X13UIT - Paměť a souborový systém

1. X13UIT- Paměť a souborový systém Ing. Martin Molhanec, CSc.

2. Paměť • Je rychlá • Vykonávají se v ní programy • Čím je větší, tím více programů so do ní vejde současně! • Pokud je málo paměti je možné • Využívat programové překrývání (overlay) • Virtuální paměť (swap soubor) • To ovšem činnost počítače zpomaluje! • Je lepší mít více paměti, než rychlejší procesor!!!!

3. Paměť pod MS DOSem • MS DOS pracuje v reálném módu procesoru 8086 • Proto je k dispozici pouze 1MB RAM • Z toho je pro OS a programy dostupných pouze 640kB! • Slavná věta Billa Gatese: „Nikdo nebude přeci potřebovat více než 640kB RAM“! • Velice brzy se zjistilo, že je to velice málo!!!

4. MS DOS memory map Zde je MS DOS, jeho proměnné a proměnné BIOSu

5. MS DOS memory map Zde mohou běžet naše aplikace Zde je MS DOS, jeho proměnné a proměnné BIOSu

6. MS DOS memory map Paměťově mapovaná VIDEO RAM Zde mohou běžet naše aplikace Zde je MS DOS, jeho proměnné a proměnné BIOSu

7. MS DOS memory map Od karet typu EGA je zde také jejich BIOS Paměťově mapovaná VIDEO RAM Zde mohou běžet naše aplikace Zde je MS DOS, jeho proměnné a proměnné BIOSu

8. MS DOS memory map PC XT zde měli HDD BIOS Od karet typu EGA je zde také jejich BIOS Paměťově mapovaná VIDEO RAM Zde mohou běžet naše aplikace Zde je MS DOS, jeho proměnné a proměnné BIOSu

9. MS DOS memory map Zde je PC BIOS PC XT zde měli HDD BIOS Od karet typu EGA je zde také jejich BIOS Paměťově mapovaná VIDEO RAM Zde mohou běžet naše aplikace Zde je MS DOS, jeho proměnné a proměnné BIOSu

10. MS DOS – low memory Vektory přerušení

11. MS DOS – low memory IO.SYSnižší vrstva OS Vektory přerušení

12. MS DOS – low memory MSDOS.SYSvyšší vrstva OS IO.SYSnižší vrstva OS Vektory přerušení

13. MS DOS – low memory COMMAND:COMpříkazový interpreter MSDOS.SYSvyšší vrstva OS IO.SYSnižší vrstva OS Vektory přerušení

14. MS DOS – low memory COMMAND.COMpříkazový interpreterdočasná overlay COMMAND:COMpříkazový interpreter MSDOS.SYSvyšší vrstva OS IO.SYSnižší vrstva OS Vektory přerušení

15. MS DOS – low memory COMMAND.COMpříkazový interpreterdočasná overlay Místo pro programyTPATransient Program Area COMMAND:COMpříkazový interpreter MSDOS.SYSvyšší vrstva OS IO.SYSnižší vrstva OS Vektory přerušení

16. MS DOS – low memory DEVICE DRIVERS Device drivers se natahují při zpracování souboru CONFIG.SYS. Umožňují zejména připojení různých nestandardních periferií k MS DOS. Například CD ROM, SCSI, atp.

17. MS DOS – low memory TSR (Terminate State Resident)Jsou prográmky, které zůstávají v paměti (většinou se natahují při zpracování souboru AUTOEXEC.BAT) a rozšiřují možnosti MSDOS. Například podpora češtiny, atp. TSR DEVICE DRIVERS Device drivers se natahují při zpracování souboru CONFIG.SYS. Umožňují zejména připojení různých nestandardních periferií k MS DOS. Například CD ROM, SCSI, atp.

18. MS DOS – low memory Čím dál méně paměti pro naše aplikace!!!! TSR (Terminate State Resident)Jsou prográmky, které zůstávají v paměti (většinou se natahují při zpracování souboru AUTOEXEC.BAT) a rozšiřují možnosti MSDOS. Například podpora češtiny, atp. TSR DEVICE DRIVERS Device drivers se natahují při zpracování souboru CONFIG.SYS. Umožňují zejména připojení různých nestandardních periferií k MS DOS. Například CD ROM, SCSI, atp.

19. MS DOS – low memory • Problém s pamětí vznikal zejména • V síťovém prostředí • Bylo nutné zavést ovladače síťové karty a OS Novell Netware • Při použití nestandardních periferií • CD-ROM, SCSI, … • V českém prostředí • Česká klávesnice, české fonty do videokarty, české ovladače do tiskárny, atp.

20. MS DOS – low memory • Problém s pamětí vznikal zejména • V síťovém prostředí • Bylo nutné zavést ovladače síťové karty a OS Novell Netware • Při použití nestandardních periferií • CD-ROM, SCSI, … • V českém prostředí • Česká klávesnice, české fonty do videokarty, české ovladače do tiskárny, atp. Použití procesoru 80286, 80386,… toto neřeší, protože MS DOS pracuje pouze v reálném módu, čili módu procesoru 8086!!!

21. Expanded Memory - EMS Paměť expanded, čili rozšířená, také EMS (Expanded Memory Specifikation) se stránkuje do volného paměťového prostoru PC mezi 640kB až 1MB.

22. Expanded Memory - EMS Paměť expanded, čili rozšířená, také EMS (Expanded Memory Specifikation) se stránkuje do volného paměťového prostoru PC mezi 640kB až 1MB. Stránkují se vždy 4 stránky o 16kB do rámce (frame) o velikosti 64kB. Většinou od 0xE000.

23. Expanded Memory - EMS Specifikace ve verzi 3.2 byla navržena firmami Lotus, Intel a Microsoft, proto se mluví také o specifikaci EMS LIM.

24. Expanded Memory - EMS Specifikace ve verzi 3.2 byla navržena firmami Lotus, Intel a Microsoft, proto se mluví také o specifikaci EMS LIM. Je zřejmé, že paměť EMS bylo možné užívat už u počítačů typu IBM PC s procesorem 8086, protože se jednalo HW kartu!!!

25. Expanded Memory - EMS Nevýhoda: složité programování!

26. Expanded Memory - EMS Nevýhoda: složité programování! Poznámka:paměť se nazývá expanded (rozšířená). EMS je označení specifikace jejího rozhraní!!!

27. Expanded Memory - EMS EEMS (Enhanced Expanded Memory Specifikation) Je vylepšená specifikace firmamiAST, Quadram and Ashton-Tate. Umožňuje mapovat až 64 stránek současně do prostoru 0 až 1MB. První čtyři stránky se ovšem musejí z důvodů kompatibility mapovat do 64kB okna.

28. Expanded Memory - EMS EEMS (Enhanced Expanded Memory Specifikation) Je vylepšená specifikace firmamiAST, Quadram and Ashton-Tate. Umožňuje mapovat až 64 stránek současně do prostoru 0 až 1MB. První čtyři stránky se ovšem musejí z důvodů kompatibility mapovat do 64kB okna. EMS 4.0 je specifikace od LIM, která zahrnuje a rozšiřuje EEMS a EMS.

29. Paměť EMS • Je v MS DOS zpřístupněna pomocí ovladače zaváděného při zpracování souboru CONFIG.SYS! • Nemohou v ní běžet programy! • Mohou se v ní ukládat pouze data. • Od procesoru 80286 a výše se emuluje softwarově z paměti prodloužené (extended) dle specifikace XMS!!! • Při užití procesoru 80286 se buď: • Kopírovala paměť nad 1MB dolu pod 640kB. Bylo nutné však přepínat do chráněného módu. • Nebo se využíval čipset pro stránkování, podobně jako to umí 80386. • Při užití procesoru 80386 a vyšším se využívala jeho schopnost stránkování paměti. • Dala se také emulovat softwarově z diskové paměti. Toto bylo pouze nouzové řešení, protože paměť na disku je velice pomalá!

30. Paměť EMS

31. Extended Memory - XMS Extended (prodloužená) paměť existuje u procesorů 80286 a výše. Je to paměť nad 1MB!

32. Extended Memory - XMS Extended (prodloužená) paměť existuje u procesorů 80286 a výše. Je to paměť nad 1MB! V MS DOS však není přímo přístupná! Protože ten pracuje pouze v reálném módu!

33. Extended Memory - XMS Extended (prodloužená) paměť existuje u procesorů 80286 a výše. Je to paměť nad 1MB! V MS DOS však není přímo přístupná! Protože ten pracuje pouze v reálném módu! Přístup k paměti je definován pomocí XMS (Extended Memory Specification), která byla vytvořena firmou Microsoft.

34. Paměť XMS • Je v MS DOS zpřístupněna pomocí ovladače zaváděného při zpracování souboru CONFIG.SYS! • Nemohou v ní běžet programy! • Mohou se v ní ukládat pouze data. • Při užití procesoru 80286 se buď: • Kopírovala paměť nad 1MB dolu pod 640kB. Bylo nutné však přepínat do chráněného módu. • Nebo se využíval čipset pro stránkování, podobně jako to umí 80386. • Při užití procesoru 80386 a vyšším se využívala jeho schopnost stránkování paměti. • Částí paměti XMS je paměť HMA. • Z paměti XMS se dá emulovat paměť EMS! • Pak se dá využít na vytváření UMB!

35. HMA – High Memory Area HMA paměť je první 64kB blok paměti nad 1MB! Je dostupný v reálném módu díky chybě procesoru (přetečení adresy).

36. HMA – High Memory Area HMA paměť je první 64kB blok paměti nad 1MB! Je dostupný v reálném módu díky chybě procesoru (přetečení adresy). Aktivace bitu A20 adresové sběrnice se děje přes čip klávesnice!!!

37. UMB – Upper Memory Blocks UMB (Upper Memory Blocks) nebo také UMA (Upper Memory Area) je paměť mezi 640kB a 1MB, která se dá v MS DOS využít pro běh programů.

38. UMB – Upper Memory Blocks UMB (Upper Memory Blocks) nebo také UMA (Upper Memory Area) je paměť mezi 640kB a 1MB, která se dá v MS DOS využít pro běh programů. Dá se získat na mapováním paměti dle specifikace EMS 4.0 nebo EEMS do prázdných míst mezi 640kB až 1MB!

39. UMB – Upper Memory Blocks UMB (Upper Memory Blocks) nebo také UMA (Upper Memory Area) je paměť mezi 640kB a 1MB, která se dá v MS DOS využít pro běh programů. Dá se získat na mapováním paměti dle specifikace EMS 4.0 nebo EEMS do prázdných míst mezi 640kB až 1MB! • 8086 – je nutná HW EEMS karta. • 80286 – je nutný mapovací čipset. • 80386 – využívá stránkování CPU.

41. EMS a XMS poskytovatelé • Microsoft • HIMEM.SYS – XMS, HMA • EMM386.EXE – EMS, UMB • Quarterdeck (Stealthing) • QRAM – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80286 • QEMM – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80386 • Qualitas (VGAswap) • 386MAX – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80386 • Helix (Cloaking) • Netroom – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80386

42. EMS a XMS poskytovatelé • Microsoft • HIMEM.SYS – XMS, HMA • EMM386.EXE – EMS, UMB • Quarterdeck (Stealthing) • QRAM – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80286 • QEMM – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80386 • Qualitas (VGAswap) • 386MAX – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80386 • Helix (Cloaking) • Netroom – EMS, XMS, HMA, UMB pro 80386 VIDRAM V textovém režimu se dá jako paměť pro programy využít paměť grafického adapteru! Místo 640kB je pak 720kB!

43. MS DOS paměť v OS MS Windows • W9x • Velikost paměti v DOS okénku je závislá na velikosti paměti, která byla k dispozici při spouštění Windows!!! • Je tedy stále důvod pro optimalizaci! • Na straně druhé, většinu speciálních driverů můžeme zavést až ve Windows (síť, čeština, atp.). • NT, W2K, XP,… • DOS okénko je pouze emulované, všechny drivery jsou mimo, jsou ve Windowsech.

44. MS DOS paměť v OS MS Windows • W9x • Velikost paměti v DOS okénku je závislá na velikosti paměti, která byla k dispozici při spouštění Windows!!! • Je tedy stále důvod pro optimalizaci! • Na straně druhé, většinu speciálních driverů můžeme zavést až ve Windows (síť, čeština, atp.). • NT, W2K, XP,… • DOS okénko je pouze emulované, všechny drivery jsou mimo, jsou ve Windowsech.

45. Windows 95 Díky virtualizaci jsou problémy s málem paměti odstraněny?

46. Windows 95 Díky virtualizaci jsou problémy s málem paměti odstraněny? • Není bohužel pravda. • Existují některá fixní omezení. • Neuvolňování paměti. • Špatná práce přidělování paměti pro programy a cache.

47. Windows 95, NT, W2K, … Díky virtualizaci jsou problémy s málem paměti odstraněny? Tento základní model zachovávají i OS typu NT. Současný uživatel do přidělování paměti nevidí a nemůže je příliš snadno ovlivnit. • Není bohužel pravda. • Existují některá fixní omezení. • Neuvolňování paměti. • Špatná práce přidělování paměti pro programy a cache.

48. KONEC paměti

49. Souborový systém IBM PC Ing. Martin Molhanec, CSc.

50. Co je to souborový systém? • Je to způsob organizace dat na hromadných mediích. • Základními pojmy jsou: • Soubor – označuje jménem určitá data (textová, binární, obrázky, programy,…) • Adresář – označuje jménem množinu souborů a adresářů. • Existuje velké množství souborových systémů – budeme se věnovat přednostně souborovým systémům FAT a NTFS od firmy Microsoft, které jsou užívány na osobních počítačích typu IBM PC.