Lekcja 29.11.2011r.

Temat: Architektura systemu Windows.

Architektura systemu operacyjnego określa sposób jego funkcjonowania.

1. Pamięć wirtualna. Składa się z: pliku wymiany( plik stronicowania) i zainstalowanej fizycznej pamięć RAM

- plik stronicowania jest używany przez system Windows do przechowywania części plików programów i danych, które są zbyt duże i nie mogą być umieszczane w całości w pamięci RAM.

- defragmentacja pliku wymiany; podczas użytkowania systemu operacyjnego ciągłość pliku wymiany zostaje zatracona, plik zostaje sfragmentowany, co powoduje spadek wydajności komputera. Należy zdefragmentować plik wymiany.

• Kroki defragmentacji pliku wymiany:

1. W przypadku jednej partycji, wyłączenie pliku wymiany lub przenosimy plik na drugą partycje, natomiast

2. Restartujemy komputer

3. Po uruchomieniu defragmentujemy dysk systemowy

4. Uaktywniamy plik wymiany na dysku systemowym i restartujemy komputer

- najlepiej ustawiać samodzielnie, ponieważ zautomatyzowana funkcja Windowsa powoduje, że po pewnym czasie dane na dysku ulegają fragmentacji.

1. Tryby pracy procesora:

1. Wirtualny

2. Rzeczywisty – wykorzystywany w systemach typu DOS i programach typu DOS, nie wspierał on procesów wielozadaniowych, w trybie tym wykorzystywana jest 1MB przestrzeń adresowa, natomiast adres logiczny składa się z dwóch liczb 16-bitowych.

3. Chroniony – tryb, w którym udostępnione są pełne możliwości procesora:

- ochrona pamięci poprzez jej segmentację i stronicowanie

- możliwość blokowania dostępu do portów oraz ustawiania priorytetów

- wielowątkowość

Lekcja 06.12.2011r.

Temat: Procesy, wątki, wielozadaniowość.

1. Proces – jedno z najbardziej podstawowych pojęć w informatyce, definiowane, jako egzemplarz wykonywanego programu, jednak każdy nowo powstały proces otrzymuje unikalny numer, który go jednoznacznie identyfikuje, tzw. nr PID

2. Na proces składa się:

1. Prywatna, wirtualna przestrzeń adresowa – zbiór adresów pamięci wirtualnej do dyspozycji procesu

2. Program wykonywalny – zmapowany w pamięci kod i dane początkowe

3. Lista wskaźników itp. do różnych zasobów takich jak semafory, porty komunikacyjne, pliki, dostępne dla wszystkich wątków w procesie

4. Znacznik dostępu – struktura zawierająca security ID, listę grup, jakich członkiem jest dany użytkownik, przywileje. Znacznik dostępu jest dziedziczony po procesie-rodzicu

5. Unikatowego identyfikatora procesu

6. Przynajmniej jednego wątku wykonawczego

7. Wskaźnik do procesu nadrzędnego

1. Wątek – jednostka wykonawcza w obrębie jednego procesu, będąca kolejnym ciągiem instrukcji wykonywanych w obrębie tych samych danych

2. Wątek zawiera:

1. Stan rejestrów procesora

2. Dwa stosy: jeden wykorzystywany w kernel mode a jeden w user mode

3. Prywatny obszar przechowywania TLS do wykorzystania przez różne podsystemy, biblioteki uruchomieniowe, biblioteki dynamiczne

4. Unikatowy identyfikator wątku

5. Czasem dodatkowo kontekst bezpieczeństwa – dodatkowe dane do wykorzystania w wielowątkowych aplikacjach uruchamianych na serwerach

1. Wielozadaniowość – (wieloprocesowość) to cecha jądra systemu operacyjnego umożliwiająca jednoczesne wykonanie więcej niż jednego procesu. Za wielozadaniowość odpowiada scheduler, algorytm ten kolejkuje procesy w zależności od ich priorytetu. W takim systemie każdy proces jest wykorzystywany przez pewien odcinek czasu po czym następuje przerwanie jego pracy przez scheduler do momentu, gdy zostanie mu ponownie przydzielony czas procesora

Lekcja 06.12.2011r.

Temat: Manager maszyn wirtualnych (WOW).

1. Maszyna wirtualna to środowiskowa w pamięci wyglądające z punktu widzenia aplikacji, jako samodzielny komputer

2. Manager maszyn wirtualnych w systemie Windows zajmuje się tworzeniem i utrzymywaniem maszyn wirtualnych, jest odpowiedzialny za świadczenie trzech podstawowych usług:

1. Stronicowanie pamięci

2. Szeregowanie procesów

3. Obsługiwanie aplikacji wymagających wyłącznego dostępu do zasobów systemowych

1. Jądro systemu operacyjnego – to podstawowa część systemu operacyjnego, zajmuje się ono nadzorowaniem komunikacji wszystkich elementów systemu, zapewnia usługi systemowe, takie jak: zarządzanie urządzeniami i pamięcią, przydzielanie czasu procesora procesom, oraz obsługę błędów

Etapy uruchamiania systemu operacyjnego (od biosu po zalogowanie się)

Lekcja 13.12.2011r.

Temat: Etapy uruchamiania systemu operacyjnego.

1. Etapy uruchamiania systemu:

1. POST (test wewnętrzny po włączeniu)

2. Wyjściowy proces uruchamiania.

3. Proces początkowego ładowania

4. Wykrywanie sprzętu.

5. Ładowanie jądra.

6. Logowanie w systemie operacyjnym.

7. ARC

1. Po włączeniu komputera rozpoczyna się proces uruchomiania.

1. Test POST jest przeprowadzany w kilku fazach. Faza pierwsza to sprawdzenie obecności prawidłowości działania układów niezbędnych do działania komputera. Na tym etapie nie jest dostępna jeszcze żadna karta rozszerzeń i błędy są komunikowane przez miniaturowy głośnik (ang. PC speaker) umieszczony w obudowie jednostki systemowej.

2. W pierwszej kolejności jest testowana poprawność pracy procesora, później pamięci RAM i następnie karty graficznej. Niepomyślny wynik POSTu skutkuje serią odgłosów wydanych przez głośnik. Odgłosy te, a dokładniej ich ilość i czas trwania są kodem błędu. Korzystając z instrukcji obsługi możemy ustalić, co jest przyczyną problemów.

3. Kolejny etap testu POST wykonywany już po zainicjowaniu większości podzespołów składa się z testu pamięci RAM oraz testu dysków twardych. Gdy test POST zostanie zakończony i nie zostaną znalezione żadne błędy komputer wyda pojedynczy pisk (ang. beep) (rzadziej dwa) i rozpocznie procedurę uruchamiania systemu operacyjnego.

4. Po zakończeniu testu POST system BIOS próbuje uruchomić system operacyjny. BIOS (akronim ang. Basic Input/Output to System – inaczej podstawowe procedury wejścia-wyjścia) zapisany w pamięci stałej, inny dla każdego typu płyty głównej komputera. Zestaw podstawowych procedur pośredniczących pomiędzy systemem operacyjnym a sprzętem.

5. BIOS systemu odczytuje główny rekord rozruchowy (MBR)- pierwszy sektor głównego dysku twardego i przekazuje kontrolę kodowi w MBR, który utworzony został przez Instalatora Windows XP. W tym momencie Windows przejmuje kontrolę nad rozruchem. Po odnalezieniu aktywnej partycji dysku twardego BIOS przeczyta zapis MBR i załaduje go do pamięci. Następnie MBR odczyta informacje o partycji systemowej z tabeli partycji, załaduje do pamięci sektor 0 partycji systemowej i uruchomi ten sektor.

6. Partycja systemowa musi znajdować się na pierwszym fizycznym dysku i musi zawierać pliki:

• Ntldr Katalog główny dysku startowego

• Boot.ini Katalog główny dysku startowego

• Bootsect.dos Katalog główny dysku startowego (w przypadku konfiguracji z kilkoma systemami)

• Ntdetect.com Katalog główny dysku startowego

• Ntbootdd.sys Katalog główny dysku

• startowego (dla SCSI i niektórych dużych napędów IDE)

• Ntoskrnl.exe %SystemRoot%\System32

• Hal.dll %SystemRoot%\System32

• Sterowniki urządzeń %SystemRoot%\System32\Drivers

• Cdldr Katalog główny dysku startowego

1. Po załadowaniu do pamięci sektora startowego 0 sektor startowy partycji jest zależny od systemu operacyjnego oraz od systemu plikowego. Sektor startowy partycji Windows wykonuje następujące zadania:

• Odczytanie systemu plikowego w celu odnalezienia programu początkowego ładowania.

• Załadowanie tego programu do pamięci.

• Uruchomienie programu początkowego ładowania.

Ważne:

Jeśli w nazwie ścieżki w Boot.ini zastosowano składnię SCSI (Small Computer System Interface), to plik Ntbootdd.sys musi znajdować się w folderze głównym partycji systemowej. Partycja startowa może znajdować się w tej samej partycji, co partycja systemowa, w innej partycji lub na innym dysku twardym.

1. Proces początkowego ładowania

• Ntldr ładuje pliki systemu operacyjnego z partycji startowej. W przypadku konfiguracji z kilkoma systemami uzytkownik proszony jest o wybór systemu operacyjnego.

• Ntldr kieruje procesem wyboru systemu operacyjnego i wykrywania sprzętu, zanim

• przekaŜe kontrolę jądru Windows. Ntldr musi znajdować się w folderze głównym dysku uruchamiającego.

• Ntldr wykonuje następujące zadania:

• Zmiana trybu pamięci procesora z trybu rzeczywistego (podobnego do CPU 8088 lub 8086) na tryb płaski 32-bitowy. Jest to konieczne, dlatego, że Ntldr jest programem 32-bitowym.

• Uruchomienie systemu plikowego NTFS, FAT16 lub FAT 32.

• Odczytanie pliku Boot.ini, który wyświetla wybrane opcje na ekranie programu początkowego ładowania. Jeśli wybrano system operacyjny inny niz Windows XP, to Ntldr załaduje plik Bootsect.dos i przekaże mu kontrolę w celu uruchomienia wybranego systemu. Jeśli wybrano Windows XP, to Ntldr uruchomi plik Ntdetect.com w celu zebrania informacji dotyczących sprzętu.

• Poproszenie użytkownika o wybór profilu sprzętu (o ile komputer posiada więcej niż jeden profil).

• Załadowanie pliku Ntoskrnl.exe i przekazanie mu informacji zebranych przez Ntdetect.com, po czym pojawia się ekran uruchamiania.

1. Następnie plik Ntdetect.com wykrywa sprzęt i przekazuje listę zainstalowanych komponentów sprzętowych plikowi Ntldr. Ntdetect.com wykrywa następujące komponenty.

• Identyfikator komputera

• Typ szyny/adaptera

• Adapter wideo

• Klawiatura

• Porty komunikacji

• Dyskietki

• Mysz lub inne urządzenia wskazujące

• Porty równoległe

1. W kolejnym etapie Ntldr ładuje do pamięci jądro i HAL, a następnie klucz rejestrowy

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM z folderu %SystemRoot%\system32\Config\System. Ntldr tworzy zestaw kontroli służący do inicjacji komputera. Stosowany jest domyślny zestaw kontroli.

1. Tryb awaryjny należy stosować w następujących sytuacjach:

• System Windows „zawiesił się”

• System działa niestabilnie

• Problemy z ustawieniem ekranu

• Komputer samoczynnie wyłącza się lub restartuje

• Bardzo często powtarzają się błędy systemowe

• Nie można uruchomić systemu po instalacji nowych sterowników, aktualizacji i innych aplikacji

[boot loader]

timeout=30 – czas oczekiwania

default – domyślny uruchamiany system

=multi(0) – określa kontroler dysków

disk(0)rdisk(0) – określa numer dysku, na którym znajduje się partycja rozruchowa

partition(1) – partycja, na której znajduje się system

/noexecute=optin – chroni przed przepełnieniem buforów

/fastdetect – wyłącza wykrywanie urządzeń podpiętych do portów

1. Profile sprzętowe – określają konfigurację komputera charakterystyczną dla zestawu urządzeń i usług, które mają być uruchomione w momencie startu systemu. Przy instalacji profil jest robiony automatycznie. W celu zmodyfikowania tego profilu należy skopiować istniejący i go zmodyfikować dla nowego profilu.

Profil sprzętowy wykorzystuje się w celu dostosowania ustawień sprzętowych w danym miejscu.

1. Folder autostart