Зверева О.М. Операционные системы. Часть 1: Семейство операционных систем Windows 2000. Загрузка системы. Конфигурирование. Системный реестр

Подождите немного. Документ загружается.

Play между перезагрузками системы и реакция на аппаратные собы-

тия времени исполнения, включая отключения и подключения док-

станций и установку/удаление устройств.

• Назначение и переназначение аппаратных ресурсов. Драйверы уст-

ройств Plug and Play не назначают собственных ресурсов. Вместо это-

го необходимые для устройства ресурсы идентифицируются при пе-

речислении (enumeration) устройств операционной системой. Модуль

Plug and Play Маnager запрашивает эти требования при выделении ре-

сурсов каждому устройству. На основании запросов на назначение ре-

сурсов, подаваемых каждым устройством, Plug and Play Manager на-

значает устройствам соответствующие ресурсы, включая порты вво-

да/вывода, прерывания (IRQ), каналы DMA и адреса памяти. При не-

обходимости Plug and Play Маnager переконфигурирует назначение

ресурсов. Такая необходимость возникает, например, при добавлении

в систему

нового устройства, которое запрашивает ресурсы, уже на-

значенные другому устройству.

PnP Manager

Приложения Сервисы Win32

Программа Setup

INF-файлы

и реестр

режим пользователя

режим ядра

Executive

PnP Manager

Диспетчер

ввода/вывода

Power manager

Драйверы PnP

Рис. 5. Архитектура Plug and Play в Windows 2000

• Загрузка соответствующих драйверов. Plug and Play Маnager опреде-

ляет и загружает драйверы, необходимые для поддержки конкретного

устройства.

• Взаимодействие с системой управления электропитанием. Ключевой

особенностью системы Plug and Play в Windows 2000 является дина-

мическая обработка событий. Добавление или удаление устройства

является примером такого динамического события. Другой пример –

способность динамического перевода устройства в режим энергосбе-

режения и обратно.

• Регистрация событий уведомления устройств. Plug and Play позволя-

ет коду режима пользователя регистрировать и получать уведомле-

ния об определенных событиях Plug and Play .

Архитектура Plug and Play в Windows 2000

Ядро Windows 2000 обеспечивает поддержку Plug and Play в

процессе загрузки и предоставляет интерфейсы для взаимодействия с

такими компонентами ОС, как уровень аппаратных абстракций (HAL),

исполняющая подсистема (модуль Executive) и драйверы устройств

(рис.5).

Модуль

Plug and Play Manager (PnP Manager), работающий в

режиме ядра, поддерживает функции центрального управления, управляет

шинными драйверами при выполнении перечисления (энумерации) и

драйверами устройств при добавлении устройства, его запуске и т.д.

Power Manager – это компонент режима ядра, который

обрабатывает вызовы интерфейса прикладного программирования (API)

управления электропитанием, координирует события и генерирует

запросы на прерывания, связанные с электропитанием.

Диспетчер

ввода/вывода (I/O Manager) обеспечивает базовые

сервисы для драйверов устройств.

Типы драйверов

С точки зрения системы Plug and Play существуют следующие

типы драйверов:

• Шинный драйвер (драйвер шины) обслуживает контроллер шины,

адаптер, мост или любое другое устройство, которое имеет дочерние

устройства. Шинные драйверы относятся к обязательным драйверам и

обычно поставляются Microsoft. Для каждого типа шины в

системе

имеется собственный шинный драйвер.

• Функциональный драйвер – это основной драйвер устройства, который

предоставляет интерфейс с этим устройством. Этот драйвер является

обязательным, за исключением случаев, когда ввод/вывод устройства

осуществляется шинным драйвером или любыми драйверами фильт-

ра. Функциональный драйвер устройства обычно реализуется в виде

пары драйвер/мини-драйвер. В таких парах драйвер класса (обычно

разрабатываемый Microsoft ) обеспечивает функциональные возмож-

ности, необходимые всем устройствам этого типа, а мини-драйвер

(обычно разрабатываемый фирмой-поставщиком конкретного устрой-

ства) обеспечивает специфические функциональные особенности уст-

ройства. PnP Маnager загружает по одному функциональному драй-

веру для каждого устройства.

• Драйвер фильтра сортирует запросы ввода/вывода для шины, устрой-

ства или класса устройств.

Драйверы фильтра являются необязатель-

ными и могут существовать в любом количестве, располагаясь на раз-

личных уровнях – как выше, так и ниже функционального драйвера и

шинного драйвера.

В большинстве случаев драйверы фильтров нижнего уровня

модифицируют поведение аппаратных средств. Например,

низкоуровневый драйвер фильтра класса для мыши может обеспечивать

ускорение ее работы, выполняя нелинейное

преобразование данных о

перемещении мыши. Высокоуровневые драйверы фильтров обычно

предоставляют дополнительные функции для устройства. Например,

высокоуровневый драйвер фильтра для клавиатуры может вводить

дополнительные проверки по безопасности.

Для каждого конкретного устройства существует два или более

уровней драйвера: шинный драйвер для шины ввода/вывода (или PnР

Manger – для устройств, помещенных при перечислении на

корневой уро-

вень) и функциональный драйвер устройства. Помимо этого могут

присутствовать один или несколько драйверов фильтра для шины или

устройства.

Дерево устройств Plug and Play

РnР Маnager поддерживает дерево устройств, которое может

просматриваться с помощью диспетчера устройств (рис. 6),

отображающего все активные устройства в системе и информацию об

этих устройствах. РnР Маnager

обновляет дерево устройств при

добавлении или удалении устройств или по мере переназначения

ресурсов. Дерево устройств является иерархическим, при этом каждое

устройство на шине представляется как дочернее устройство шинного

адаптера или контроллера. Вся статическая информация об аппаратных

средствах хранится в реестре, а компоненты системы Plug and Play и

драйверы строят, поддерживают и получают доступ к новым и

существующим поддеревьям реестра.

В процессе перечисления данные для каждого устройства

сохраняются в реестре в разделе НКЕY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM

\CurrentControlSet\Enum. Система Plug and Play принимает решения о том,

какие драйверы устройств должны загружаться, на базе информации,

полученной в результате

перечисления (энумерации). Таким образом,

между деревом enum и списком сервисов, расположенным в разделе

НКЕY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Services

существует исключительно важная связь.

Управление электропитанием и энергосбережением

Управление электропитанием представляет собой

интегрированный подход к энергосбережению в масштабах всей системы

(на уровне аппаратных средств и программного обеспечения). Это

означает, что компьютерная система, в полном объеме поддерживающая

Рис. 6. Дерево устройств, отображаемое диспетчером устройств и

поддерживаемое модулем Plug and Play Manager

управление электропитанием и энергосбережение, должна включать как

аппаратную, так и программную поддержку для следующих функций:

• Минимальные временные затраты на запуск и останов компьютера.

Это означает, что система может находиться в «спящем» режиме с

минимальным потреблением энергии. Из этого режима она может бы-

стро возобновить работу (без необходимости полной перезагрузки

• Эффективное и экономное энергопотребление, увеличение срока

службы аппаратных устройств. Устройства потребляют электро-

энергию только в том случае, когда они выполняют полезную работу

(запросы системы или пользователя). Устройства, которые в течение

заданного временного интервала не используются, отключаются, и

впоследствии включаются по требованию.

• Бесшумная работа.

Требования к аппаратным средствам и

программному

обеспечению по управлению электропитанием и энергосбережению

определены промышленной инициативой OnNow. В Windows 2000 такая

поддержка обеспечивается: как компьютер в целом, так и каждое

отдельное устройство потребляют только минимально необходимые

уровни электроэнергии (разумеется, при условии, что аппаратные

средства удовлетворяют требованиям инициативы OnNow). Здесь следует

отметить, что управление электропитанием и Plug and Play тесно связаны

между собой и

взаимозависимы.

Этот подход к управлению электропитанием и энергосбережению

обеспечивает следующие преимущества:

• интеллектуальное поведение системы в отношении энергосбережения;

• повышенную надежность и снижение риска потери данных (как

вследствие увеличения срока службы аппаратных средств, так и

вследствие снижения количества перезагрузок);

• более высокий уровень взаимодействия устройств.

С помощью утилиты Параметры электропитания (Power Options)

на

панели управления можно установить режим потребления энергии

компьютером. Следует сразу же отметить, что для использования этих

функций необходимо иметь компьютер, удовлетворяющий спецификации

АСРI.

Чтобы запустить утилиту Параметры электропитания:

1. Выберите команду Пуск | Настройка | Панель управления| Элек-

тропитание (Start | Settings | Control Panel | Power Options).

2. На экране появится окно Свойства: Параметры электропитания

(Power Options Properties), раскрытое на вкладке Схемы управления

питанием (Power Schemes) (рис. 7).

3. Чтобы перевести компьютер в режим энергосбережения, выберите

одну из схем управления питанием (power scheme), которые пред-

ставляют собой наборы параметров, управляющих питанием уст-

ройств компьютера. Можно использовать одну из стандартных схем

Рис. 7. Вкладка Схемы управления электропитанием окна

Свойства: Параметры электропитания

или создать собственную. Например, в зависимости от установлен-

ных на компьютере аппаратных средств можно проделать следую-

щее:

- Задать условия автоматического отключения монитора и же-

стких дисков.

- Перевести компьютер в режим энергосбережения

(standby), если с включенным компьютером никто долгое

время не работает. В этом режиме монитор и жесткие дис-

ки отключаются, и компьютер потребляет меньшее количе-

ство энергии. Когда пользователь начинает работу, такой

компьютер быстро выходит из режима, в котором он нахо-

дился, и рабочий стол восстанавливается в точности в том

состоянии, в котором он был оставлен. Эта возможность

очень полезна для экономии ресурса батарей в портатив-

ных компьютерах.

Перевести компьютер в «спящий» режим (Hibernate – бук-

вально, «бездействие; зимняя спячка»). Функция спящего

режима отключает монитор и жесткий диск, сохраняет все

содержимое памяти на жестком диске и выключает компь-

ютер. После перезапуска содержимое рабочего стола вос-

станавливается в точности в том состоянии, в котором оно

находилось при переводе компьютера в спящий

режим. Вы-

вод компьютера из спящего режима занимает несколько

больше времени, нежели вывод из режима энергосбереже-

ния.

Как правило, чаще всего требуется отключать монитор и жесткий

диск на короткий период времени с целью экономии электроэнергии, и

для этого лучше всего подходит режим энергосбережения (standby).

Если вы планируете отсутствовать в течение достаточно

длительного времени, то рекомендуется перевести компьютер в спящий

режим. Чтобы активизировать поддержку спящего режима:

1. Раскройте окно Свойства: Параметры электропитания и перейди-

те на вкладку Спящий режим (рис. 7). Если вкладка недоступна,

ваш компьютер не поддерживает эту опцию.

2. Установите флажок После приостановки перейти в спящий режим

(Enable hibernate support). Следует отметить, что

поскольку при пере-

ходе в спящий режим все содержимое оперативной памяти записыва-

ется на жесткий диск, требуется объем свободного дискового про-

странства, соответствующий объему оперативной памяти, установ-

ленной на компьютере.

После активизации поддержки спящего режима в списке Какое

действие должен выполнить компьютер? (What do you want the

computer to do?) диалогового окна Завершение работы Windows (Shut

Down Windows) появится новый пункт – Переход в спящий режим,

позволяющий вручную перевести компьютер в спящий режим.

Примечания:

• После перевода компьютера в спящий режим и повторного включения

питания автоматически восстанавливается сохраненное состояние

системы,

меню выбора операционных систем, если таковое имелось,

не выводится.

• Поскольку функция спящего режима требует, чтобы аппаратные сред-

ства корректно поддерживались ОС, и в случае несогласованности

возможны серьезные проблемы (вплоть до переустановки системы),

рекомендуется проводить проверку этого режима сразу после началь-

ной установки системы (чтобы снизить риск потери данных и т

.п.) и

при хорошем понимании способов восстановления незагружающейся

и заблокированной системы.

4. КОНФИГУРИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

При разработке Windows 2000 были учтены многочисленные

пожелания пользователей, просивших усовершенствовать интерфейс

Windows без радикального изменения основных принципов работы с

операционной системой. Интерфейс Windows 2000, развитый на базе

пользовательского интерфейса Windows 95/98 и Windows NT 4.0,

учитывает все лучшие черты этих операционных систем и одновременно с

этим предлагает множество усовершенствований, упрощающих работу с

системой. И хотя многие задачи по конфигурированию системы

действительно могут быть выполнены несколькими способами, сделано

все, чтобы настройка системы с помощью административных утилит не

приводила к катастрофическим последствиям.

В процессе совершенствования пользовательского интерфейса

Windows 2000 разработчики уделяли основное внимание:

• упрощению решения наиболее распространенных повседневных

за-

дач;

• упрощению поиска и организации информации;

• упрощению конфигурирования системы.

Панель управления в Windows 2000

Как и в предыдуших версиях Windows NT, основным назначением

панели управления (Control Panel) в Windows 2000 является

конфигурирование системы. Окно панели управления в Windows 2000

открывается точно таким же образом, как это делалось в Windows NT 4.0

– для этого следует в меню Пуск (Start) выбрать опции Настройка |

Панель управления (Settings | Control Panel). С помощью приложений

панели управления (по-английски такие

приложения называются аррlet)

можно конфигурировать различные компоненты программного или

аппаратного обеспечения Windows 2000. Чтобы вызвать приложение

панели управления, необходимо указать курсором на соответствующий

этому приложению значок, и выполнить двойной щелчок мышью или же

щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать в появившемся контекстном

меню команду Открыть (Ореn). Следует заметить, что вероятность

ошибок конфигурирования

системы при использовании утилит панели

управления сводится к минимуму, и они представляют собой самые про-

стые и безопасные средства настройки системы.

Рис. 8. Окно Панели управления после активизации команды

Таблица меню Вид

Чтобы получить подробную информацию о том, какие

программные или аппаратные компоненты системы конфигурируют

каждое из приложений панели управления, раскройте окно Панель

управления (окно Мой компьютер| значок Панель управления) и

выберите команду Таблица (Details) в меню Вид (View) (рис. 8).

Быстрый доступ к панели управления

Стандартный метод доступа к утилитам панели управления

можно существенно упростить, развернув в меню Пуск элементы окна

Панель управления. Это можно сделать следующим образом:

• В меню Пуск выберите опцию Настройка | Панель задач и меню

«Пуск» (Settings | Taskbar & Start Menu).

Рис. 9. Вкладка Дополнительно диалогового окна Свойства:

Панель задач и меню «Пуск»