🗊Презентация Процессы и задачи. Операционные системы. Лекция 2

Операционные системы Лекция 2 Процессы и задачи

Однозадачный режим в MS DOS Однозадачный режим Монопольное использование ресурсов компьютера Возможно прямое обращение к аппаратуре Два вида исполняемых файлов COM – все сегментные регистры равны, объем программы 64K EXE – сегментные регистры содержат разные значения, объем памяти ограничен 640K

Система прерываний

Аппаратные прерывания

Прерывания

Обработка прерывания в контексте текущей задачи

Обработка прерывания с переключением на новую задачу

Блок состояния задачи TSS

Борьба с нехваткой памяти Оверлейные программы Использование EMS памяти Использование XMS памяти Использование DOS Extender’ов (расширителей) DOS Extender – мини ОС, запускаемая до старта основной программы. Как правило, реализует только функции управления памятью, остальные задачи перепоручаются DOS. Пример 16-разрядного DOS-расширителя – RTM.EXE – реализует DPMI (DOS Protected Mode Interface), использовался в компиляторе Borland Pascal. Пример 32-разрядных расширителей – GO32, DOS4GW. Многие игровые программы (DOOM) использовали их. Системы Windows сами могут выступать в роли расширителей DOS.

Программный интерфейс DOS-программ

Структура оконных приложений

Оконная функция

Механизм сообщений

Программный интерфейс Windows

Виды многозадачности Однозадачность (с элементами многозадачности в виде резидентных программ) – DOS Согласованная многозадачность (добровольная) – Win16 Вытесняющая многозадачность (принудительная) – OS/2, UNIX, Win32 Наличие системы приоритетов Динамическое квантование

Архитектура ОС Windows 3.1

Архитектура ОС Windows 95/98/Me

Архитектура ОС Windows NT/2000/XP

Квантование времени

Классы приоритетов

Граф состояния задачи

Мониторинг использования режимов ОС

Синхронизация задач Критическая секция – в один момент может выполняться только одна критическая секция с заданным идентификатором. Две нити не могут выполнять одну и туже критическую секцию. Событие – многие объекты имеют состояние отмечен/не отмечен. Например, файлы, задачи и собственно события. Несколько нитей могут ожидать одно событие. Мютекс – взаимоисключающее событие. Несколько нитей могут ждать мьютекс, но управление получит только одна, другим придется ждать дальше. Семафор – имеет заданное начальное целое значение, уменьшающееся тогда, когда нить его использует. Когда значение семафора становится равным нулю, то нить, которая желает получить семафор должна его ждать.

Синхронизация задач

Ожидание завершения задачи

Типы задач в Win32 GUI-приложение. Оконное приложение, которое может получать сообщения. Окно может быть и невидимым, но все равно, оно может получать сообщения. Консольное приложение – не создает графического окна и не получает сообщения. Использует консольный ввод/вывод в текстовом режиме, может использовать мышь. Может обращаться ко многим функциям Win32, в том числе и связанным с многозадачностью. Консольное приложение – совсем не тоже самое, что приложение MS DOS. В Win16 консольных приложений нет. Сервисные приложения – особый вид консольных приложений. Организуют специальную функцию, которая может обрабатывать команды, посылаемые приложением, использующий данный сервис. Многие драйверы являются сервисными процессами. Драйверы – приложения, создающие интерфейс к устройствам. Могут быть сервисами в сочетании с DLL-библиотеками.

Реализация множественных прикладных сред в Windows NT

Статическая компоновка

Динамическая компоновка

Динамически подключаемые библиотеки Библиотека функций, загружаемая по требованию, либо автоматически, либо программа явным образом загружает ее с помощью функции LoadLibrary. В случае автоматической загрузки ПЕРЕД выполнением этой программы Windows будет искать библиотеку в следующем порядке в каталоге, содержащим исполняемый файл текущем каталоге процесса в системном каталоге Windows каталоге Windows каталогах, указанных в PATH Большинство модулей Windows представляет собой DLL, например krnl386.exe, gdi.exe, user.exe, ole2.dll, commdlg.dll. Формат DLL имеют все программы, шрифты и прочие ресурсы. В каталоге WINNT\SYSTEM32 может находиться более 1000 dll.

Явное использование DLL int WINAPI WinMain(HINSTANCE,HINSTANCE,LPSTR,int) { HINSTANCE hDll; // дескриптор библиотеки FARPROC MyProcAddr; // адрес функции библиотеки if (hDll = LoadLibrary("dll.dll"))//ненулевое значение в случае успеха { if (MyProcAddr = GetProcAddress(hDll,(LPSTR) 1 )) // 1 - номер экспортируемой функции (MyProcAddr)(); // вызов DLL, параметры - проверяйте сами!!! else MessageBox(NULL,"Не смогла найти функцию в DLL", "Error in DLL-loading",MB_OK); FreeLibrary(hDll); // освобождение библиотеки } else MessageBox(NULL,"Не смогла найти DLL","Error in DLL-loading",MB_OK); return 0; }

Службы в Win32

Обмен данных между задачами Обмен через Clipboard – инициируется пользователем. DDE – «традиционный» способ обмена данными, появился еще в 16-разрядных версиях Windows. Пример: приложение создает иконку на рабочем столе или передает данные в Excel таблицу. OLE ­– более сложный способ обмена данными, в основном связанный с представлением документов. Пример: вставка рисунка, формулы в документ Word. Был реализован еще в Win 3.1 Обмен данными через файлы, отображаемые в память Передача данных через сообщения. Передача данных через именованные и анонимные каналы Передача данных через Mailslot Через сетевой сокет

DDE сервер

DDE сервер

DDE клиент

DDE клиент

Каналы

Каналы

Отображение файлов в память С помощью соответсвующей функции программного интерфейса, приложение Microsoft Windows NT может выбрать любой фрагмент большого файла для отображения в адресное пространство. Поэтому, несмотря на ограничение адресного пространства величиной 2 Гбайт, вы можете отображать (по частям) в это пространство файлы любой длины, возможной в Microsoft Windows NT. В простейшем случае при работе с относительно небольшими файлами вы можете выбрать в адресном пространстве фрагмент подходящего размера и отобразить его на начало файла.

Передача данных через сообщение

Передача данных через буфер обмена

Обмен данными через сетевой сокет