Методические рекомендации

Тема 2.6 Режим ядра

Методические рекомендации

Тема 2.5 Динамические библиотеки dll

Динамически подключаемые библиотеки. Особенности динамически подключаемых библиотек

Динамически подключаемые библиотеки (далее DLL - Dynamic Link Library) представляют собой универсальный механизм интегрирования в программу процедур и функций, написанных другими программистами и, в общем случае, на других, языках программирования.

DLL реализуются в виде исполняемых модулей, содержащих готовые к работе процедуры, функции и/или ресурсы. С точки зрения программиста, есть много общего между DLL и обычными для Object Pascal модулями, т. к. в конечном счете и библиотеки, и модули поставляют подпрограммы, избавляющие программиста от написания собственного кода. Но есть и принципиальные отличия. Главным из них является то, что DLL не в состоянии поставлять в программу переменные, константы и типы, ведь создатели DLL могут использовать не типизированные языки программирования, например, язык ассемблера. В результате DLL не могут экспортировать в программу столь необходимые сегодня программисту классы - для этого используются пакеты.

Другим важным отличием является способ связывания экспортируемых подпрограмм с основной программой. Модули связываются с программой на этапе компоновки, т. е. статически. Если загружены две программы, использующие одни и те же модули, в памяти будут два экземпляра одинаковых фрагментов кода. В отличие от этого DLL подключаются к программе в момент ее исполнения, т. е. динамически. Если опять же две программы используют одну и ту же DLL, в памяти будет лишь один экземпляр разделяемого программами кода. Следует уточнить, что речь идет о физической памяти компьютера. Поскольку каждая программа получает в свое распоряжение виртуальное адресное пространство, в эти пространства будут отображаться столько образов DLL, сколько программ ее используют.

Динамическое подключение DLL дает еще одно немаловажное преимущество над модулями: изменение любой DLL в большинстве случаев не требует перекомпиляции использующей ее программы.

Литература [2]

Вопросы для самоконтроля

1 Дайте определение динамически подключаемых библиотек

2 Назовите особенности dll

Режим ядра. Основные особенности работы в режиме ядра.

Режим ядра - это привилегированный режим работы, в котором код получает прямой доступ ко всем аппаратным ресурсам и всей памяти, включая адресные пространства всех процессов режима пользователя. Функциональные возможности компонентов режима ядра включают: прямой доступ к оборудованию, прямой доступ ко всем видам памяти компьютера, возможность работы без передачи на жесткий диск в файл подкачки виртуальной памяти, более высокий приоритет исполнения, чем процессы режима пользователя.

Функционирование режима ядра Windows NT обеспечивается исполняющей системой Windows NT (Windows NT Executive), состоящей из следующих компонентов:

- сервис исполняющей системы - управление памятью, процессами, потоками, безопасностью, вводом/выводом, межпроцессорными обменами;

- ядро Windows NT (ntoskrnl.exe) выполняет низкоуровневые функции операционной системы: диспетчеризация потоков, прерываний и исключений, синхронизация процессоров, отложенный вызов процедур. В отличие от остальной исполняемой части операционной системы, ядро никогда не выгружается из оперативной памяти, его выполнение никогда не прерывается другими потоками. Код ядра написан в основном на Си, а части, дающие наибольшую нагрузку на процессор, на языке Ассемблера. Ядро расположено между слоем системных служб и HAL;

- слой абстракции от оборудования (HAL - Hardware Abstraction Layer) изолирует ядро, драйверы устройств и исполняемую часть NT от аппаратных платформ, на которых должна работать операционная система. Этот программный слой позволяет скрыть особенности аппаратных платформ, предоставив ОС стандартные точки входа в процедуры, благодаря чему для нее исчезают различия между платформами и архитектурами. Поэтому ОС может функционировать на разных платформах с разными процессорами (остались только Intel и Alpha). Кроме того, Windows NT способна работать на одно- и многопроцессорных компьютерах;

Кроме того в режиме ядра работают:

- драйверы устройств включают как файловую систему, так и аппаратные драйверы, которые транслируют пользовательские вызовы функций ввода/вывода в запросы физических устройств ввода/вывода;

- функции графического интерфейса пользователя работают с окнами, элементами управления и рисунками.

Литература [2]

Вопросы для самоконтроля

1 Назовите особенности режима ядра

2 Какие компоненты ОС работают в режиме ядра?

Дата добавления: 2015-06-26