Сайт о телевидении

Взаимодействие между приложением и операционной системой осуществляется при помощи системных вызовов (системных сервисов в терминологии Microsoft). Однако приложение не может вызвать системный вызов напрямую (более того, системные вызовы не документированы). Вместо этого приложение должно воспользоваться программным интерфейсом ОС - Win32 API.Win32 API (Application Programming Interface) - основной интерфейс программирования в семействе операционных систем Microsoft Windows. Функции Win32 API , например,CreateProcess илиCreateFile , - документированные, вызываемые подпрограммы, реализуемые Win32 подсистемой.В состав Win32 подсистемы (см.рис. 1.4 ) входят: cерверный процесс подсистемы окружения csrss.exe, драйвер режима ядра Win32k.sys, dll - модули подсистем (kernel32.dll, advapi32.dll, user32.dll и gdi32.dll), экспортирующие Win32-функции и драйверы графических устройств. В процессе эволюции структура подсистемы претерпела изменения. Например, функции окон и рисования с целью повышения производительности были перенесены из серверного процесса, работающего в режиме пользователя, в драйвер режима ядра Win32k.sys. Однако это и подобные изменения никак не отразились на работоспособности приложений, поскольку существующие вызовы Win32 API не изменяются с новыми выпусками системы Windows, хотя их состав постоянно пополняется. Приложение, ориентированное на использование Win32 API, может работать практически на всех версиях Windows, несмотря на то, что сами системные вызовы в различных системах различны (см.рис. 1.5 ). Таким путем корпорация Microsoft обеспечивает преемственность своих операционных систем.

Рис. 1.5. Поддержка единого программного интерфейса для различных версий Windows

При запуске процесса все требуемые динамические библиотеки отображаются на его виртуальное адресное пространство, а для быстрого вызова библиотечной процедуры используется специальный вектор передачи.

Рис. 1.6. Различные маршруты выполнения вызовов Win32 API.

При вызове приложением одной из Win32-функций dll-подсистем может возникнуть одна из трех ситуаций (см. рис. 1.6 ).

Функция полностью выполняется внутри данной dll (шаг 1).

Для выполнения функции привлекается сервер csrss, для чего ему посылается сообщение (шаг 2a, за которым обычно следуют шаги 2b и 2c).

Данный вызов транслируется в системный сервис (системный вызов), который обычно обрабатывается в модуле ntdll.dll (шаги 3a и 3b). Например, Win32-функция ReadFileвыполняется с помощью недокументированного сервисаNtReadFile .Некоторые функции (например,CreateProcess) требуют выполнения обоих последних пунктов.В первых версиях ОС Windows практически все вызовы Win32 API выполнялись, следуя маршруту 2 (2a, 2b, 2c). После того, как существенная часть кода системы для увеличения производительности была перенесена в ядро (начиная с Windows NT 4.0), вызовы Win32 API, как правило, идут напрямую по 3-му (3a, 3b) пути, минуя подсистему окружения Win32. В настоящее время лишь небольшое число вызовов выполняется по длинному 2-му маршруту.Помимо перечисленных, наиболее важных dll-библиотек, в системном каталогеsystem32имеется большое количество других dll-файлов. В настоящее время количество вызовов API составляет несколько десятков тысяч. Список экспортируемых каждой конкретной dll функций можно посмотреть с помощью утилитыdepends , входящей в пакет Platform SDK. Так, нарис. 1.7 приведена информация о структуре библиотеки kernel32.dll ОС Windows XP, экспортирующей 949 функций.

Рис. 1.7. Окно утилиты depends.exe

DLL (динамически подключаемая библиотека)

Набор вызываемых подпрограмм, включенных в один двоичный файл, который приложения, использующие эти подпрограммы, могут динамически загружать в процессе своего выполнения. В качестве примера можно привести модули Msvcrt.dll (библиотека исполняющей Си подсистемы) и Kernel32.dll (одна из библиотек подсистемы Win32). DLL активно используются компонентами и приложениями ОС Windows пользовательского режима. Преимущество DLL перед статическими библиотеками состоит в том, что приложения могут разделять DLL-модули, при этом ОС Windows гарантирует, что в памяти будет находиться лишь по одному экземпляру используемых DLL.

Процессы и потоки

Под процессом понимается контейнер ресурсов, используемыхпотоками . Процесс включает: закрытое адресное пространство, в котором располагаются код, данные и стеки потоков; список открытых описателей ресурсов; контекст защиты; идентификатор процесса.Поток команд исполняемой программы, или простопоток - сущность внутри процесса, получающая процессорное время. Поток характеризуется набором регистров (состоянием), идентификатором потока, стеками режимов ядра и пользователя.

Основные компоненты ядра Windows NT . Подсистемы Win 32, POSIX , OS /2. Библиотека NTdll . dll .

Основные компоненты ядра Windows NT . Подсистемы Win 32, POSIX , OS /2. Библиотека NTdll . dll .

В режиме ядра выполняются следующие компоненты ОС:

исполняемая часть NT , которая включает управление памятью, процессами, потоками, безопасностью, вводом/выводом, межпроцессорными обменами;

ядро Windows NT выполняет низкоуровневые функции операционной системы: диспетчеризация потоков, прерываний и исключений, синхронизация процессоров. Ядро также включает набор процедур и базовых объектов, используемый исполняемой частью для создания высокоуровневых конструкций;

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;

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.

Подсистемы среды и библиотеки DLL

Как видно из рис. 1, Windows NT имеет три подсистемы среды (Win32, Posix и OS/2 2.1), которые работают только на платформе х86. Подсистема Win32 специфична для Windows NT и не может работать вне ее.

Каждая из подсистем обеспечивает пользовательским приложениям доступ к разным поднаборам служб Windows NT. Это означает, что некоторые вещи могут быть сделаны из приложения, построенного на одной подсистеме, и не возможны из приложения, построенного в другой подсистеме. Так, приложение для Win32 не может использовать функцию fork подсистемы Posix.

Каждый исполняемый модуль связывается с одной и только одной подсистемой. Когда начинается выполнение модуля, изучается тип кода его заголовка, что позволяет определить подсистему среды для создания новых процессов.

Пользовательские процессы не вызывают службы NT напрямую, а используют библиотеки динамических связей (DLL) соответствующей подсистемы среды. Роль библиотек, принадлежащих подсистеме среды, в том, чтобы транслировать документированные функции среды в соответствующие вызовы недокументированных служб NT. Эти библиотеки DLL экспортируют документированный интерфейс, который могут вызывать связанные с подсистемой программы. Например, библиотеки DLL подсистемы Win32 используют функции Win32 API. Библиотека DLL подсистемы Posix использует функции Posix 1003.1 API.

Подсистема Win32. Главные компоненты подсистемы Win32 - процесс подсистемы среды и драйвер режима ядра. Процесс подсистемы среды поддерживает:

консольные (текстовые) окна;

создание и удаление процессов и потоков;

работу виртуальной 16-разрядной DOS машины;

иные функции (GetTempFile, DefineDosDevice, ExitWindowsEx и др.).

Драйвер режима ядра поддерживает:

менеджер окон, который управляет отображением окон, выводом на экран, вводом с клавиатуры, от мыши и других устройств, а также передачей пользовательских сообщений приложениям;

интерфейс графических устройств GDI (Graphical Device Interface), библиотека функций для вывода на графические устройства, для рисования текста, линий, фигур и манипуляций графическими объектами;

зависимые от устройств драйверы графики, принтера и видеопорта;

несколько библиотек DLL, которые транслируют документированные функции Win32 API в соответствующие недокументированные вызовы NTOSKRNL.EXE и WIN32K.SYS.

Приложения вызывают стандартные функции для создания окон и кнопок на дисплее. Менеджер окон передает эти запросы драйверам графических устройств через интерфейс графических устройств GDI, где они форматируются для вывода средствами конкретных устройств. GDI обеспечивает набор стандартных функций, позволяющих приложениям общаться с графическими устройствами, включая дисплеи и принтеры, без конкретных знаний о них. GDI интерпретирует запросы приложений на графический вывод и посылает их драйверам графических дисплеев. Этот интерфейс позволяет создавать код приложения, независимый от конкретных устройств и их драйверов.

NTDLL.DLL - это специальная система поддержки DLL - библиотек. Она содержит два типа функций.

Первая группа функций обеспечивает интерфейс к службам NT, которые могут быть вызваны из пользовательского режима. Существует более 200 таких функций, например NtCreateFile, NtSetEvent и т.д. Для каждой из них имеется точка входа в NTDLL.DLL с тем же именем. Внутренний код функции содержит специфичные для архитектуры команды, которые вызывают переход в режим ядра для обращения к реальным службам NT, код которых содержится в NTOSKRNL.EXE.

Вторая группа функций содержит большое количество функций поддержки: загрузчик исполняемых модулей, коммуникационные функции для процессов подсистемы Win32, библиотека функций реального времени пользовательского режима, диспетчер вызовов асинхронных процедур АРС (Asynchronous Procedure Call) пользовательского режима, диспетчер исключений.

___________________________________________________

Компоненты ядра

Компоненты пользовательского режима

Подсистема пользовательского интерфейса в Windows NT реализует оконный интерфейс, подобный интерфейсу предыдущих версий Windows. Двумя типами объектов этой подсистемы, отсутствовавшими в 16-битных версиях Windows и в Windows 9x, являются оконные станции и рабочие столы. Оконная станция соответствует одному сеансу пользователя Windows NT - например, при подключении через службу удалённого рабочего стола создаётся новая оконная станция. Каждый запущенный процесс принадлежит к одной из оконных станций; службы, кроме помеченных как способные взаимодействовать с рабочим столом, запускаются в отдельных, невидимых оконных станциях.

Каждая оконная станция имеет собственный буфер обмена, набор глобальных атомов (используемых для операций DDE), и набор рабочих столов. Рабочий стол является контекстом всех глобальных операций подсистемы пользовательского интерфейса, таких как установка хуков и широковещательная рассылка сообщений. Каждый запущенный поток принадлежит к одному из рабочих столов - тому, где расположены обслуживаемые им окна; в частности, один поток не может создать несколько окон, принадлежащих к различным рабочим столам. Один из рабочих столов может быть активным (видимым пользователю и способным реагировать на его действия), остальные рабочие столы спрятаны. Возможность создать для одного сеанса работы несколько рабочих столов и переключаться между ними до настоящего времени не предоставлялась стандартными средствами пользовательского интерфейса Windows, хотя существуют сторонние программы, дающие доступ к этой функциональности.

Оконными станциями и рабочими столами исчерпываются объекты подсистемы пользовательского интерфейса Windows NT, которым могут быть назначены права доступа. Оставшиеся типы объектов - окна и меню - предоставляют полный доступ любому процессу, который находится с ними в одной оконной станции. Поэтому службы Windows NT по умолчанию запускаются в отдельных оконных станциях: они работают с повышенными привилегиями, и возможность процессов пользователя неограниченно манипулировать окнами служб могла бы привести к сбоям и/или проблемам безопасности.

Программные интерфейсы

Для прикладных программ системой Windows NT предоставляется несколько наборов API. Самый основной из них - так называемый «родной» API (NT Native API), реализованный в динамически подключаемой библиотеке ntdll и состоящий из двух частей: системные вызовы ядра NT (функции с префиксами Nt и Zw, передающие выполнение функциям ядра ntoskrnl с теми же названиями) и функции, реализованные в пользовательском режиме (с префиксом Rtl). Часть функций второй группы используют внутри себя системные вызовы; остальные целиком состоят из непривилегированного кода, и могут вызываться не только из кода пользовательского режима, но и из драйверов. Кроме функций Native API, в ntdll также включены функции стандартной библиотеки языка Си.

Официальная документация на Native API весьма скудна, но сообществам энтузиастов удалось методом проб и ошибок собрать достаточно обширные сведения об этом интерфейсе. В частности, в феврале 2000 г. опубликована книга Гэри Неббета «Справочник по базовым функциям API Windows NT/2000» (ISBN 1-57870-199-6); в 2002 г. она была переведена на русский язык (ISBN 5-8459-0238-X). Источником информации о Native API может служить Windows DDK, где описаны некоторые функции ядра, доступные посредством Native API, а также изучение кода Windows (обратный инжиниринг) - посредством дизассемблирования, либо используя исходные тексты Windows 2000, ставшие доступными в результате утечки, либо используя исходные тексты Windows 2003, доступные в рамках программы Windows Research Kernel.

Программы, выполняющиеся до загрузки подсистем, обеспечивающих работу остальных API ОС Windows NT, ограничены использованием Native API. Например, программа autochk, проверяющая диски при загрузке ОС после некорректного завершения работы, использует только Native API.

Чаще всего прикладными программами для Windows NT используется Win32 API - интерфейс, созданный на основе API ОС Windows 3.1, и позволяющий перекомпилировать существующие программы для 16-битных версий Windows с минимальными изменениями исходного кода. Совместимость Win32 API и 16-битного Windows API настолько велика, что 32-битные и 16-битные приложения могут свободно обмениваться сообщениями, работать с окнами друг друга и т. д. Кроме поддержки функций существовавшего Windows API, в Win32 API был также добавлен ряд новых возможностей, в т.ч. поддержка консольных программ, многопоточности, и объектов синхронизации, таких как мутексы и семафоры. Документация на Win32 API входит в состав Microsoft Platform SDK (англ.) и доступна на веб-сайте http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/

Библиотеки поддержки Win32 API в основном названы так же, как системные библиотеки Windows 3.x, с добавлением суффикса 32: это библиотеки kernel32, advapi32, gdi32, user32, comctl32, comdlg32, shell32 и ряд других. Функции Win32 API могут либо самостоятельно реализовывать требуемую функциональность в пользовательском режиме, либо вызывать описанные выше функции Native API, либо обращаться к подсистеме csrss посредством механизма LPC (англ.), либо осуществлять системный вызов в библиотеку win32k, реализующую необходимую для Win32 API поддержку в режиме ядра. Четыре перечисленных варианта могут также комбинироваться в любом сочетании: например, функция Win32 API WriteFile обращается к функции Native API NtWriteFile для записи в дисковый файл, и вызывает соответствующую функцию csrss для вывода в консоль.

Поддержка Win32 API включена в семейство ОС Windows 9x; кроме того, она может быть добавлена в Windows 3.1x установкой пакета Win32s. Для облегчения переноса существующих Windows-приложений, использующих для представления строк MBCS-кодировки, все функции Win32 API, принимающие параметрами строки, были созданы в двух версиях: функции с суффиксом A (ANSI) принимают MBCS-строки, а функции с суффиксом W (wide) принимают строки в кодировке Unicode. В Win32s и Windows 9x поддерживаются только A-функции, тогда как в Windows NT, где все строки внутри ОС хранятся исключительно в Юникоде, каждая A-фунция просто преобразует свои строковые параметры в Юникод и вызывает W-версию той же функции. Когда имя функции в исходном тексте программы указано без суффикса, использование A- либо W-версии этой функции определяется опциями компиляции. При этом важно отметить, что большинство новых функций, появившихся в Windows 2000 или более поздних ОС семейства Windows NT, существуют только в Unicode-версии, потому что задача обеспечения совместимости со старыми программами и с ОС Windows 9x уже не стоит так остро, как раньше.

Подсистема окружения POSIX поддерживает приложения написанные в соответствии со стандартом POSIX.1. В отличие от большинства «свободных» Unix-подобных ОС, Windows NT сертифицирована институтом NIST на совместимость со стандартом POSIX.1, и даже с более строгим стандартом FIPS 151-2. Библиотекой psxdll экспортируются стандартные функции POSIX, а также некоторые функции Native API, не имеющие аналогов в POSIX - например, для работы с кучей, со структурными исключениями, с кодировкой Unicode. Внутри этих функций используются как Native API, так и LPC-вызовы в подсистему psxss, являющуюся обычным Win32-процессом. Для загрузки этой подсистемы и выполнения POSIX-программы используется консольная программа-оболочка posix.Поддержка POSIX, включённая в Windows NT, не содержит расширений для работы с графикой или многопоточными приложениями.

Для выполнения 16-битных программ, написанных для OS/2 1.x, в состав Windows NT включены две системных библиотеки OS/2 (doscalls и netapi) и консольная программа-эмулятор os2, которая загружает и использует посредством LPC-вызовов подсистемы os2srv и os2ss. Остальные системные библиотеки OS/2, кроме двух названных (kbdcalls, mailslot, moncalls, nampipes, quecalls, viocalls и ещё десяток), не хранятся как отдельные файлы, а эмулируются.Программы, написанные для OS/2 2.0 и выше, а также оконные программы и программы, напрямую работающие с устройствами компьютера, в том числе драйвера, системой Windows NT не поддерживаются.

Обе эти подсистемы, необязательные для работы большинства приложений, были удалены в Windows XP и последующих выпусках Windows. При помощи манипуляций с реестром их можно было отключить и в предыдущих версиях Windows NT, что рекомендовалось специалистами по компьютерной безопасности в целях сокращения поверхности атаки компьютерной системы.

Ядро и модуль поддержки оборудования. Драйверы устройств, типы. Усовершенствования в драйверах устройств в Windows NT 2000.

Ядро Windows NT представляет собой следующий уровень после уровня аппаратных абстракций, который обеспечивает работу выполняемого модуля Windows NT и других подсистем. Ядро системы выполняет следующие основные функции:

помощь в синхронизации данных;

планирование выполнения потоков и процессов;

управление прерываниями и исключениями;

восстановление системы после аварийных ситуаций, например после отказа питания.

Данные ядра всегда находятся в оперативной памяти и никогда не выгружаются на диск, как это происходит с пользовательскими приложениями. Данные ядра не могут быть вытеснены другими данными. Это значит, что выполнение кода ядра не может быть прервано ради другого кода, если только ядро не выполняет это самостоятельно.

Ядро представляет собой объектно-ориентированную систему, в которой используется два класса объектов. 1. Объекты-диспетчеры, которые позволяют управлять потоками и процессами и применяются для синхронизации различных потоков/процессов. В число объектов-диспетчеров входят мьютекс-флаги (mutex - это сокращение от "mutual exclusion", т.е. взаимное исключение), семафоры (semaphore) и таймеры (timer). Мьютекс-флаги являются объектами синхронизации и используются для синхронизации данных между двумя компонентами. 2. Объекты управления, например асинхронные вызовы процедур (asynchronous procedure calls - АРС) и процедуры обслуживания прерываний (interrupt service routines - ISR).

Драйверы устройств – модули в режиме ядра, которые могут подгружаться во время работы ОС.

Дра́йвер (англ.driver , мн. ч.дра́йверы ) -компьютерная программа, с помощью которой другие программы (операционная система) получают доступ каппаратному обеспечениюнекоторого устройства. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать.

Операционная система управляет некоторым «виртуальным устройством», которое понимает стандартный набор команд. Драйвер переводит эти команды в команды, которые понимает непосредственно устройство. Эта идеология называется «абстрагирование от аппаратного обеспечения».

Задача образуют интерфейс между устройством и диспетчером ввода/вывода. Драйвер может выполняться в режиме ядра в одном из контекстов

1). В контексте пользовательского потока, инициировавшего процедуру ввода/вывода.

2). В контексте системного потока режима ядра.

3). Реализуется как результат прерывания.

Типы драйверов устройств

1). Драйверы аппаратных устройств, которые управляют устройствами оборудования через HAL(другие шины, интерфейсы и т.д.).

2). Драйверы файловой системы – принимают запросы ввода/вывода от пользовательских приложений и транслировать их к виду, в котором их воспримет конкретное устройство.

3). Драйвер фильтров файловой системы – обеспечивают зеркалирование, объединение устройств, шифрование устройств, т.е. нужный драйвер загружается в нужный момент в нужной последовательности(плюс скорость и безопасность).

4). Драйвер протоколов – реализует сетевые протоколы.

5). Драйверы потоковых фильтров ядра – действуют по цепочке для обработки потоковых данных(запись, воспроизведение видео).

Существует 3 типа драйверов

1). Драйвер шин – задача обслужить контроллер шины, адаптерный мост или другие устройства, имеющие дочерние устройства.

2). Функциональный драйвер оснащает другие устройства, предоставляющие его функциональный интерфейс.

3). Драйвер фильтра – фильтрация информации, дополнять функциональные устройства дополнительными, фильтрация информации, передаваемой между устройствами, увеличивает функциональность драйверов устройств.

Планирование потоков. Сценарии планирования. Кванты.

Планирование процессов и потоков

Одной из основных подсистем мультипрограммной ОС, непосредственно влияющей на функционирование вычислительной машины,является подсистема управления процессами и потоками, которая занимается их созданием и уничтожением, поддерживает взаимодействие между ними, а также распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами и потоками.

Подсистема управления процессами и потоками ответственна за обеспечение процессов необходимыми ресурсами. ОС поддерживает в памяти специальные информационные структуры, в которые записывает, какие ресурсы выделены каждому процессу. Она может назначить процессу ресурсы в единоличное пользование или в совместное пользование с другими процессами. Некоторые из ресурсов выделяются процессу при его создании, а некоторые - динамически по запросам во время выполнения. Ресурсы могут быть приписаны процессу на все время его жизни или только на определенный период. При выполнении этих функций подсистема управления процессами взаимодействует с другими подсистемами ОС, ответственными за управление ресурсами, такими как подсистема управления памятью, подсистема ввода-вывода, файловая система.

Когда в системе одновременно выполняется несколько независимых задач, то возникают дополнительные проблемы. Хотя потоки возникают и выполняются асинхронно, у них может возникнуть необходимость во взаимодействии, например при обмене данными. Согласование скоростей потоков также очень важно для предотвращения эффекта «гонок» (когда несколько потоков пытаются изменить один и тот же файл), взаимных блокировок или других коллизий, которые возникают при совместном использовании ресурсов. Синхронизация потоков является одной из важных функций подсистемы управления процессами и потоками.

Каждый раз, когда процесс завершается, ОС предпринимает шаги, чтобы «зачистить следы» его пребывания в системе. Подсистема управления процессами закрывает все файлы, с которыми работал процесс, освобождает области оперативной памяти, отведенные под коды, данные и системные информационные структуры процесса. Выполняется коррекция всевозможных очередей ОС и списков ресурсов, в которых имелись ссылки на завершаемый процесс.

Алгоритмы планирования, основанные на квантовании

В основе многих вытесняющих алгоритмов планирования лежит концепция квантования. В соответствии с этой концепцией каждому потоку поочередно для выполнения предоставляется ограниченный непрерывный период процессорного времени - квант. Смена активного потока происходит, если:

поток завершился и покинул систему;

произошла ошибка;

поток перешел в состояние ожидания;

исчерпан квант процессорного времени, отведенный данному потоку.

Поток, который исчерпал свой квант, переводится в состояние готовности и ожидает, когда ему будет предоставлен новый квант процессорного времени, а на выполнение в соответствии с определенным правилом выбирается новый поток из очереди готовых. Граф состояний потока, изображенный на рис. 4.6, соответствует алгоритму планирования, основанному на квантовании.

Рис. 4.6. Граф состояний потока в системе с квантованием

Кванты, выделяемые потокам, могут быть одинаковыми для всех потоков или различными. Рассмотрим, например, случай, когда всем потокам предоставляются кванты одинаковой длины q (рис. 4.7). Если в системе имеется п потоков, то время, которое поток проводит в ожидании следующего кванта, можно грубо оценить как q(n-l). Чем больше потоков в системе, тем больше время ожидания, тем меньше возможности вести одновременную интерактивную работу нескольким пользователям. Но если величина кванта выбрана очень небольшой, то значение произведения q(n-l) все равно будет достаточно мало для того, чтобы пользователь не ощущал дискомфорта от присутствия в системе других пользователей. Типичное значение кванта в системах разделения времени составляет десятки миллисекунд.

Рис. 4.7. Иллюстрация расчета времени ожидания в очереди

Если квант короткий, то суммарное время, которое проводит поток в ожидании процессора, прямо пропорционально времени, требуемому для его выполнения (то есть времени, которое потребовалось бы для выполнения этого потока при монопольном использовании вычислительной системы). Действительно, поскольку время ожидания между двумя циклами выполнения равно q(n-l), а количество циклов B/q, где В - требуемое время выполнения, то W*B(n-l). Заметим, что эти соотношения представляют собой весьма грубые оценки, основанные на предположении, что В значительно превышает q. При этом не учитывается, что потоки могут использовать кванты не полностью, что часть времени они могут тратить на ввод-вывод, что количество потоков в системе может динамически меняться и т. д.

Чем больше квант, тем выше вероятность того, что потоки завершатся в результате первого же цикла выполнения, и тем менее явной становится зависимость времени ожидания потоков от их времени выполнения. При достаточно большом кванте алгоритм квантования вырождается в алгоритм последовательной обработки, присущий однопрограммным системам, при котором время ожидания задачи в очереди вообще никак не зависит от ее длительности.

Кванты, выделяемые одному потоку, могут быть фиксированной величины, а могут и изменяться в разные периоды жизни потока. Пусть, например, первоначально каждому потоку назначается достаточно большой квант, а величина каждого следующего кванта уменьшается до некоторой заранее заданной величины. В таком случае преимущество получают короткие задачи, которые успевают выполняться в течение первого кванта, а длительные вычисления будут проводиться в фоновом режиме. Можно представить себе алгоритм планирования, в котором каждый следующий квант, выделяемый определенному потоку, больше предыдущего. Такой подход позволяет уменьшить накладные расходы на переключение задач в том случае, когда сразу несколько задач выполняют длительные вычисления.

Потоки получают для выполнения квант времени, но некоторые из них используют его не полностью, например из-за необходимости выполнить ввод или вывод данных. В результате возникает ситуация, когда потоки с интенсивными обращениями к вводу-выводу используют только небольшую часть выделенного им процессорного времени. Алгоритм планирования может исправить эту «несправедливость». В качестве компенсации за неиспользованные полностью кванты потоки получают привилегии при последующем обслуживании. Для этого планировщик создает две очереди готовых потоков (рис. 4.8). Очередь 1 образована потоками, которые пришли в состояние готовности в результате исчерпания кванта времени, а очередь 2 - потоками, у которых завершилась операция ввода-вывода. При выборе потока для выполнения прежде всего просматривается вторая очередь, и только если она пуста, квант выделяется потоку из первой очереди.

Многозадачные ОС теряют некоторое количество процессорного времени для выполнения вспомогательных работ во время переключения контекстов задач. При этом запоминаются и восстанавливаются регистры, флаги и указатели стека, а также проверяется статус задач для передачи управления. Затраты на эти вспомогательные действия не зависят от величины кванта времени, поэтому чем больше квант, тем меньше суммарные накладные расходы, связанные с переключением потоков.

Рис. 4.8. Квантование с предпочтением потоков, интенсивно обращающихся к вводу-выводу

ПРИМЕЧАНИЕ

В алгоритмах, основанных на квантовании, какую бы цель они не преследовали (предпочтение коротких или длинных задач, компенсация недоиспользованного кванта или минимизация накладных расходов, связанных с переключениями), не используется никакой предварительной информации о задачах. При поступлении задачи на обработку ОС не имеет никаких сведений о том, является ли она короткой или длинной, насколько интенсивными будут ее запросы к устройствам ввода-вывода, насколько важно ее быстрое выполнение и т. д.

Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования

С самых общих позиций все множество алгоритмов планирования можно разделить на два класса: вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования.

Невытесняющие (non-preemptive) алгоритмы основаны на том, что активному потоку позволяется выполняться, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению поток.

Вытесняющие (preemptive) алгоритмы - это такие способы планирования потоков, в которых решение о переключении процессора с выполнения одного потока на выполнение другого потока принимается операционной системой, а не активной задачей.

5. Состояния потока. Уровни приоритета.

Состояния потока

ОС выполняет планирование потоков, принимая во внимание их состояние. В мультипрограммной системе поток может находиться в одном из трех основных состояний:

выполнение - активное состояние потока, во время которого поток обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется процессором;

ожидание - пассивное состояние потока, находясь в котором, поток заблокирован по своим внутренним причинам (ждет осуществления некоторого события, например завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от другого потока или освобождения какого-либо необходимого ему ресурса);

готовность - также пассивное состояние потока, но в этом случае поток заблокирован в связи с внешним по отношению к нему обстоятельством (имеет все требуемые для него ресурсы, готов выполняться, однако процессор занят выполнением другого потока).

ПРИМЕЧАНИЕ

Состояния выполнения и ожидания могут быть отнесены и к задачам, выполняющимся в однопрограммном режиме, а вот состояние готовности характерно только для режима мультипрограммирования.

В течение своей жизни каждый поток переходит из одного состояния в другое в соответствии с алгоритмом планирования потоков, принятым в данной операционной системе.

Рассмотрим типичный граф состояния потока (рис. 4.3). Только что созданный поток находится в состоянии готовности, он готов к выполнению и. стоит в очереди к процессору. Когда в результате планирования подсистема управления потоками принимает решение об активизации данного потока, он переходит в состояние выполнения и находится в нем до тех пор, пока либо он сам освободит процессор, перейдя в состояние ожидания какого-нибудь события, либо будет принудительно «вытеснен» из процессора, например вследствие исчерпания отведенного данному потоку кванта процессорного времени. В последнем случае поток возвращается в состояние готовности. В это же состояние поток переходит из состояния ожидания, после того как ожидаемое событие произойдет.

Рис. 4.3. Граф состояний потока в многозадачной среде

В состоянии выполнения в однопроцессорной системе может находиться не более одного потока, а в каждом из состояний ожидания и готовности - несколько потоков. Эти потоки образуют очереди соответственно ожидающих и готовых потоков. Очереди потоков организуются путем объединения в списки описателей отдельных потоков. Таким образом, каждый описатель потока, кроме всего прочего, содержит по крайней мере один указатель на другой описатель, соседствующий с ним в очереди. Такая организация очередей позволяет легко их переупорядочивать, включать и исключать потоки, переводить потоки из одного состояния в другое. Если предположить, что на рис. 4.4 показана очередь готовых потоков, то запланированный порядок выполнения выглядит так: А, В, Е, D, С.

Рис. 4.4. Очередь потоков

Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах

Другой важной концепцией, лежащей в основе многих вытесняющих алгоритмов планирования, является приоритетное обслуживание. Приоритетное обслуживание предполагает наличие у потоков некоторой изначально известной характеристики - приоритета, на основании которой определяется порядок их выполнения. Приоритет - это число, характеризующее степень привилегированности потока при использовании ресурсов вычислительной машины, в частности процессорного времени: чем выше приоритет, тем выше привилегии, тем меньше времени будет проводить поток в очередях.

Приоритет может выражаться целым или дробным, положительным или отрицательным значением. В некоторых ОС принято, что приоритет потока тем выше, чем больше (в арифметическом смысле) число, обозначающее приоритет. В других системах, наоборот, чем меньше число, тем выше приоритет.

В большинстве операционных систем, поддерживающих потоки, приоритет потока непосредственно связан с приоритетом процесса, в рамках которого выполняется данный поток. Приоритет процесса назначается операционной системой при его создании. Значение приоритета включается в описатель процесса и используется при назначении приоритета потокам этого процесса. При назначении приоритета вновь созданному процессу ОС учитывает, является этот процесс системным или прикладным, каков статус пользователя, запустившего процесс, было ли явное указание пользователя на присвоение процессу определенного уровня приоритета. Поток может быть инициирован не только по команде пользователя, но и в результате выполнения системного вызова другим потоком. В этом случае при назначении приоритета новому потоку ОС должна принимать во внимание значение параметров системного вызова.

Во многих ОС предусматривается возможность изменения приоритетов в течение жизни потока. Изменение приоритета могут происходить по инициативе самого потока, когда он обращается с соответствующим вызовом к операционной системе, или по инициативе пользователя, когда он выполняет соответствующую команду. Кроме того, ОС сама может изменять приоритеты потоков в зависимости от ситуации, складывающейся в системе. В последнем случае приоритеты называются динамическими в отличие от неизменяемых, фиксированных, приоритетов.

От того, какие приоритеты назначены потокам, существенно зависит эффективность работы всей вычислительной системы. В современных ОС во избежание разбалансировки системы, которая может возникнуть при неправильном назначении приоритетов, возможности пользователей влиять на приоритеты процессов и потоков стараются ограничивать. При этом обычные пользователи, как правило, не имеют права повышать приоритеты своим потокам, это разрешено делать (да и то в определенных пределах) только администраторам. В большинстве же случаев ОС присваивает приоритеты потокам по умолчанию.

В качестве примера рассмотрим схему назначения приоритетов потокам, принятую в операционной системе Windows NT (рис. 4.9). В системе определено 32 уровня приоритетов и два класса потоков - потоки реального времени и потоки с переменными приоритетами. Диапазон от 1 до 15 включительно отведен для потоков с переменными приоритетами, а от 16 до 31 - для более критичных ко времени потоков реального времени (приоритет 0 зарезервирован для системных целей).

Рис. 4.9 . Схема назначения приоритетов в Windows NT

При создании процесса он в зависимости от класса получает по умолчанию базовый приоритет в верхней 5 или нижней части диапазона. Базовый приоритет процесса в дальнейшем может быть повышен или понижен операционной системой. Первоначально Поток получает значение базового приоритета из диапазона базового приоритета процесса, в котором он был создан. Пусть, например, значение базового приоритета некоторого процесса равно К. Тогда все потоки данного процесса получат базовые приоритеты из диапазона [К-2, К+2]. Отсюда видно, что, изменяя базовый приоритет процесса, ОС может влиять на базовые приоритеты его потоков.

В Windows NT с течением времени приоритет потока, относящегося к классу потоков с переменными приоритетами, может отклоняться от базового приоритета потока, причем эти изменения могут быть не связаны с изменениями базового приоритета процесса. ОС может повышать приоритет потока (который в этом случае называется динамическим) в тех случаях, когда поток не полностью использовал отведенный ему квант, или понижать приоритет, если квант был использован полностью. ОС наращивает приоритет дифференцирование в зависимости от того, какого типа событие не дало потоку полностью использовать квант. В частности, ОС повышает приоритет в большей степени потокам, которые ожидают ввода с клавиатуры (интерактивным приложениям) и в меньшей степени - потокам, выполняющим дисковые операции. Именно на основе динамических приоритетов осуществляется планирование потоков. Начальной точкой отсчета для динамического приоритета является значение базового приоритета потока. Значение динамического приоритета потока ограничено снизу его базовым приоритетом, верхней же границей является нижняя граница диапазона приоритетов реального времени.

Существуют две разновидности приоритетного планирования: обслуживание с относительными приоритетами и обслуживание с абсолютными приоритетами.

В обоих случаях выбор потока на выполнение из очереди готовых осуществляется одинаково: выбирается поток, имеющий наивысший приоритет. Однако проблема определения момента смены активного потока решается по-разному. В системах с относительными приоритетами активный поток выполняется до тех пор, пока он сам не покинет процессор, перейдя в состояние ожидания (или же произойдет ошибка, или поток завершится). На рис. 4.10, а показан граф состояний потока в системе с относительными приоритетами.

В системах с абсолютными приоритетами выполнение активного потока прерывается кроме указанных выше причин, еще при одном условии: если в очереди готовых потоков появился поток, приоритет которого выше приоритета активного потока. В этом случае прерванный поток переходит в состояние готовности (рис. 4.10, б).

В системах, в которых планирование осуществляется на основе относительных приоритетов, минимизируются затраты на переключения процессора с одной работы на другую. С другой стороны, здесь могут возникать ситуации, когда одна задача занимает процессор долгое время. Ясно, что для систем разделения времени и реального времени такая дисциплина обслуживания не подходит: интерактивное приложение может ждать своей очереди часами, пока вычислительной задаче не потребуется ввод-вывод. А вот в системах пакетной обработки (в том числе известной ОС OS/360) относительные приоритеты используются широко.

Рис. 4.10. Графы состояний потоков в системах с относительными и абсолютными приоритетами

В системах с абсолютными приоритетами время ожидания потока в очередях может быть сведено к минимуму, если ему назначить самый высокий приоритет. Такой поток будет вытеснять из процессора все остальные потоки (кроме потоков, имеющих такой же наивысший приоритет). Это делает планирование на основе абсолютных приоритетов подходящим для систем управления объектами, в которых важна быстрая реакция на событие.

Уровни приоритета

Существует 32 уровня приоритета от 0 до 31. Они разделены на 3 группы.

1 группа(с 16 по 31) – 16 уровней реального времени.

2 группа(с 1 по 15) – 15 динамических уровней.

3 группа(0) – системный уровень(для потока обнулениястраниц).

Управление памятью. Резервирование и передача страниц. Защита памяти.

Управление памятью.

В WindowsNTза управление памятью отвечает диспетчер виртуальной памяти. Содержится вNTOSkernel.exeи включает следующие компоненты

1) Набор сервисов исполнительной системы для выделения, освобождения и управления виртуальной памятью.

2) Обработчики ловушек трансляций недействительных адресов и решение доступа для разрешения аппаратно обнаруживаемых исключений.

Виртуальная память в Windows NT имеет страничную организацию, принятую во многих современных операционных системах. В общем виде схема страничной организации описывается следующим образом: линейный адрес разбивается на несколько частей. Старшая часть адреса содержит в себе номер элемента в корневой таблице. Этот элемент содержит адрес таблицы следующего уровня. Следующая часть линейного адреса содержит номер элемента уже в этой таблице и так далее, до последней таблицы, которая содержит номер физической страницы. А самая младшая часть адреса уже является номером байта в этой физической странице.

Процессоры Intel начиная с Pentium Pro позволяют операционным системам применять одно-, двух- и трехступенчатые схемы. И даже разрешается одновременное использование страниц различного размера. Эта возможность, конечно, повысила бы эффективность страничного преобразования, будь она внедрена в Windows NT. Увы, эта ОС возникла раньше и поддерживает только двухступенчатую схему преобразования с фиксированным размером страниц. Размер страниц для платформы Intel составляет 4 Кбайт, а для DEC Alpha - 8 Кбайт. Схема страничного преобразования (рис. 1) выглядит так:

Каждый раз, когда поток использует адрес, менеджер ВП вместе с аппаратными средствами транслирует виртуальный адрес в физический. Подсистема виртуальной памяти, управляя процессом трансляции виртуальных адресов, гарантирует, что нить одного процесса не сможет получить доступ к физической странице памяти, относящейся к другому процессу.

Каждый процесс NT executive имеет большое виртуальное адресное пространство размером в 4Гб, из которых 2 Гб резервируются для системных нужд. Младшие адреса виртуального адресного пространства доступны для потоков, работающих и в пользовательском, и в привилегированном режимах, они указывают на области памяти, уникальные для каждого процесса. Старшая часть адресов доступна для потоков только тогда, когда они выполняются в привилегированном режиме.

Резервирование и передача страниц.

Три состояния страниц.

Свободное.

Зарезервированное

Переданное

В WindowsNTпредусмотрены 4 основные способа защиты памяти.

Доступ ко всем общесистемным структурам данных и пулам памяти используемых системными компонентами режима ядра возможен лишь в режиме ядра.

У каждого процесса имеется индивидуальное адресное пространство защищённое от доступа потоков других процессов

Все процессоры поддерживаемые в WindowsNTпредоставляют ту или иную форму аппаратной защиты памяти.

Совместное используемый объект имеет стандартный для winntсписки контроля доступа (accesscontrollist) проверяемый при попытках процессов открыть эти страницы

В большинстве современных операционных систем виртуальная память организуется с помощью страничной адресации. Оперативная память делится на страницы: области памяти фиксированной длины (например, 4096 байт), которые являются минимальной единицей выделяемой памяти (то есть даже запрос на 1 байт от приложения приведёт к выделению ему страницы памяти). Процесс обращается к памяти с помощью адреса виртуальной памяти, который содержит в себе номер страницы и смещение внутри страницы. Процессор преобразует номер виртуальной страницы в адрес соответствующей ей физической страницы при помощи буфера ассоциативной трансляции. Если ему не удалось это сделать, то требуется обращение ктаблице страниц(так называемыйPage Walk ), что может сделать либо сам процессор, либо операционная система (в зависимости от архитектуры) . Если страница выгружена из оперативной памяти, то операционная система подкачивает страницу с жёсткого диска (см.свопинг). При запросе на выделение памяти операционная система может «сбросить» на жёсткий диск страницы, к которым давно не было обращений. Критические данные (например, код запущенных и работающих программ, код и памятьядрасистемы) обычно находятся в оперативной памяти (исключения существуют, однако они не касаются тех частей, которые отвечают за обработку аппаратных прерываний, работу с таблицей страниц и использование файла подкачки).

С помощью WinAPI можно создавать различные оконные процедуры, диалоговые окна, программы и даже игры. Эта, скажем так, библиотека является базовой в освоении программирования , MFC, потому что эти интерфейсы являются надстройками этой библиотеки. Освоив её, Вы без труда будете создавать формы, и понимать, как это происходит.

Не будем внедряться в теорию. Начнём с того, как создать этот проект в MVS, а в конце статьи будет разобран простой пример.

Итак. Сначала открываем Visual Studio, затем, нажимаем на вкладку «Файл», далее «Создать проект»:

Затем, в раскрывающемся списке Visual C++ выбираем пункт Win32, там и будет «Проект Win32». Щелкаем по нему:
Вводим название проекта, указываем путь и нажимаем «ОК». Далее будет написано: «Добро пожаловать в мастер приложения Win32». Нажимаем далее. По-умолчанию у надписи «Пустой проект» галочка отсутствует. Нам нужно её поставить и убедиться, что у нас «Тип Приложения» — Приложение Windows. Если всё верно, нажимаем – «Готово».

У нас должен быть пустой проект такого вида:

Ну а теперь начнём писать простую программу, которая традиционно будет выводить на экран надпись: «Привет, Мир!!!».

Естественно, к проекту нужно добавить файл типа «имя».cpp. Кликаем по «Файлы исходного кода» правой кнопкой мыши, в раскрывающемся списке выбираем вкладку – «Добавить», далее «Создать элемент…». В результате у нас должно появиться такое окно:

Выбираем «Файл С++», вводим имя, нажимаем «Добавить». Затем открываем этот файл и вставляем в него такой код (подробности далее):

#include // заголовочный файл, содержащий функции API // Основная функция - аналог int main() в консольном приложении: int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, // дескриптор экземпляра приложения HINSTANCE hPrevInstance, // в Win32 не используется LPSTR lpCmdLine, // нужен для запуска окна в режиме командной строки int nCmdShow) // режим отображения окна { // Функция вывода окна с кнопкой "ОК" на экран (о параметрах позже) MessageBox(NULL, L"Привет, мир!!!", L"Оконная процедура", MB_OK); return NULL; // возвращаем значение функции }

Результат должен быть таким:

Теперь остановимся поподробнее на коде программы.

В первой строке мы подключаем заголовочный файл windows.h . В нём содержатся все необходимые «апишные» функции. Здесь всё понятно.

В 4-7 строках у нас описание функции int WINAPI WinMain() .

Квалификатор WINAPI, нужен для функции WinMain всегда. Просто запомните это. WinMain – название функции. Она имеет четыре параметра. Первый из них – HINSTANCE hInstance (строка 4 ). hInstance является дескриптором экземпляра окна (это некий код оконной процедуры, идентификатор, по которой ОС будет отличать её от остальных окон). Через него можно обращаться к окну в процессе работы в других функциях (об этом позже), что-либо менять в параметрах окна. HINSTANCE является одним из многочисленных типов данных определенных в WinAPI, таким же как int, например. А запись HINSTANCE hInstance говорит нам о том, что мы создаём новую переменную типа HINSTANCE с названием hInstance.

О типах данным мы поговорим позже, поэтому переходим к следующему параметру: HINSTANCE hPrevInstance (строка 5 ). Как написано в комментариях, в Win32 он не используется, так как он создан для 3.x разрядной системы, из предыдущего понятно, что это дескриптор экземпляра окна. Далее у нас переменная типа LPSTR (строка 6 ) с именем lpCmdLine . Она используется в том случае, если мы запускаем окно через командную строку с прописью параметров. Очень экзотический способ, поэтому мы не будем на нём задерживаться.

И последний параметр: целочисленный, определяет способ показа окна. Нужен для функции ShowWindow , которая будет описана позже. Например, с помощью него мы можем развернуть окно на весь экран, сделать его определённой высоты, прозрачным или поверх остальных.

Переходим к функции MessageBox() (строка 10 ). Она имеет четыре параметра и нужна для вывода сообщений о ошибках, например. В данном случае мы использовали её для вывода сообщения. В общем виде описание функции выглядит следующим образом:

Int MessageBox(HWND hWnd, // дескриптор родительского окна LPCTSTR lpText, // указатель на строку с сообщением LPCTSTR lpCaption, // указатель на строку с текстом заголовка UINT uType);// флаги для отображения кнопок, стиля пиктограммы и прочее

В нашем случае, первому параметру присвоен ноль. Всё потому, что у нас нет родительских окон (оно не запущено какой-нибудь программой).

Далее у нас идут две переменные типа LPCTSTR: lpText и lpCaption . Первая сообщает информацию, которая будет выведена в окне в текстовом виде. Вторая сообщает, что будет написано в тексте заголовка к окну. Это аналог char *str , но всё же нет. Для того, чтобы текст выводился корректно, нужно перед строкой поставить букву L (UNICODE строка).

Ну и последний тип данных – UINT – 32-х битное целое без знака. То есть аналог unsigned int . Этому параметру можно передавать некоторые значения (о них тоже позже), за счёт чего можно менять вид кнопки. В нашем случае – это MB_OK — означает, что окно создаёт кнопку с надписью «ОК» и соответствующим действием при её нажатии (закрытием приложения).

В строке 11 мы возвращаем значение функции, так как она имеет не тип void .

Таким образом, общее представление о WinAPI теперь есть. Продолжение в следующих разделах.

Win32 API (Application Program Interface) используется для расширения возможностей разрабатываемого приложения VBA. Средства Win32 API, применяемые как в приложениях Windows, так и в самом Windows 95/98 или Windows NT, можно использовать в разрабатываемой программе. Эти средства имеют большие различия друг от друга: одни задают поведение операционной системы, а другие просто подают звуковой сигнал. При использовании функций Win32 API требуется особая осторожность: при неправильном применении подпрограммы API. возникает сбой работы приложения VBA или даже Windows.

Основные вопросы:

Что такое Win32 API

Описание функций Win32 API

Программирование Win32 API с помощью VBA

Использование Win32 API

ЧТО ТАКОЕ WIN32 API?

API (Application Programming Interface) - интерфейс программирования приложений и всегда связан с другим приложением. Например, Microsoft Excel, Lotus Organizer и множество других приложений имеют API. Pазработчики программного обеспечения не покупают программный интерфейс, они строят его при создании приложений.

API позволяет внешним программам обращаться к программе, в которой имеется API. Таким образом, можно получить доступ из одной программы к средствам другой с помощью API основного приложения. Разрабатывая API, программист обеспечивает другим разработчикам возможность применения средств создаваемого приложения без использования его интерфейса.

Однако API используется не только внешними приложениями. Множество больших приложений используют API, чтобы обеспечить связь одной их части с другой. Создавая в таких приложениях вспомогательные функции и обращаясь к ним с помощью программного интерфейса, можно упростить разработку всего приложения.

Рассмотрев, как используется API, требуется описать, что такое API? API - это обычно не более чем просто набор функций, с помощью которых можно обратиться к средствам разрабатываемого приложения. Программа, реализующая API, часто занимает не больше 10 или 20 процентов всего приложения, однако, она должна обеспечивать доступ к 100 процентам функций этого приложения.

Win32 API идеально подходит под это описание: он обеспечивает доступ практически ко всем функциям Windows 95/98 и Windows NT. Win32 API помогает Windows 95/98 и Windows NT управлять памятью, различными устройствами, например принтером, обрабатывать события, рисовать на экране диалоговые окна и т. д.

Кроме того, Win32 API поддерживает связь одного приложения с другим. Например, большая часть Windows 9х является встроенной поддержкой сетей. Конечно, эта часть должна также выводить диалоговые окна, отображать сообщения и управлять памятью. В ней используются функции API, которые можно применять в разрабатываемом приложении VBA.

Во многих программах, например, Microsoft Excel и Lotus cc:Mail, также используется Win32 API. Если приложению или модулю Windows 9х или Wiindows NT требуется некоторое средство, то обычно вызывается функция Win32 API.

Использование библиотек динамической компоновки

Win32 API оформлен в виде библиотек динамической компоновки. В этих библиотеках хранятся все средства, к которым требуется обеспечить доступ в других приложениях. Библиотеки динамической компоновки получили такое имя благодаря тому, что приложения подключаются к ним во время выполнения и используют их функции.

Библиотеки динамической компоновки отличаются от библиотек статической компоновки, в которых программный интерфейс к внешним библиотекам встраивается в программное приложение на этапе компиляции. Кроме того, в разрабатываемом приложении можно задать вызов библиотеки динамической компоновки, даже если этой библиотеки вообще не существует. Поэтому если известно имя требуемой функции, библиотека, где она находится, а также нужные параметры, то можно создать программу, которая обращается к этой библиотеке динамической компоновки.

Одни файлы библиотек динамической компоновки имеют расширение DLL, другие - расширение ЕХЕ. Следующие файлы составляют большую часть Win32 API:

При программировании приложений VBA с использованием Win32 требуется работать с функциями, которые находятся в вышеприведенных файлах.

Когда нужно использовать Win32 API?

С помощью Win32 API можно использовать в разрабатываемом приложении не только средства VBA или основного приложения, но и те же фунции, что применяет Windows 9х или Windows NT. Эти средства позволяю пример, управлять памятью или создавать диалоговые окна для установки системного времени. Хотя в проекте VBA обычно используется только процент функций Win32 API, однако доступны практически все 100 процентов.

Win32 АPI включает более 1500 функций, поэтому здесь невозможно описать каждое средство. Вместо этого приводится классификация функцией API:

Управление Windows. Данная группа функций управляет рисованием окон на экране, а также обрабатывает нажатия клавиш и действия мышью при работе с окнами.

Элементы управления Windows. Данная группа функций управляет инструментами управления, используемыми в приложениях Windows, например, полями, кнопками и списками, а также стандартными диалоговыми окнами, такими как диалоговые окна "Открытие файла" и "Печать".

Настройка. Данная группа функций наиболее часто используется VBA. Эти функции позволяют воспользоваться средствами, которые содержатся на Панели управления. Например, можно использовать инструменты установки программ, а также работать с командной строкой и средством уплотнения файлов.

Графические средства. Win32 API включает большое количество функций, которые управляют графическими элементами окон приложений и самой операционной системой. Данная группа включает базисные функции, которые управляют рисованием точек на экране, а также цветом и печатью.

Системные средства. Данная группа функций управляет памятью, питанием компьютера, правами доступа к файлам, обменом данными между приложениями, системным временем и рядом других средств Windows.

Языковая поддержка. Данная группа обеспечивает языковую поддержку для Windows 9х, Windows NT и их приложений.

Сетевые средства. Данная группа функций обеспечивает сетевую поддержку, включая создание соединений, получение информации о пользователях и правах доступа, а также отсоединение от сервера.

Подробную информацию о группах и функциях Win32 API смотрите в руководстве по Win32 SDK, которое поставляется Microsoft.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ WIN32 API В VBA

Описание подпрограммы

До использования функции или подпрограммы Win32 API, необходимо объявить ее в разделе описаний любого модуля. При этом можно создать отдельный модуль, в котором хранятся только описания. Если проект VBA держит ряд подпрограмм Win32 API, то полезно сгруппировать все описания, а также объявить используемые типы данных и константы в одном модуле.

При описании функций требуется задать:

Библиотеку динамической компоновки, в которой хранится требуемая функция

Передаваемые в функцию параметры и их тип

Тип возвращаемого значения

Предупреждение

Очень важно правильно описать подпрограмму API, т. к. при обращении к библиотеке динамической компоновки, которая не применяется в основном приложении. можно случайно занять память, используемую другим приложением или самой операционной системой. Далее возникают ошибки разного рода: от простого сообщения об ошибке до сбоя в работе операционной системы.

Приведем пример описания функций Win32 API:

Declare Function GetWindowsDirectory Lib "kernel32" Alias _ "GetWindowsDirectoryA" (ByVal lpBuffer As String, ByVal nSize As _ Long) As Long - получает путь к каталогу Windows

Declare Function GetSystemDirectory Lib "kernel32" Alias _ "GetSystemDirectoryA" (ByVal IpBuffer As String, ByVal nSize As _ Long) As Long - получает путь к системному каталогу Windows

Declare Function GetTempPath Lib "kernel32" Alias "GetTempPathA" _ (ByVal nBufferLength As Long, ByVal IpBuffer As String) As Long - получает путь к каталогу, выделенному под временные файлы

Declare Function SetCurrentDirectory Lib "kernel32" Alias _ "SetCurrentDirectoryA"(ByVal lpPathName As String) As Long - задает текущий каталог

На первый взгляд приведенные примеры могут показаться очень сложным. Однако усвоив только несколько основных правил, можно безопасно и эффективно использовать Win32 API.

Использование WIN32API.TXT

Microsoft поставляет вместе со многими приложениями, включая Visual Basic, файл WIN32API.TXT, который содержит описание всех функций Win32 API. В данном файле находятся также описание структур данных" констант, используемых подпрограммами API. Длина файла слишком велика, чтобы включать его в каждый проект VBA, поэтому можно скопировать в модуль описание требуемых функций, а также типов данных или констант.

Синтаксис описания

Приведем синтаксис инструкции описания функции Win32 API:

Declare Function | Sub имя Lib "имя библиотеки" (аргументы)

Ниже приводится описание параметров функции.

Функции и процедуры

В Win32 API имеются функции и процедуры. В первом примере показано описание процедуры, а во втором - описание функции:

Declare Sub GetSystemTime Lib "kernel32" Alias "GetSystemTime" _ (lpSystemTime As SYSTEMTIME) - получает текущее системное время

Declare Function VerLanguageName Lib "kerne132" Alias _ "VerLanguageNameA" (ByVal wLang As Long, ByVal szLang As String, _ ByVal nSize As Long) As Long - получает текстовое название языка по идентификатору (&H4E3 - Windows (кириллица)

Обратите внимание на то, что в первом описании используется ключевое слово Sub.

Во втором описании используется ключевое слово Function. Обратите внимание на выражение As Long, которое указывает на тип возвращаемого функцией значения. Покажем фрагмент программы, при выполнении которой возникает ошибка несоответствия типов.

Declare Function SomeFunction Lib "SomeLib" (MyArgument) as Long

Dim MyReturn as String

MyReturn = SomeFunction(My Argument)

Задание имени библиотеки

При описании подпрограммы Win32 API необходимо задать библиотеку динамической компоновки, в которой находится эта подпрограмма.

Имя библиотеки указывается в кавычках после ключевого слова Lib. При этом обычно не требуется задавать расширение или путь к библиотеке.

Примечание

При обращении к функции Win32 API сначала производится поиск библиотеки в папке, из которой запущено приложение, а затем просматривается каталог SYSTEM папки Windows (SYSTEM32 для Windows NT). Если VBA не находит библиотеку в каталоге SYSTEM/SYSTEM32, то он пытается отыскать библиотеку в основном каталоге Windows. Таким образом, если не перемещать файлы из папки Windows, то разработчику совсем необязательно знать расположение библиотек на диске, т. к. они отыскиваются aавтоматически. Более того, перемещать файлы из папки SYSTEM/SYSTEM32 не рекомендуется при любых обстоятельствах.

Использование псевдонимов в описаниях

Псевдонимы позволяют вызвать функцию API в программе VBA под именем, которое отличается от заданного в библиотеке динамической компоновки названия. Псевдонимы появились в Win16 API, используемом в Windows 3.x и 16-битных приложениях Windows, из-за того, что имена функций API совпадали с некоторыми зарезервированными словами языка Visual Basic. По той же причине при описании функций Win32 API задаются псевдонимы, с помощью которых можно вызвать требуемые подпрограммы, т используя имен, эквивалентных ключевым словам VBA. Если имя функции совпадает с ключевым словом, требуется вызвать функцию, ссылаясь на нее c помощью псевдонима.

Наиболее критической и потенциально ошибочной частью описания является список параметров. Поскольку Win32 API разработан прежде всего для использования в языке программирования С, а к подпрограммам обращаются из VBA, то необходимо знать, как передавать аргументы по ссылке и по значению.

В большинство используемых в VBA подпрограмм API требуется передать параметры. По умолчанию VBA передает параметры в подпрограмму по ссылке. Это означает, что вместо того, чтобы использовать в процедуре копию переменной, VBA передает ее 32-битный адрес в памяти. Располагая адресом переменной, т. е. ссылкой на нее, процедура может обращаться и изменять значение самой переменной, а не ее копии.

Кроме того, учитывая, что Win32 API предназначен для использования в языке С, в API используется соглашение этого языка о том, что по умолчанию параметры передаются в подпрограммы по значению, а не по ссылке. Это относится ко всем типам данным, исключая строки и массивы, которые всегда передаются по ссылке. Необходимо также отметить, что для некоторых функций API передача параметров по ссылке обязательна.

Declare Function ReadFile Lib "kernel32" Alias "ReadFile" (ByVal _ hFile As Long, IpBuffer As Any, ByVal nNumberOfBytesToRead As Long, _ IpNumberOfBytesRead As Long, IpOverlapped As OVERLAPPED) As Long

При задании аргументов необходимо правильно указать способ передачи аргументов. При этом рекомендуется придерживаться следующих правил:

Тщательно изучите описание процедуры в файле WIN32API.TXT, чтобы узнать тип передаваемых параметров.

Тщательно изучите документацию по API и по требуемой процедуре. Документация по Win32 API поставляется вместе с Win32SDK, а также с Visual Basic.

Задание строк в качестве параметров описаний

Как уже отмечалось ранее, строки передаются в процедуры библиотеки динамической компоновки по ссылке, т. е. по адресу первого байта строки в оперативной памяти. Для этого в описании процедур используется ключевое слово ByVal. При передаче ссылки на строку она преобразуется в форму, которая применяется в языке С: в конце строки ставится символ Null, который указывает на ее окончание. Приведем пример использования функции Win32 API для запуска приложения со строками в качестве параметров:

Declare Function CreateProcess Lib "kerne132" Alias "CreateProcessA" (ByVal IpApplicationName As String, ByVal IpCommandLine As String, IpProcessAttributes As SECURITY_ATTRIBUTES, IpThreadAttributes As SECURITY_ATTRIBUTES, ByVal bInheritHandles As Long, ByVal dwCreationFlags As Long, lpEnvironment As Any, ByVal IpCurrentDriectory As String, IpStartupInfo As STARTUPINFO, lpProcessInformation As PROCESS_INFORMATION) As Long

Проверка описания

По завершении задания описания необходимо проверить его. Для этого необходимо запустить любую подпрограмму, которая имеется в одном модуле с указанным описанием. При этом можно выявить ошибки в описании, а также неправильное использование констант. Необходимо отметить, что поскольку при запуске процедуры VBA автоматически компилируется модуль, в котором она находится, можно использовать любую подпрограмму она может быть не закончена или не использована в разрабатываемом приложении. Например, следующая подпрограмма устанавливает значение переменной. Конечно, вместо запуска проверочной процедуры можно просто скомпилировать проект.

Public Sub CheckDex ()

Вызов подпрограммы Win32 API

После описания подпрограмм необходимо вызвать их. Обратиться к функции Win32 API настолько же просто, как и вызвать собственную функцию или подпрограмму. Необходимо только следовать следующим правилам:

Правильно описать используемые в подпрограмме переменные

Правильно обработать возвращаемые функцией значения

В программе показан вызов функции, которая определяет тип дисковода, заданного символом "F". Обратите внимание, как передается в функцию строка, как возвращаемое функцией значение записывается в переменную типа Long, и как используется блок Case... Select для обработки всех возвращаемых значений.

" Значения, возвращаемые функцией GetDriveType

Public Const DRIVE_REMOVABLE = 2"

Public Const DRIVE_FIXED = 3

Public Const DRIVE__REMOTE = 4

Public Const DRIVE_CDROM = 5.

Public Const DRIVE_RAMDISK = 6

Declare Function GetDriveType Lib "kerne132" Alias "GetDriveTypeA" (ByVal nDrive As String) As Long

Public Sub DisplayDriveType ()

Dim sDriveLetter As String

Dim lDriveType As Long

sDriveLetter = "F:"

lDriveType = GetDriveType (sDriveLetter)

Select Case lDriveType

Case DRIVE_REMOVABLE

Debug.Print "Дисковод ", sDriveLetter, " используется для чтения дискет."

Case DRIVE_FIXED

Debug.Print "Диск ", sDriveLetter, " - жесткий диск."

Case DRIVE_REMOTE

Debug.Print "Диск ", sDriveLetter, " - сетевой диск."

Base DRIVE_CDROM

Debug.Print "Дисковод ", sDriveLetter, "используется для чтения компакт-дисков."

Case DRIVE__RAMDISK

Debug.Print "Диск ", sDriveLetter, " - виртуальньй диск."

Debug.Print "Ошибка вызова функции."

Использование строк в качестве возвращаемых значений

Ранее рассматривалось, как передать строки в качестве параметров функций Win32 API. Для использования строки в качестве возвращаемого подпро-граммой значения, необходимо передать в функцию строковую переменную, чтобы сама функция установила значение этой переменной.

Рассмотрим функцию GetTempPath (), используемую для определения папки, в которой Windows хранит промежуточные данные. Вызов функции. GetTempPath () является следующим:

return = GetTempPath (PathLength, Path)

Функция записывает в переменную Path путь к папке, в которой хранятся промежуточные данные. Например, в следующем фрагменте в окно отладки. выводится текущий путь к папке с временной информацией:

Return = GetTempPath (len (ThePath) , ThePath)

Debug.Print ThePath

Предупреждение

При вызове функции необходимо заранее указать размер возвращаемой строки, чтобы выделить память на ее хранение. В противном случае при записи строки в память можно испортить важную информацию, используемую основным приложением и даже операционной системой, что может привести к сбою в их работе. Если предварительно задать размер строки то функция вводит в строку только то количество данных, которое определено заданным размером строки.

Public Sub PrintTempPathO

Dim sThePath as String

Dim iPathLength as Long

Dim lResult as Long

iPathLength =256

sthePath = String$(iPathLength,0)

lResult = GetTempPath(iPathLength,sThePath)

Значения, возвращаемые функциями Win32 API

Большинство подпрограмм Win32 API являются функциями. Возвращаемое значение - это либо данные, например, возвращаемое функцией GetDriveType () значение, либо просто результат выполнения функции: успешно или не успешно. Например, рассмотрим функцию SetCurrentDirectory (), которая устанавливает текущую папку:

Dim lReturn as long

lReturn = SetCurrentDirectory(С:\WORK")

Если функция установила папку "C:\WORK" текущей, то переменная lReturn имеет значение отличное от 0. В противном случае, например, если каталог не существует, переменной lReturn присваивается значение 0.

Примечание

Одни функции Win32 API возвращают значение 0 в случае успешного завершения, а другие - в случае ошибки. Подробную информацию о возвращаемых функциями Win32 API значениях смотрите в документации по Win32 SDK.

Кроме того, некоторые функции присваивают значение передаваемому в них параметру, а также имеют возвращаемое значение. Рассмотрим функцию GetPrivateProfile (), которая используется для чтения данных из файла INI, хранящего информацию о конфигурации 16-битных приложений Windows:

Dim lSize as long

Dim strSize as long

Dim strValue as string

StrValue = String$ (strSize, 0)

lSize = GetPrivateProfileString ("CoolApplication", _ "ApplicationPath", "", strValue, strSize, "C:\MYINI.INI")

Функция GetPrivateProfile () извлекает значение параметра ApplicationPath раздела CoolApplication и присваивает его строковой переменной strValue, которая передается в функцию в качестве параметра. Кроме того, в переменную lSize записывается длина строки, присвоенной переменной strValue. Необходимо отметить, что если при выполнении функции GetPrivateProfile () возникает ошибка, то переменной lSize присваивается значение Null.

Работа с дескрипторами

Gри работе с Win32 API используются дескрипторы. Дескриптор - это 32-битное целое число, которое однозначно идентифицирует компоненты, используемые при программировании Win32 API, например, диалоговые окна, элементы управления в них, окна, битовые изображения, кисти, используемые для рисования картинок на экране, аппаратные средства. Необходимо отметить, что компоненту сначала назначается дескриптор, а затем этот дескриптор используется для работы с компонентом. Имена дескрипторов обычно задают имена, начинающиеся с префикса h.

В следующем описании параметр hWnd используется для задания дескриптора окна:

Declare Function GetMessage Lib "user32" Alias "GetMessageA" (lpMsg_ As MSG, ByVal hwnd As Long, ByVal wMsgFilterMin В As Long, ByVal _ wMsgFilterMax As Long) As Long

В следующем описании параметр hDevice является дескриптором конфигурации устройства:

Declare Function DeviceIoControl Lib "kerne132" Alias _ "DeviceIoControl" (ByVal hDevice As Long, ByVal dwIoControlCode As _ Long, lpInBuffer As Any, ByVal nInBufferSize As Long, lpOutBuffer _ As Any, ByVal nOutBufferSize As Long, lpBytesReturned As Long, _ lpOverlapped As OVERLAPPED) As Long

При работе с дескриптором в VBA требуется только знать, где его указывать: обычно одна функция возвращает дескриптор компонента, а затем этот дескриптор используется для работы с элементом в других функциях.

Другие полезные примеры

Здесь приводятся несколько полезных примеров применения функций Win32 АРI.

Завершение работы Windows:

Declare Function ExitWindows Lib "user32" Alias "ExitWindowsEx" _ (ByVal dwReserved As Long, ByVal uReturnCode As Long) As Long

Const EWX_LOGOFF=0

Const EWX_SHUTDOWN=1

Const EWX_REBOOT=2

Const EWX_FORCE=4

Const EWX_POWEROFF=8

Private Sub CommandButton1_Click()

Dim flag As Long

Dim Result As Long

If Me.OptionButton1.Value = True Then flag = 0

Else If Me.OptionButton2.Value = True Then flag = 8

Else If Me.OptionButton3.Value = True Then flag = 2

Result = ExitWindows(flag, 0)

Переключение на русскую кодировку:

Public Declare Function ActivateKeyboardLayout Lib "user32" (ByVal _ HKL As Long, ByVal flags As Long) As Long

Public Declare Function GetKeyboardLayout Lib "user32" (ByVal _ dwLayout As Long) As Long

Private Sub UserForm_Initialize()

Dim lang As Long

lang = GetKeyboardLayout(0)

If lang <> 68748313 Then i = ActivateKeyboardLayout(68748313, 0)

Закрытие окна:

Declare Function FindWindow Lib "user32.dll" Alias "FindWindowA" (ByVal lpClassName As Any, ByVal lpWindowName As Any) As Long

Declare Function DestroyWindow Lib "user32.dll" (ByVal hwnd As Long) As Long

Private Sub CommandButton3_Click()

Dim hwnd As Long, retval As Long

Dim temp As String

hwnd = FindWindow(CLng(0), temp) " look for the window

retval = DestroyWindow(hwnd)

Работа с реестром

В Windows 9х и Windows NT, a также приложениях, работающих под их управлением, используется специальная база данных, в которой хранится требуемая для выполнения программ информация: данные о компьютере, на котором инсталлировано программное обеспечение, о пользователях, об установленных аппаратных средствах и т. д. Эта база данных называется реестром. Для доступа к реестру из VBA используются функции Win32 АРI. Кроме того, чтобы просмотреть и отредактировать реестр вручную, можно запустить программу REGEDIT (REGEDT32 для Windows NT).

Перед рассмотрением функций, используемых для работы с реестром, опишем реестр и его структуру.

Структура реестра

Реестр имеет структуру дерева. В нем имеются шесть основных поддеревьев (пять в Windows NT). Элементы реестра называют ключами. Ключ может иметь подключи, а подключи - включать дополнительные ключи, например HKEY_CURRENT_USER\ControlPanel\ Accessibility.

Данные в реестре используются приложениями и операционной системой способами:

Иногда в приложении требуется просто проверить существование ключа. Например, приложение ищет ключ HKEY_CURRENT_CONFIG\Display\Settings и не проверяет наличие в нем подключей или параметров.

В других случаях требуется использовать данные, хранящиеся под ключом. Под ключами содержатся двоичные или строковые параметры и их значения. Каждый ключ имеет значение по умолчанию, а также любое число именованных значений.

Ключи реестра

В верхней части дерева реестра имеются шесть основных ключей. Рассмотрим каждый из них:

HKEY_LOCAL_MACHINE. Под данным ключом хранятся данные, описывающие установленные на компьютере аппаратные средства и программное обеспечение.

HKEY_CURRENT_CONFIG. Под данным ключом хранится информация о конфигурации установленных на компьютере аппаратных средств.

HKEY_DYN_DATA (только Windows 9х). Под данным ключом хранится информация об установленных на компьютере самонастраивающихся устройств Plug и Play.

HKEY_CLASSES_ROOT. Под данным ключом хранится информация установленном на компьютере программном обеспечении, включая данные, используемые операционной системой.

HKEY_USERS. Под данным ключом хранится информация о пользователях.

HKEY_CURRENT_USER. Под данным ключом хранится информация о текущем пользователе.

Использование VBA для доступа к реестру с помощью функций Win32 API

В VBA можно управлять реестром с помощью функций Win32 API, например:

Создать новые ключи в реестре

Экспортировать реестр в файл

Импортировать данные реестра из внешнего файла

Описания, константы и типы данных реестра

При рассмотрении нижеприведенных примеров предполагается, что описаны функции, константы и типы данных, используемые в подпрограммах Win32 API, которые работают с реестром.

Открытие ключа

Чтобы работать с ключами реестра, необходимо предварительно открыть их. При открытии ключа возвращается его дескриптор. Как уже отмечалось ранее, для ссылки на данные можно использовать их дескриптор, в данном случае для доступа к ключу используется дескриптор ключа. Для открытия ключа используется функция RegOpenKey (), которая возвращает значение, указывающее на то, было ли ее выполнение успешным или нет. Кроме того, данная функция присваивает своему аргументу дескриптор ключа. Покажем пример использования функции RegOpenKey (). В программе выводится число 0 в окне отладки, если при выполнении функции не возникло ошибок, а также отображается значение параметра hSubKeyHandle, который является дескриптором ключа

Программа открытия ключа:

Public Sub OpenRegistryKeyDemo()

Dim lReturn As Long

Dim sSubKey As String

Dim hSubKeyHandle As Long

lReturn = RegOpenKey&(HKEY_LOCAL_MACHINE, "Config", hSubKeyHandle)

Debug.Print lReturn

Debug.Print hSubKeyHandle

Чтение значения параметра реестра

Получив дескриптор ключа, можно извлечь значение параметра реестра. При этом можно прочитать как значение параметра по умолчанию, так и величину любого именованного аргумента. Для чтения значения параметра реестра используется одна из двух функций:

Функция RegQueryValueO. Извлекает значение параметра по умолчанию

Функция RegQueryValueEx (). Извлекает значение именованного параметра.

Чтобы получить значение именованного параметра, используйте функцию RegQueryValueEx(). Например, под ключом HKEY_CURRENT_СОNFIG\Display\Settings имеется параметр Resolution, в котором хранится разрешение экрана. В программе показан пример чтения значения именованного параметра. Программа требует некоторых пояснений:

Функция RegOpenKey () используется для получения дескриптора требуемого ключа. Дескриптор передается в функцию RegQueryValueEx ().

Строковый параметр инициализируется до вызова функции, которая читает значение параметра реестра.

Третий аргумент функции RegQueryValueEx () зарезервирован для использования Windows, ему требуется присвоить значение 0.

Четвертый аргумент функции RegQueryValueEx () используется для задания типа возвращаемых данных. Возможные значения смотрите в списке констант реестра. Поскольку возвращаемая величина является строкой, необходимо указать константу REG_SZ, которая задает заканчивающуюся символом Null строку.

Public Sub GetRegistryNameValueDemo ()

Dim lReturn As Long

Dim sSubKey As String

Dim hSubKeyHandle As Long

Dim sValue As String

Dim lSize As Long

SValue=String$(lSize, 0)

lReturn = RegOpenKeyEx(HKEY_CURRENT__CONFIG, Display\Settings", 0, _ KEY_ALL_ACCESS, hSubKeyHandle)

If lReturn<> 0 Then Exit Sub

lReturn = RegQueryValueEx(hSubKeyHandle, "Resolution", 0, REG_SZ, _ sValue, lSize)

Debug.Print sValue

Создание ключа

Реестр используется не только операционной системой и большими приложениями. Даже в маленькой программе VBA можно сохранить в реестре требуемые данные. При этом, наверное, понадобится создать ключ, выбрав и его хранения любой из основных ключей.

Функция RegCreateKey () используется для создания ключа реестра. Кроме того, для этого применяется функция CreateRegKeyEx (), которая имеет большее число аргументов, например, параметры, гадающие защиту.

С помощью функции RegCreateKey () можно создать как один, так и структуру из нескольких ключей, например, добавить ключ "NEWKEY" под ключ HKEY_CURRENT_USER, или создать структуру KEYONE\KEYTWO\KEYTHREE под ключом HKEY_CURRENT_USER. В программе показано создание структуры разделов под ключом HKEY_LOCAL_MACHINE.

Программа создания ключей реестра

Public Sub CreateRegistryKeyDemo ()

Dim lReturn As Long

Dim sSubKey As String

Dim hSubKeyHandle As Long

sSubKey = "SOFTWARE\Использование VBA\Win32 API\Обзор"

lReturn = RegCreateKey& (HKEY_LOCAL_MACHINE, sSubKey, _ hSubKeyHandle)

Установка значения параметра

Для установки значений параметров реестра по умолчанию используется функция RegSetValue (), а для задания величин именованных параметров- функция RegSetValueEx(). Необходимо отметить, что функцию RegSetValueExО можно применять, например, для установки значений именованных параметров ключа, созданного предыдущей программой. В следующей программе показано использование функции RegSeiValue(). Перед установкой значений требуется открыть ключ, под которым находится требуемый параметр. Единственным исключением из этого правила являются параметры реестра, которые хранятся под одним из шести основных ключей (пяти в Windows NT). В этом случае следует задать имя ключа (например, HKEY_LOCAL_MACHINE), а не дескриптор ключа в качестве первого параметра функции RegSetValue ().

Программа требует некоторых пояснений:

Имя параметра и устанавливаемое значение непосредственно передаются в функцию RegSetValueEx ().

Переменная lValueSize задает длину присваиваемого параметру строкового значения.

В качестве четвертого аргумента функции RegSetValueEx () требуется задать тип устанавливаемого значения (REG_SZ). Список констант, соответствующих допустимым типам, приводится в разделе "Описания, константы и типы данных реестра".

Третий аргумент функции RegSetValueEx () всегда равен 0.

Public Sub SetRegistryValue ()

Dim lReturn As Long

Dim hSubKeyHandle As Long

Dim sSubKeyName as String

Dim sValueName As String

Dim sValue As String

sSubKeyWame = "SOFTWARE\Использование VBA\Win32 API\Обзop"

"Открытие ключа и получение его дескриптора

lReturn = RegOpenKey(HKEY_LOCAL_MACHINE, sSubKeyNaine, hSubKeyHandle)

If lresult <> 0 Then Exit Sub

"Установка первого значения

sValueMame = "Скучно?"

sValue = "Нет"

lValueSize = Len (sValue)

" Установка второго значения

lsValueName = "Весело?"

sValue = "Конечно"

lValueSize = Len (sValue)

lReturn = RegSetValueEx (hSubKeyHandle, sValueName, 0, REG_SZ, sValue, lValueSize)

Наверное, не нужно объяснять, что многие пользователи частенько в самый неподходящий момент наблюдают на экране монитора сообщение о том, что какой-то исполняемый файл Давайте посмотрим, что такое Win32 и почему возникают ошибки архитектуры или файловой системы. Рассмотрев эти два вопроса, можно будет найти решение проблемы несоответствия приложения данному стандарту.

Что такое Win32

Если говорить о понятии в целом, обычно его относят к архитектуре «операционки» и приложений, поддерживаемых в ней для запуска и работы.

Из истории создания операционных систем известно, что сначала они были 8- и 16-битными, чуть позднее трансформировались в 32-битные и, наконец, в 64-битные. Наравне с эволюцией принципов работы самих «операционок» изменялись и файловые системы. Самой распространенной до недавнего времени считалась Она завоевала такую популярность, что до сих пор разработчики IT-гиганта Microsoft не исключают ее поддержку в новейших версиях ОС Windows.

Кстати, понятие того, что такое Win32, в равной степени применимо и к «операционкам» типа XP и Vista, поскольку даже при наличии пришедшей на смену FAT32, все равно версии самих ОС в плане архитектуры оставались 32-разрядными.

С появлением Windows 7 был осуществлен переход на архитектуру 64 бита, однако для пользовательской установки можно найти и 32-битную версию любой из четырех сборок «семерки».

Почему возникают ошибки

Теперь рассмотрим всех волнующий вопрос, что такое «Не является Win32-приложением» (такой-то и такой-то установочный или исполняемый компонент). Во-первых, самой простой причиной можно назвать сам файл, созданный, допустим, в Linux или Mac OS X, который, естественно, во всех системах Windows просто не распознается по причине того, что «операционка», так сказать, не знает, что это за компонент и чем его открыть. Очень часто такие ситуации можно наблюдать при работе с образами дисков типа.dmg или некоторыми архивными данными.

С другой стороны ошибки могут возникать и с «родными» приложениями Windows. Отвечая на вопрос о том, Win32, стоит отметить, что это программа, динамическая библиотека или драйвер, изначально созданные с использованием архитектуры 32 бита. Теперь, наверное, понятно, что 64-битное приложение или драйвер в 32-битной системе работать не будет.

Реже встречаются ошибки открытия исполняемых файлов или архивов. Тут проблема может заключаться в том, что файл не был загружен (скопирован) целиком или при этом произошли сбои. В этом случае система точно так же может выдавать сообщение о несоответствии формата или типа открываемого файла требованиям самой системы.

Простейшие методы устранения ошибок

Однако методов устранения таких неполадок существует очень много. Простейшим решением может стать загрузка из сети Интернет специализированного файла Win32.reg с его последующим запуском.

Что такое файл системного реестра, который вносит в него специфичные записи и ключи, позволяющие упростить процесс открытия проблемных приложений.

Иногда ситуация может быть связана с несоответствием файловых систем. В этом случае понадобится произвести форматирование диска или раздела с применением, например, FAT32 (особенно при переходе с ОС 64 бита на 32 бита).

Бывают ситуации, когда требуется обновление Microsoft .NET Framework, где в настройках платформы нужно указать поддержку абсолютно всех процессоров, включая x86. В общем, примеров можно приводить достаточно много.

Если это вирус

Самым неприятным случаем возникновения сбоев подобного характера является воздействие вирусов и вредоносных кодов, которые маскируются под системные службы, отвечающие за запуск или вызов 32-битных приложений типа rundll32, svchost и т.д.

Рассмотрим одну из самых известных угроз. Что такое Trojan:Win32 (Gatak или еще какая-либо модификация)? Да, обычный компьютерный который, используя бреши в системе безопасности, пытается получить доступ к компьютеру удаленного пользователя с целью кражи информации или получения над компьютерным терминалом полного контроля.

Тут уж точно в своем распоряжении нужно иметь качественный штатный антивирус или максимальное мощное средство проверки системы в (например, Kaspersky Virus Removal Tool или Rescue Disc), поскольку иногда стандартными методами отследить появление угрозы в системе не представляется возможным.

Заключение

Вот, собственно, хоть и кратко, мы рассмотрели вопрос о том, что такое Win32. Конечно, информация подана в сжатом виде, однако рядовому пользователю лезть в дебри программирования и понимания принципов использования архитектуры «операционки» или файловой системы и не нужно. В крайнем случае достаточно выяснить проблему возникновения ошибок и выбрать методику их устранения.

Все программы Win32 имеют схожий интерфейс: окно с заголовком, границами, системным меню, кнопками “закрыть”, “свернуть” “развернуть/восстановить” и рабочей областью. Окно можно переместить мышью, потянув за заголовок, можно изменить его размеры, перемещая границы. Рабочая область часто содержит меню, панель(и) инструментов. ОС работает с ресурсом через его объект, а пользователь работает с окнами.

Приложения

Работа с окном

• Работа в окне

Оснастка – ПО, устанавливаемое в комплекте с ОС. В нее входит рабочее окно – desktop: кнопка Start, My Computer, Recycle Bin, My Documents… Также устанавливается дополнительный набор программ – notepad, paint, explorer, find, служебные программы (scandisk, defrag, system information), …

Работа с оборудованием. Профили оборудования.

Control Panel  Device Manager (Диспетчер устройств)

Свойства (общие, драйвер, ресурсы), добавить , удалить .

Control Panel  Мастер установки оборудования

Все устройства делятся на наследованные (автоматически не распознаются), PnPработают не полностью,PnPполностью работают. Устройство,BIOSи ОС должны поддерживатьPnP, иначе устройство не будетPnP.

ControlPanelУстановка принтера

Сначала установить ПО, потом принтер, либо установить драйвер без присутствия принтера.

ControlPanelSystemПрофили оборудования

Профили оборудования помогают ускорить работу. Вступают в силу после перезагрузки.

Пользовательские настройки среды Windows. Профили пользователя.

ControlPanelPasswords

Можно установить один профиль для всех пользователей

ControlPanelUsers

В профиль пользователя входят:

• Избранное

  Звуковое сопровождение

  Language и International Standards

Единица размера (кегля) – пункт – 1/32 дюйма, ~0.36 мм. Шрифты из одного семейства различаются какими-либо параметрами. Они бывают пропорциональными и непропорциональными.Кернинг – размещение букв таким образом, чтобы расстояние между ними казалось одинаковым.

Эффекты – Bold , Italic , Underlined , Strike out …

Типы шрифтов Microsoft:

Битовые (растровые) FON

Векторные FON(Используются геометрические единицы)

TrueTypeTTF(Используются математические формулы)

Кроме того:

PostScriptработают быстро, но для каждого параметра нужен свой растр (Mac,Adobe)

1. Настройка производительности среды Windows.

   Видеосистема

Уровень использования аппаратного ускорения

Разрешение экрана

Рисунок на рабочем столе, различные эффекты

Файловая система

ControlPanelSystemПроизводительность

Настройка кэша на чтение и запись.

Имена в формате 8.3

Дефрагментация диска

Печать

ControlPanelPrinter

Печатать после загрузки одной страницы или всего документа

Виртуальная память

ControlPanelSystemПроизводительность

Файл подкачки – для памяти, вытесняемой из RAM. Авто-выбор зависит от размера свободно пространства.

1. Характеристика приложений. Поддержка приложений Win32.

Win32,Win16,DOS16 – три вида приложений. Все программыWin32 выполняются в одной виртуальной машине.

Приложения Win32:

Формат EXEPE

Стандарт API(стандартные средства интерфейса и функции ядра)

Поддержка работы в сети

Поддержка механизма OLE(хранение объектов различных приложений в одном документе,OLEпривязано к структуре каталогов, следовательно, плохо переносимо)

Поддержка P&P

Стандартная установка и удаление