1

Файловая сиcтема Windows

Файловая система характеризуется многоуровневой 32-разрядной архитектурой, поддерживающей несколько файловых систем. В файловой системе предусмотрено 32 слоя, из которых в настоящее время используются 12. Остальные зарезервированы для дальнейших нужд. Особенностями новой файловой системы являются поддержка длинных имен файлов и динамическое кэширование при операциях файлового и сетевого ввода/вывода.

Архитектура файловой системы представлена на рис. Состоит из следующих компонентов:

I - Диспетчер настраиваемой файловой системы IFSM (Installable File System Manager). Отвечает за распределение доступа к компонентам файловой системы, обеспечивает интерфейс с приложениями. Наивысший слой файловой системы.

II – Драйверный уровень файловой системы. Контролирует доступ к дискам на базе FAT, файловую систему CD-ROM и поддерживает переадресацию сетевых устройств.

III– Подсистема блочного ввода/вывода. Отвечает за взаимодействие

сфизическми дисковыми устройствами.

2

Драйверы файловой системы

Являются компонентами нулевого кольца кода операционной системы. В Windows 9x включена поддержка следующих файловых систем:

•32-разрядный драйвер FAT (VFAT);

•32-разрядный драйвер файловой системы CD-ROM (CDFS);

•32-разрядный сетевой редиректор для подключения к серверам сетей Microsoft и Novell.

Файловая система VFAT

Ее работу поддерживает 32-разрядный виртуальный драйвер vfat.vxd. Взаимодействует с подсистемой блочного ввода/вывода и обеспечивает доступ к дисковым устройствам, обеспечивает совместимость с аналогичными драйверами реального режима.

Преимущества:

•освобождение стандартной памяти (smartdrive реального режима заменен 32-разрядным компонентом);

•поддержка динамического кэширования;

•многозадачность при дисковых операциях.

32-разрядная VFAT работает с 32-разрядным драйвером защищенного режима – vcache.vxd. Он используется вместо 16-разрядного smartdrive реального режима. Драйвер vcache отличается более эффективным алгоритмом кэширования, отвечает за управление кэшем для файловых систем CD-ROM и сетевых редиректоров. Также объем кэша может динамически изменяться в зависимости от объема свободной памяти в системе.

Файловая система CD-ROM (CDFS)

Обладает улучшенными характеристиками по сравнению с драйвером реального режима mscdex.exe. Размер кэша в CDFS регулируется автоматически и не требует конфигурирования и выделения постоянной памяти.

Преимущества:

•не использует стандартную память (заменяет драйвер реального режима mscdex);

•многозадачность при обращении к CD-ROM;

•поддерживает динамическое кэширование.

3

Подсистема блочного ввода/вывода

Диспетчер ввода/вывода. Отвечает за обслуживание файловой системы и драйверов, за поддержку очередности запросов к файлам и маршрутизацию запросов соответствующим драйверам. Выполняет все операции по управлению файловой системой защищенного режима и драйверами блочных устройств. Получает запросы от файловых систем VFAT и CDFS и загружает соответствующие драйверы, обеспечивающие доступ к локальным дискам и дисковым устройствам, включая SCSI и IDE. Мэппер реального режима обеспечивает совместимость с драйверами реального режима устройств MS DOS.

Порт-драйвер. Драйверы, обеспечивающие связь с конкретным дисковым устройством, например, контроллером жесткого диска. Отвечает за связь с IDE или EIDE-контролеррами и с контроллерами дисководов для гибких дисков. Содержатся в файлах с типом *.pdr, которые находятся в основном каталоге Windows в подкаталоге System\Iosubsys.

SCSI-слой. Используется для связи с устройствами SCSI. Обеспечивает высокоуровневые функции.

Минипорт-драйвер. Используется для обработки запросов на аппаратно-зависимые операции ввода/вывода с устройствами SCSI. Содержатся в файлах с типом *.mpd, которые находятся в основном каталоге Windows в подкаталоге System\Iosubsys.

Другие слои. Представляют собой слои увязки с компонентами реального режима, обеспечивающими совместимость с драйверами DOS.

Длинные имена файлов

Максимальная длина имени файла может составлять 255 символов, включая пробелы. В именах могут использоваться пробелы, символы кириллицы и другие, запрещенные в DOS символы:

\ : . * ? " < >

Суммарная длина маршрута и имени файла не должна превышать 260 символов (имя диска- 2 символа + имя корневого каталога \ – 1 символ + имя файла – как минимум 1 символ + разделительная точка –1символ = 5+255=260).

При создании файла ему присваивается 2 имени – длинное и короткое (по правилам DOS – в формате 8.3). Короткое имя формируется по следующим правилам:

1)из длинного имени удаляются пробелы и запрещенные в DOS символы. Для 8-буквенного имени используются первые 6 оставшихся символов, к которым добавляется знак ~ и порядковый номер файла (среди файлов с одинаковыми начальными символами).

хххххх~№

2)для 3-х букв типа используются первые три символа после последней точки в длинном имени.

Примечание. В сеансе MS-DOS можно пользоваться длинными именами, если заключать их в кавычки. Например, команда перехода в папку Мои документы

cd "Мои документы"

Универсальная кодировка Unicode отводит каждому символу 2 байта. Windows использует эту кодировку для хранения длинных имен файлов, т.о. длинное имя может потребовать до 500 байт (255 символов при максимальной длине). В DOS в системе FAT информация о файле (имя, размер, дата и время создания) хранится в элементе каталога объемом 32 байта. В Windows информация о файле (короткое имя, размер, дата и время создания) хранится в обычном элементе каталога. Длинное имя и дата последнего обращения хранятся в элементах каталога, смежных с основным и помеченных особым образом. Т.о. один файл занимает 2 элемента каталога и более (21 в случае максимальной длины: 1 – обычный (DOS), другие – для длинного имени).

Особенности:

1)увеличивается размер каталога, время доступа, вероятность фрагментирования;

2)корневой каталог дискеты содержит 224 элемента. Т.о. в корневом каталоге дискеты может находится около 10 файлов с именем максимальной длины. Если все элементы заполнены, то выдается сообщение о нехватке памяти, нехватке свободного места на диске (даже если на диске есть свободное место). Поэтому необходимо раскладывать файлы по папкам и не хранить их в корневом каталоге (кроме служебных).

5

Видеосистема Windows

Основана на архитектуре минидрайверов. Основной код дисплейных драйверов включен в систему в виде аппаратно-независимого модуля поддержки изображения растровой графики dibeng.dll. DIBсистема содержит большую часть функций для приема команд от gdi.

Мини драйвер пишется разработчиком оборудования (видеоадаптера) и содержит аппаратно-независимый код, необходимый для ретрансляции вызовов.

Структура видеоподсистемы Windows

Windows-приложения DOS-приложения

Vdd – виртуальный мини драйвер, виртуализует память, порты, режимы дисплея, графический и символьный режимы.

Мини-vdd – обеспечивает одновременную работу нескольких ВМ

DOS.

Vflatd.vxd – поддерживает кадровый буфер до 1 Мбайта для видеодрайверов Windows.

Реестр Windows

Реестр – сложный объект, который представляет собой новый метод конфигурирования. Это – централизованное хранилище системных параметров, древообразная иерархическая база данных.

Для хранения информации реестра Windows использует 2 скрытых файла:

system.dat – хранит данные, относящиеся к настройкам ПК; user.dat – хранит настройки пользователя.

6

Файлы располагаются в главном каталоге Windows. При каждом запуске системы создаются их резервные копии в файлах system.da0 и user.da0, соответственно.

В реестре находятся программные и аппаратные параметры и другие данные о ПК. Реестр имеет иерархическую организацию и содержит описания, что и где искать. Для просмотра и редактирования реестра используется специальный "редактор реестра" Regedit. Он отображает два файла как единый целостный реестр. При запуске редактора открывается окно, аналогичное окну Проводника.

Вправой части окна отображается дерево основных папок – разделов; в левой – параметры выбранного элемента дерева.

Реестр использует два типа записей: разделы и параметры.

Разделы – заголовки, сообщающие, что содержится в данной части реестра. Самый верхний раздел содержит информацию общего характера. Каждый подраздел содержит более конкретные сведения. Разделы отображаются в левой части окна редактора.

Параметры – содержатся в разделах. Это текст, который заполняет заголовки, предоставляемые разделами. Содержат информацию об установках посредством значений. Существует три типа значений: двоичные и двойные слова – используются приложениями, их формат непонятен – и строковые – используются приложениями и оборудованием, имеют понятный формат.

Вразделе Мой компьютер (см. рис) содержатся шесть основных разделов, которые называются категориями. Среди них есть две основные, физически существующие, категории:

1)HKEY_LOCAL_MACHINE – содержит информацию об аппаратной части ПК, о драйверах и конфигурации. Составляет содержание файла system.dat

2)HKEY_USERS – содержит статический список пользователей этого файла реестра. Составляет содержание файла user.dat

7

Другие разделы дублируют информацию, содержащуюся в основных

иуказывают на их отдельные ветви.

3)HKEY_CLASSES_ROOT – содержит информацию по работе с технологией взаимодействия между приложениями OLE, межпрограммным связям, ассоциациям файлов с приложениями, установленными в системе, данные о ярлыках и настройках рабочего стола.

4)HKEY_CURRENT_USER – содержит набор изменяемых параметров, информацию о настройках текущего пользователя (конфигурацию рабочего стола, меню Пуск, др. используемых настройках).

5)HKEY_CURRENT_CONFIG – содержит информацию о текущей конфигурации устройств (дисплея и принтера).

6)HKEY_DYN_DATA – содержит вторичную информацию об устройствах (повтор LOCAL_MACHINE) и текущих системных параметрах. Формируется динамически и не хранится ни в одном файле.