Управление памятью.

Ранние версии OS/2 были ориентированы на сегментную модель виртуальной памяти. OS/2 Warp обеспечивает для процесса плоскую модель памяти, хотя поддерживает также и API старой, сегментной модели. Структура виртуального адресного пространства процесса OS/2 показана на изображении 11.

Изображение 11 - Адресное пространство процесса OS/2.

Качественно структура адресного пространства процесса - такая же, как и в Windows 95. В последних релизах OS/2 Warp Server for e-business граница частного адресного пространства процесса может быть поднята до 3 Гбайт. Плоская модель памяти обеспечивается теми же средствами, что и в Windows 95: единственный сегмент для процесса и использование каталога страниц. Однако, в OS/2 на одни и те же таблицы страниц второго уровня указывают только элементы страничных каталогов, относящихся к адресному пространству выше 3 Гбайт. Поэтому объекты, совместно используемые несколькими процессами, имеют разные виртуальные адреса для разных процессов.

Динамическая компоновка во время загрузки является важным компонентом системы, и большинство системных модулей оформлены в виде библиотек динамической компоновки - DLL. Имеется также возможность компоновки во время выполнения - в этом случае требуемый модуль DLL должен быть явным образом загружен программой и определены адреса его входных точек, для чего имеется соответствующий API.

Устройства и файловая система.

Драйверы устройств имеют "классическую" двухуровневую структуру и устанавливаются при загрузке системы. Драйверы выполняются на уровне защиты 2 процессора Imtel/Pemtium, что дает им возможность выполнять команды ввода-вывода, но не другие привилегированные команды. Выполнение низкоуровневых системных функций (например, управление реальной памятью) обеспечивается для драйверов системным сервисом - внутренним вызовом DosHepl.

Подобно Windows 95, OS/2 обеспечивает инсталлируруемые файловые системы. Только файловая система FAT-16 поддерживается ядром ОС. Сетевая файловая система и CDFS поддерживаются через механизм инсталлируемой файловой системы. Основная же инсталлируемая файловая система OS/2 - HPFS.

HPFS - Hight Performance File System (высокопроизводительная файловая система) - разработана совместно фирмами IBM и Microsoft в период их совместной работы над OS/2 версии 1.2. HPFS была призвана прежде всего заменить FAT MS DOS и отличается от последней высокой эффективностью в управлении жесткими дисками большого объема и поддержкой длинных (до 255 символов имен файлов). Структура тома в HPFS показана на изображении 12.а. Начальная часть диска (16 блоков) резервируется под блок загрузки и загрузочную информацию, суперблок, запасной блок (копию суперблока) и т.д. Корневой каталог HPFS расположен в логической середине диска, чтобы минимизировать перемещение головок. Эти системные структуры используются для загрузки ОС, поддержки работы файловой системы и восстановления. Распределяемое дисковое пространство разбивается на, так называемые, полосы размером по 8 Мбайт каждая. Каждой полосе соответствует битовая карта размером 2 Кбайт. Один элемент битовой карты соответствует одному 512-байтному блоку (сектору) полосы и отражает его состояние (занят/свободен). Битовые карты поочередно размещаются в начале и в конце каждой полосы, таким образом, две смежные полосы образуют непрерывный участок дискового пространства размером около 16 Мбайт. Файловая система планирует размещение новых файлов на диске по возможности в непрерывном участке дискового пространства. Кроме того, за концом нового файла оставляется свободный участок "на вырост", что дает файлу возможность в будущем расширяться, не теряя непрерывности в размещении.

а). структура тома HPFS

б). элемент каталога HPFS

Изображение 12 - Файловая система HPFS

Организация файлов и каталогов в HPFS включает в себя две структуры, показанные на изображении 12.б: элемент каталога (DIRBLK) и дескриптор файла или каталога (Fnode). В суперблоке содержится указатель на дескриптор корневого каталога. Каталог состоит из элементов каталога, которые организованы в сбалансированное двоичное дерево, упорядоченное для поиска по имени файла/каталога. В элементе каталога содержится указатель на дескриптор файла/каталога. Основное содержание дескриптора - план размещения файла. Как отмечалось выше, файловая система стремится разместить весь файл в одном экстенте, но не гарантирует такого размещения. Файлы, характеризующиеся значительной изменчивостью, могут занимать большое число экстентов. Элемент плана размещения состоит из начального адреса экстента и его длины. Описания 8 экстентов могут быть размещены непосредственно в дескрипторе. Если же файл состоит из большего числа экстентов, план его размещения структурируется в B-дерево с корневым узлом в дескрипторе.

Для повышения производительности HPFS использует кеширование данных при записи на диск и отложенную запись

Новая версия этой файловой системы - HPFS386 оптимизирована для работы с новыми поколениями процессоров Intel/Pentium и большими дисковыми системами. Она отличается тем, что значительная часть драйвера файловой системы работает на уровне защиты 0. В ней значительно увеличены размеры кешей, сняты некоторые ограничения, повышена надежность (поддерживается технология RAID-1). HPFS386 интегрируется с IBM LAN Server и обеспечивает хранение списков контроля доступа в файловой системе.