Architektura systemu Windows

Architektura systemu Windows Uruchamianie systemu Windows Tryby pracy systemu Jądro systemu Windows Wykorzystanie pamięci w systemie Windows Koniec

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-bitowych 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 do 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 do 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 do 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 do 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 i 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.

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 i 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 i 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