3. SO Windows - Carmen Timoftecarment.ase.ro/so/cap3.4-3.5-Win.pdf · Comenzi 3.4. Registry...

1

Conf.dr.Carmen Timofte Sisteme de operare 1

3. SO Windows

3.1.Principii de proiectare

3.2. Structura. Componente

3.3. Comenzi

3.4. Registry

3.5. Gestiunea memoriei

3.6. Procese si fire

3.7. Sistemul de fisiere

3.8. Interfata de programare

3.9. Componente de retea


Windows Registry

– este o bază de dată ierarhică, care stochează setări de configurare (low-level) şi

opţiuni ale SO, cum ar fi: kernel, driver-e, servicii, SAM, interfeţe utilizator,

aplicaţii ale terţilor;

– stabileşte performanţele sistemului prin utilizarea de contoare;

– în Win 3.1 stoca informaţii de configurare pt. componentele bazate pe COM;

– din Win 95, NT, se extinde => inclusiv fişiere INI

3.4.Registry

2


(*)


(*)

Structură - conţine 2 elemente de bază: chei şi valori;

chei – sunt similare folder-elor, fiecare cheie conţine subchei etc.; - sunt apelate cu o sintaxa similară căilor din Win; exp:

HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows refers to the subkey "Windows" of the subkey "Microsoft" of the subkey "Software" of the HKEY_LOCAL_MACHINE key.

- Sunt 6 chei de tip rădăcină (root), reprezentând secţiuni logice - Toate încep cu H = hives, KEY:

o HKEY_CLASSES_ROOT – (sau HKCR) stochează inf. despre aplicaţii, fişiere asociate, ID-uri claselor de obiecte de tip OLE

o HKEY_CURRENT_USER – (HKCU) – setări de logare ale user-ului, este un link la subcheia HKEY_USERS; fiecare user are setarile lui, stocate in fisireul NTUSER.DAT şi USLCLASS.DAT, din propriul subfolder Documents and Settings;

o HKEY_LOCAL_MACHINE – (HKLM) setări specifice calculatorului local; conţine 4 subchei: SAM, SECURITY, SOFTWARE şi SYSTEM, care au fişiere allocate în folder-ul %SystemRoot%\System32\config. A 5-a subcheie HARDWARE, este volatilă şi se crează dynamic (nu este stocată într-un fişier). Informaţii despre dreiver-ele sistemului hardware şi servicii se găsesc în subcheia SYSTEM. Subcheia SOFTWARE conţine setări software şi de Windows.

o HKEY_USERS – (HKU) conţine subchei corespunzătoare cheii HKEY_CURRENT_USER, pt. fiecare profil de user de pe maşină

o HKEY_CURRENT_CONFIG -(HKCC) inf. despre configurarea maşinii, care nu sunt stocate permanent pe disc, se regenerează la mom. Boot-ării; este un link la HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Hardware

Profiles\Current

o HKEY_DYN_DATA- este utilizată doar în Win 95, 98, Me şi conţine informaţii

despre dispoz. hardware, plug and play, statistici privind performanţele de reţea. Se configurează la start-up şi este stocată în memorie.

3


(*)Structură

o valori – reprezintă valori de tipul nume/dată asociate cheilor; pot fi de mai multe tipuri:

List of Registry Value Types

0 REG_NONE No type

1 REG_SZ A string value

2 REG_EXPAND_SZ An "expandable" string value that can contain environment variables

3 REG_BINARY Binary data (any arbitrary data)

4 REG_DWORD / REG_DWORD_LITTLE_ENDIAN

A DWORD value, a 32-bit unsigned integer (numbers between 0 and 4,294,967,295 [232 – 1]) (little-endian)

5 REG_DWORD_BIG_ENDIAN

A DWORD value, a 32-bit unsigned integer (numbers between 0 and 4,294,967,295 [232 – 1]) (big-endian)

6 REG_LINK symbolic link (UNICODE)

7 REG_MULTI_SZ A multi-string value, which is an array of unique strings

8 REG_RESOURCE_LIST

Resource list

9 REG_FULL_RESOURCE_DESCRIPTOR

Resource descriptor

10 REG_RESOURCE_REQUIREMENTS_LIST

Resource Requirements List

11 REG_QWORD / REG_QWORD_LITTLE_ENDIAN

A QWORD value, a 64-bit integer (either big- or little-endian, or unspecified) (Introduced in Windows 2000)


(*)

Editarea

- manual cu regedit.exe, din cmd - produce schimbări ireversibile (atenţie la greşeli!)

- se recomandă crearea unui back-up înaintea lucrului;

- permite realizarea următoarelor funcţii:

o crearea, manipularea, redenumirea şi ştergerea cheilor, subcheilor, valorilor, datelor;

o importarea şi exportarea fişierelor .REG, exportul datelor în formatul binar „hive”;

o încărcarea, manipularea şi descărcarea fişierelor format registry (doar pt. sistemele de tip Windows NT);

o Setarea permisiunilor bazate pe ACL (doar pt. sistemele de tip Windows NT);

o Cheile selectate de user pot fi memorate ca favorite; o Căutarea unor şiruri în numele cheilor sau valorilor, sau datelor; o Editarea la distanţă a registry pt. un calculator din reţea.

- se poate edita registry şi sub Linux, utilizând programul open source Offline NT Password & Registry Editor

4


(*)


(*)

Editarea - Fişierele .REG – intrări de „registration”- sunt fişiere text pt. user-ri în vederea

stocării unor porţiuni din registry; - Datele sunt stocate cu următoarea sintaxă:

[<Hive Name>\<Key Name>\<Subkey Name>]

"Value Name"=<Value type>:<Value data>

- Exemplu: [HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft]

"Value A"="<String value data>"

"Value B"=hex:<Binary data>

"Value C"=dword:<DWORD value integer>

"Value D"=hex(7):<Multi-string value data>

"Value E"=hex(2):<Expandable string value data>

- Datele din fişierul .REG pot fi adăugate la registry prin dublu-click, sau prin

comanda /s; regedit.exe /s file

- Ştergerea cheilor se realizează cu semnul „- „ în faţă: [-HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\<Key Name>]

- Ştergerea unei valori => cu semnul „-” înainte de „=” [HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\<Key Name>]

"Value A"=-

"Value B"=-

- Permisiunile Registry se pot seta cu comanda SubInACL.exe subinacl /keyreg HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE /display

afişează permisiunile pt. HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE - Alte modalităţi de editare:

o Scripturi Windows Scripting hostm Windows Powershell, Perl, o Limbaje de programare: VB.NET, C#, Visual Basic 6 o Utilizând API-ul advapi32.dll

5


(*)

Stocare

În %SystemRoot%\System32\Config\ se găsesc:

• Sam – HKEY_LOCAL_MACHINE\SAM • Security – HKEY_LOCAL_MACHINE\SECURITY • Software – HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE • System – HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM • Default – HKEY_USERS\.DEFAULT • Userdiff – nu are asociat un „hive”; se foloseşte doar la upgrade-ul SO.

În folder-ul fiecărui profil de user:

• %UserProfile%\Ntuser.dat – HKEY_USERS\<User SID> (linked to by HKEY_CURRENT_USER)

Pt. XP sau NT

%UserProfile%\Local Settings\Application

Data\Microsoft\Windows\Usrclass.dat (path is localized)


(*)

6


(*)

Back-up

System Restore – daca este un Win boot-abil;

NTBackup

„Last Known Good Configuration” – opţiune din meniul de start-up

Echivalent in Unix: /etc sau /usr/local/etc pt. HKEY_LOCAL_MACHINE;

- IBM AIX => ODM (Object Data Manager)


(*)

Avantaje:

• Strongly-typed data can be stored in the Registry, as opposed to only textual information in INI files.

• Separation of machine configuration from user configuration. When a user logs into a Windows NT computer, the user-based registry settings are loaded from a user-specific path rather than from a read-only system location. This allows multiple users to share the same machine, and also allows programs to work for a least-privilege user.

• Standardization of the method of storing configuration data across diverse applications.

• The registry can be accessed over a network connection for remote management/support, including from scripts, using the standard set of APIs, as long as the Remote Registry service is running and firewall rules permit this.

• The entire registry can be backed up more easily as it is just a small number of files in specific locations.

• Since accessing the registry does not require parsing, it may be read from or written to more quickly than an ini file. However, the centralized nature of the registry requires that the entire file be processed once per boot.

• Portions of settings like any subset of an application configuration can be saved in a text-based .REG file, which can be edited with any text editor later. .REG files can easily be merged back into the registry both by unattended batch file or by the user just double-clicking on the file without harming any setting that is not explicitly stated in the .REG file. This is very useful for administrators and support personnel who want to pre-set or pre-configure only a few options.

• The registry is constructed as a database, and offers database-like features, such as atomic updates. If two processes attempt to update the same registry value at the same time, one process's change will precede the other's, and the overall consistency of the data is maintained. Windows Vista provides transactional updates to the registry, extending the atomicity guarantees across multiple key and/or value changes, with traditional commit-abort semantics. (Note that NTFS provides such support for the file system as well, so the same guarantees could be obtained with traditional configuration files.)

7


(*)

Dezavantaje:

• The registry duplicates much of the functionality of the file system.

• Centralizing configurations makes it difficult to back up and recover individual applications.

• Because the Registry structure is contained in files which are not human readable, damage to the registry itself is difficult or impossible to repair. Because information required for loading device drivers is stored in the registry, a damaged registry may prevent a Windows system from booting successfully. While damaged configuration files can have the same result to other operating systems, the damage can be more easily repaired by booting to another operating system, and using a text editor.

• Installers and uninstallers become more complicated, because application configuration settings cannot be transfered by simply copying the files that comprise the application.

• Applications that make use of the registry to store and retrieve their settings are unsuitable for use on portable devices used to carry applications from one system to another.


Windows glossary

8


3.5. Gestiunea memoriei

Modul real

Modul real apare atunci când sistemul este pus sub tensiune, memoria fiind limitată la 1MB (220B), paginarea nu este permisă iar adresa liniară este egală cu adresa fizică.

Ne interesează 4 aspecte: - calculul adresei fizice - dimensiunea segmentelor - zonele de memorie rezervate - tabelul vectorilor de întrerupere

Modul protejat

În modul protejat există mai multe mecanisme: - mecanismul de segmentare - este mult mai complex; - mecanismul de paginare - poate fi operaţional; - mecanismul de memorie virtuală.


(*) Segmentarea

Segmentarea este o metodă de administrare a memoriei, constituind baza pentru protecţie.

Un segment este caracterizat prin următoarele elemente:

- baza segmentului – adresa liniară de început; - limita segmentului – care poate varia între 0-4GB; - drepturile de acces – care definesc tipul segmentului (executabil, citire, scriere),

nivelul de prioritate (între 0 şi 3), indicatori pentru gestiunea memoriei virtuale.

Selectorul (conţinutul registrului de segment) are rolul unui index într-o tabelă definită prin sistemul de operare, tabela descriptorilor. Tabela conţine adresa de bază, pe 32 de biţi, a segmentului dat.

Adresa fizică este formată din offset + adresa de bază din tabelă, dacă

paginarea nu este activă.

Descriptorul este o structură de 8B care memorează atributele unui segment. Totalitatea descriptorilor dintr-un sistem sunt memoraţi în tabele recunoscute

prin hardware, astfel: - tabela descriptorilor globali – GDT – Global Description Table – conţine

descriptori disponibili tuturor task-urilor din sistem; - tabela descriptorilor locali – LDT – Local Description Table – conţine descriptori

asociaţi unui task dat; - tabela descriptorilor de întreruperi – IDT – Interrupt Description Table – conţine

descriptori pentru localizarea celor 256 de rutine pentru tratarea întreruperilor.

9


Mecanismul de adresare în modul protejat este ilustrat în figura următoare.

Unde: - TI (1bit) – poziţie 1-2 – (Table Indicator) – poate lua valorile:

o TI=1 => indicatorul tabelei descriptorilor locali (LDT); o TI=0 => indicatorul tabelei descriptorilor globali (GDT).

- RPL (2biţi= 4variante) – poziţia 0-1 – nivel de prioritate: 0,1,2,3. Mecanismul segmentării asigură prezenţa a 4 nivele de prioritate, PL0-PL3 (Priority Level),

prin intermediul cărora se stabileşte protecţia sistemului.

Niveluri de protecţie Segmentarea modularizează programele şi datele în segmente de lungime variabilă.

PL=3 - aplicaţii

PL=2 – extensie SO

PL=1 – servicii sistem

PL=0 – KERNEL

Segment selectat

INDEX TI RPL OFFSET

Memorie

Operand

Adresa max

Adresa min

Indicator adresă

15 0

Descriptor seg.

Adresa max

Adresa min

Tabela descriptorilor de segment

Adresă fizică

Încărcare automată

Adresă de bază

Limită Drepturi acces

Registru segment

3 2 1 0 31


Paginarea - Paginarea este un tip de administrare a memorie pentru sistemele de operare multitasking şi cu

memorie virtuală

- Paginarea asigură divizarea programelor şi datelor în pagini de mărime fixă, 4KB, şi constă întranslatarea adresei liniare, furnizată de unitatea de segmentare, în adresă fizică.

- Elementele care intervin în mecanismul de paginare sunt: - directorul de pagini – are o lungime de 4KB,

o acceptă 1024 intrări; o o intrare este identificată de cei mai semnificativi 10 biţi ai adresei liniare; o o intrare = adresa tabelei de pagină (primii 20 biţi mai semnificativi) + informaţii

despre ea; o adresa lui fizică se găseşte în registrul de control CR3;

- tabela paginilor – are 4KB; o acceptă 1024 intrări; o o intrare este identificată de 12-21 biţi ai adresei liniare; o o intrare = adresa de început a paginii propriu-zise (primii 20 biţi) + informaţii

despre pagină; - pagina propriu-zisă – are 4KB;

o adresa fizică se obţine prin concatenarea celor mai semnificativi 20 biţi dintr-o intrare selectată din tabela paginilor cu cei mai puţini semnificativi 12 biţi ai adresei liniare.

10


Mecanismul paginării este ilustrat în figura următoare.

Mecanismul paginării furnizează noi elemente de protecţie la nivel de pagină:

- read/write (cifra 1), - user/supervisor (cifra 2) – ambele în directorul paginilor sau tabelei paginilor, - write protect (bit 16 din CR0).

Există următoarele nivele de protecţie:

- nivel utilizator – corespunde nivelului 3 din segmentare; - nivel supervizor – corespunde nivelelor 0-2 din segmentare.

DIRECTOR TABELĂ OFFSET

Operand

Pagină selectată

Memorie

Adresă liniară

31 22/21 012/11

Directorul paginilor (în mem)

Tabelele paginilor (în mem)

CR3

Rădăcină

10b10b


Memoria virtuală (MV)

o Memoria virtuală dă iluzia utilizatorului că memoria principală este foarte mare.

o MV este o „scamatorie”, care implică o cooperare sincronizată între procesor, disc, memorie şi programul de memorie virtuală.

o Când un program urmează să ruleze pe un calculator, sistemul de operare creează un spaţiu de

memorie virtuală, care conţine un model al memoriei şi al adreselor de memorie, pe care programul le are la dispoziţia sa.

o O porţiune din memoria reală a calculatorului este alocată MV. o Programul de MV este o funcţie inclusă în structura procesorului care îi spune procesorului că

o adresă fizică din memoria reală (AF) apare la o altă adresă, adresă virtuală (AV).

11


Funcţionarea MV

Când un program începe să ruleze, memoria utilizată este virtuală (MV), şi o porţiune a aieste mapată în memoria principală (MP), care este mai mică.

Modul de funcţionarea a memoriei virtuale este ilustrat în următoarea figură.

MV

Memorie reală MP (păstrează părţi active la MV)

Disc (păstrează părţi din MV)

Program care utilizează MV


Paşii de lucru ai MV sunt:

- adresa virtuală (AV) este translatată în adresă fizică (AF) de către SO, cu ajutorul mecanismului de gestiune a memoriei (segmentare, paginare);

- se verifică dacă pagina referită se află în memoria centrală; o dacă da , se execută programul; o dacă nu, se accesează discul (memoria auxiliară), pentru una dintre

următoarele funcţii: � încărcarea paginii, dacă este spaţiu în memoria centrală; � înlocuirea paginii rezidente, dacă memoria centrală nu mai are spaţiu;

Când programul utilizează o porţiune a din MV care nu a fost

mapată, adică nu are corespondent în MP, atunci procesorul va genera o greşeală de pagini (page fault) şi intră în acţiune programul de MV:

• acesta alege o parte a MV care are corespondent în MP; • o salvează temporar pe disc, proces numit de swapping

(schimbare); • partea eliberată a MP este folosită de MV; • când va fi nevoie de partea schimbată, ea va fi copiată înapoi

de pe disc. Discul este utilizat ca un depozit pentru a stoca părţi din memoria

virtuală care nu sunt utilizate în mod curent. Aceste schimbări între disc şi memorie, dacă se execută foarte

des, pot duce la întârzieri destul de mari în funcţionarea sistemului. Buna funcţionarea a sistemului de memorie virtuală poate fi dată de unele modificări de parametrii cunoscute sub numele de system tuning

(optimizarea sistemului). - dacă asupra paginii care va fi înlocuită s-au operat modificări, ea va fi salvată pe

disc, şi după aceea va fi transferată în memoria principală. - pagina care va fi înlocuită se stabileşte pe baza unui algoritm.

12


Algoritmii de înlocuire a paginilor pot fi grupaţi în:

- algoritmi care nu utilizează informaţii privind comportarea anterioară sau viitoare a proceselor:

o alg. RAND – foloseşte o regulă statică; alege la întâmplare pagina care va fi înlocuită, presupunând că toate au aceeaşi probabilitate de a fi solicitate; algoritmul este eficient când capacitatea memorie virtuale este mult mai mare decât cea reală (CMV>>CMReală).

o alg. FIFO (First In, First Out) – înlocuieşte pagina care a rămas cel mai mult timp în memorie;

- algoritmi care nu utilizează informaţii privind comportarea anterioară a proceselor: o alg. LRU (Least Recently Used) – înlocuieşte pagina care nu a fost utilizată de cel mai

mult timp; o alg. NFU (Not Frequently Used) – înlocuieşte pagina care a fost utilizată de cele mai

puţine ori; - algoritmi care nu utilizează informaţii privind comportarea viitoare a proceselor:

o alg. MIN – o extensie a celor din clasa anterioară.


Translatarea

o Procesorul dispune de o funcţie de mapare, de translaţie, care permite memoriei reale să aibă aparent o altă adresă. MV foloseşte funcţia de translaţie care transformă adresa virtuală în adresă fizică reală(AV=>AF).

o Sunt 2 cazuri, privind poziţia adresei virtuală ai: - când se găseşte în tabela funcţiilor de translaţie – atunci funcţia aplicată lui ai devine bj, care

este o adresă fizică reală, dacă şi numai dacă bj este rezidentă în memoria principală; - când nu se găseşte în tabela funcţiilor de translaţie – atunci bj este nerezidentă în memoria

principală şi trebuie adusă de pe disc, în momentul solicitării ei.

Translatarea dintre adresa virtuală în adresă fizică se face la 3 nivele:

- la nivel pagină – duce la scăderea informaţiei din tabelă, deoarece spaţiul de adrese este împărţit în blocuri de dimensiuni constante, numite pagini. Unitatea de transfer între memoria internă şi externă este pagina, o entitate de memorie de dimensiune fixă de 512B, 1KB, 2KB, 4KB;

- la nivel segment – împarte spaţiul de memorie în blocuri de mărimi variabile, segmente de date şi de programe; adresa virtuală referită de microprocesor este formată din nume segment şi cuvânt din segment;

- la nivel segment-pagină – adresele fizice şi virtuale sunt divizate în segmente, segmentele în pagini, pentru a beneficia de avantajele celor 2 metode:

o paginarea – implementare simplă şi asigură protecţia informaţiei; o segmentarea –satisface cerinţele utilizatorului prin împărţirea în segmente variabile, în

funcţie de logica programului.

Procesor (UC) Funcţie de translaţie

Memoria principală

Hard disc (mem. auxiliară)

ai (adresă virtuală

bj

comunicaţie

Spaţiu de memorie

13


(*)

� Vizualizare mem. virtuala + setare:My computer – click dreapta ->Properties …

� Comanda mem /? – vezi optiuni

3. SO Windows - Carmen Timoftecarment.ase.ro/so/cap3.4-3.5-Win.pdf · Comenzi 3.4. Registry...

Documents

Transcript of 3. SO Windows - Carmen Timoftecarment.ase.ro/so/cap3.4-3.5-Win.pdf · Comenzi 3.4. Registry...