3. Управление памятью в Windows

В Windows 9x и Windows 2000 каждый процесс имеет свое адресное пространство до 4 Гб памяти (виртуальное адресное пространство). Физическая память ограничена системными ресурсами : ОЗУ и дисковым пространством . Windows выделяет приложению 2 Гб памяти, а остальные 2 Гб резервируются для нужд ядра. Если объем ОЗУ меньше, чем 4 Гб , то Windows использует механизм виртуальной памяти : когда объем ОЗУ будет исчерпан, часть содержимого физической памяти переносится на жесткий диск. Этот механизм называется подкачкой.

Для каждого процесса ядро поддерживает таблицу страниц – структуру, позволяющую преобразовать виртуальные адреса в физические. Виртуальная память Windows использует механизм отображения области физической памяти на любую область 32-разрядных адресов для того, чтобы любая программа как бы обладала своим собственным физическим ОЗУ.

Каждая программа имеет собственное виртуальное адресное пространство , которое диспетчер виртуальной памяти преобразует в адреса физического ОЗУ или в файлы на жестком диске. Физическое и виртуальное (логическое) адресное пространство каждого процесса разделено на страницы – кванты памяти, размер которых зависит от компьютера. Ядро может перемещать страницы памяти в страничный файл на диске и обратно. Когда страница перемещается в физическую память, ядро обновляет таблицу страниц соответствующего процесса. Когда ядру требуется место в физической памяти, оно вытесняет самые старые страницы физической памяти в страничный файл. Все это происходит незаметно для приложения.

4. Выполнение приложений

Windows 9x и Windows NT выполняют приложения по –разному, особенно 16-разрядные.

Механизм сообщений Windows используется для управления приложениями. Сообщение генерируется всякий раз, когда происходит событие, например, перемещение мыши. Сообщения помещаются в очередь сообщений. Активное приложение постоянно просматривает свою очередь и извлекает из нее поступившие сообщения.

Обмен сообщениями в Windows основан на том, что у каждого приложения своя очередь сообщений, т.е. каждый поток имеет собственную очередь сообщений и не влияет на поведение других работающих приложений. Если одно из приложений разрушится, то остальные будут выполняться на основе вытесняющей многозадачности. 16-разрядные приложения используют общую очередь сообщений и в случае сбоя, пока проблема не будет решена, остальные приложения не получат доступа к очереди. Windows NT выполняет приложение в рамках виртуальной машины (ВМ). Фактически ВМ – среда для выполнения приложения, которая эмулирует все ресурсы компьютера. Для приложения ВМ – полноценный компьютер. Каждая виртуальная машина включает в себя следующие компоненты:

- карту памяти, определяющую объем виртуальной памяти , доступный этой виртуальной машине ;

- контекст выполнения , определяемый состоянием регистров виртуальной машины ;

- набор ресурсов , доступных приложению .

Основные достоинства виртуальной машины Windows:

- виртуальная память , выделенная отдельной ВМ , изолирована от виртуальной памяти , выделенной другой ВМ ;

- средства защиты памяти и портов ввода -вывода позволяют защитить каждое из входящих в систему устройств .

Драйвер устройства – программный компонент , получающий команды из ОС и преобразующий их в команды конкретным устройствам . Часто драйверы разрабатываются производителем устройства . Драйверы позволяют разрабатывать аппаратно независимые приложения . Компоненты , для которых используются драйверы :

• дисплеи ;

• звуковые карты ;

• устройства связи ;

• принтеры ;

• сетевые адаптеры .

Драйвер может принадлежать к одной из групп : защищенного режима и реального режима .

Драйверы реального режима созданы для работы в реальном режиме ОС MS-DOS. Они не так безопасны и устойчивы , как драйверы защищенного режима . Драйвер защищенного режима (виртуальный драйвер) обеспечивает быстрый разделяемый доступ к устройству. Код защищенного режима выполняется более эффективно. Windows 9x поддерживает оба типа драйверов , а Windows NT только драйверы защищенного режима .