzw. egzekutor.

Warstwa jądra

łączy

tryb użytkownika

tryb

jądra

, a jej głównym zadaniem jest

przydzielanie poszczególnym programom i

procesom określonej ilości czasu procesora.

Egzekutor

z kolei obejmuje zakresem

działania usługi systemowe, np. Plug&Play.

Jądro systemu WINDOWS c.d.

Najgłębiej w systemie znajduje się tzw.

abstrakcyjna warstwa sprzętowa

(

HAL

: Hardware Abstraction Layer).

Jest to zwiazane z tym, że architektury

poszczególnych pecetów bardzo się

różnią. Jednak za sprawą HAL od strony

jądra wszystkie wyglądają tak samo.

Dzięki temu kernel może przydzielać czas

procesora niezależnie od tego, czy dany

układ ma dwa rdzenie i został

wyprodukowany przez AMD, czy też jest

czterordzeniowy i pochodzi od Intela.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS

Czym jest pamięć wirtualna i jak działa?

32-bitowa architektura naszych komputerów pozwala

zaadresować do 4 GB pamięci operacyjnej. Niestety w

rzeczywistości mają one znacznie mniej pamięci RAM

i co gorsze o wiele mniej niż potrzebują. Brakująca

pamięć RAM została zatem rozszerzona o dodatkową

przestrzeń na dysku twardym, którą stanowi plik

stronicowania lub jak kto woli - plik wymiany.

Oba te elementy -

pamięć RAM

plik stronico-

wania

(

pagefile.sys

) tworzą przestrzeń adre-

sową nazywaną właśnie

pamięcią

wirtualną

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

W systemie Windows XP tylko jądro

systemu operuje bezpośrednio na pamięci

RAM. Wszystkie inne procesy i aplikacje

korzystają w mniejszym lub większym

stopniu z pośrednictwa pamięci wirtualnej.

W pamięci RAM przechowywane są dane

pozostające aktualnie w użyciu. Jeśli w

pamięci RAM nie ma już miejsca, system

przerzuca do pliku stronicowania wszystko

to, co w danej chwili nie jest konieczne.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Wyraźnym sygnałem

sugerującym, że

pamięci może być za

mało będzie natomiast

wyraźne spowolnienie

pracy systemu. Warto

wtedy zajrzeć do

Menadżera zadań,

który dostarczy

niezbędnych

informacji o zasobach

RAM i ich

wykorzystaniu.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Poszukiwaną

informację znajdziemy

w polu "Pamięć

zadeklarowana".

Jeżeli w polu "Razem",

całkowita ilość pamięci

będąca aktualnie w

użyciu, systematycznie

przewyższa zasoby

zainstalowanej

pamięci RAM to

wskazane jest dodanie

pamięci.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Wyeliminowanie pliku stronicowania, nawet

przy największych zasobach RAM, nie

wyłącza mechanizmu pamięci wirtualnej, a

system nie przechodzi do adresowania

wyłącznie w zakresie obszaru pamięci RAM.

W związku z tym powinniśmy pójść w

kierunku ograniczenia jej zużycia. Można to

osiągnąć poprzez optymalizację usług

domyślnie oferowanych przez Windows XP

oraz redukcję innych procesów pracujących

w tle.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Windows XP domyślnie uruchamia w tle liczne

usługi. Wśród ich znajdują się jednak i takie,

które nigdy nie będą wykorzystane. Mimo to

są uruchamiane, niepotrzebnie pochłaniają

zasoby procesora i pamięci operacyjnej.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Aby skutecznie wyłączyć usługę musimy wejść

przez Panel sterowania do Narzędzi

Administracyjnych, a stąd na Usługi. Jeżeli

uaktywnimy zakładkę Rozszerzony, to po

kliknięciu na wybraną usługę otrzymamy dość

szeroką informację o jej przeznaczeniu i

ewentualnych skutkach wyłączenia.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Lokalizacja pliku stronicowania i jego

rozmiary

Zdecydowana większość komputerów

domowych pracuje na platformie jedno-

dyskowej.

W takiej sytuacji plik stronicowania powinien

znajdować się na partycji systemowej, gdzie

domyślnie jest zlokalizowany. Dzięki temu,

najczęściej wykorzystywane pliki systemowe i

plik wymiany znajdują się blisko siebie, a

długość skoków głowicy ulega znacznemu

skróceniu.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Użytkownicy komputerów z więcej niż jednym dyskiem

twardym mogą skorzystać ze swoich możliwości

sprzętowych i rozłożyć operacje wejścia/wyjścia,

generowane wymianą danych między plikiem

stronicowania a pamięcią RAM, przez umieszczenie

pliku stronicowania na drugim dysku.

Podejmując taką decyzję trzeba jednak spełnić dwa

warunki:



plik stronicowania powinien być umieszczony na

najszybszym urządzeniu, a zatem drugi dysk twardy

(lub kolejne) nie mogą być wolniejsze od

systemowego



na dysku systemowym należy pozostawić plik

stronicowania o rozmiarze minimalnym około 2 MB dla

uniknięcia ewentualnych problemów ze stabilnością

systemu

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Własna wielkość pliku stronicowania

Jeżeli chodzi o wielkość pliku stronicowania,

dobrze jest samemu określić wielkość tego

pliku. Pomocnym narzędziem będzie

Menadżer zadań, który pozwoli nam

określić maksymalne zapotrzebowanie

pamięci, z jaką mamy do czynienia.

Zwiększając ją o 10 - 15% ustalamy

wartość początkową. Wartość maksymalna

powinna być w przybliżeniu nawet

dwukrotnie większa.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Aby określić

własną

wielkość pliku

stronicowania

należy z menu

"Mój

komputer"

wybrać -

"Właściwości".

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

W domyślnych ustawieniach parametry

pamięci wirtualnej, poza przypadkami

omówionymi wyżej, są dobrane w miarę

optymalnie. Opcje ustawień pozwalają

jednak na dokonanie pewnych modyfikacji,

a zatem wypadałoby odpowiedzieć na

pytanie:

Czy warto?

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Przydzielanie zasobów

Na zakładce "Zaawansowane" w polu "Użycie

pamięci" można zdefiniować, w jaki sposób system

ma przydzielić zasoby pamięci operacyjnej.

Wykorzystanie pamięci w systemie

WINDOWS c.d.

Zmiana domyślnych ustawień bardzo często

pojawia się jako porada na zwiększenie

szybkości działania systemu. Niestety w

warunkach domowych zmiana tej wartości

wywołuje bardzo niekorzystny efekt. Należy

pamiętać, że nasz komputer pracuje wtedy jako

stacja robocza. Przy zaznaczeniu opcji "

Bufor

systemu

" zostanie przydzielone procesom

systemowym aż

80%

pamięci operacyjnej,

natomiast aplikacje z którymi pracujemy

dostana tylko

20%.

Trudno w takim przypadku

mówić o zwiększeniu szybkości pracy, a

ustawienie to ma sens tylko wówczas gdy nasz

komputer pracuje jako serwer.

Architektura systemu Windows

Koniec

Bibliografia:

http://www.komputery-pc.info

http://pl.wikipedia.org/wiki/DPMI

http://

www.chip.pl

artykuly

Opr. Wiesław Mrozek

Document Outline