Операционные системы "тонких" клиентов (стр. 4 из 27)

Для базы данных может быть создано до 4 индексов быстрого поиска - каждый по значению какого-либо одного поля. При открытии базы данных (системный вызов CeOpenDatabaseEx) может быть указан один из этих четырех индексов, и в течение этого сеанса работы с базой данных используется только индекс, заданный при открытии. Прежде, чем читать или писать запись базы данных, ее следует найти. Системный вызов CeSeekDatabase ищет в базе данных запись, поиск может задаваться: по абсолютному или относительному значению поля, по абсолютному или относительному номеру в заданном при открытии базы данных индексе, по идентификатору объекта-записи. Если запись найдена, указатель поиска устанавливается на эту запись. Последующие операции чтения или записи оперируют с той записью, на которую установлен указатель поиска. Работа с содержимым базы данных выполняется при помощи системных вызовов CeReadRecordPropsEx и CeWriteRecordProps. Эти вызовы позволяют соответственно читать поля записи или записывать поля в запись. Для определения того, с какими именно полями работает системный вызов, должен быть определен массив идентификаторов полей. Чтение значений полей записи может выполняться не только в локальную кучу программы, но и в любую доступную программе область памяти.

Реестры Windows CE хранят конфигурационные установки: данные о приложениях, драйверах, настройки пользователей и т.п. Реестры организованы в иерархическую структуру с ключами и значениями. Ключ может содержать значение или другие ключи - в этом ключ подобен каталогу файловой системы. В иерархической структуре ключей возможно не более 16 уровней. Windows CE поддерживает три "корневых" ключа, в которые записываются другие ключи, задающие параметры соответствующего типа:

HKEY_LOCAL_MACHINE - данные о конфигурации аппаратуры и о драйверах;

HKEY_CURRENT_USER - конфигурационные данные пользователя;

HKEY_CLASSES_ROOT - конфигурационные данные приложений.

Ограничение на длину ключа - 255 символов, ограничение на размер значения - 4 Кбайт. Для работы с реестрами используется API Win32.

Windows CE продолжает развиваться, но наряду с этой ОС фирма Microsoft предлагает также Windows NT Embedded. Последняя обеспечивает примерно ту же функциональность, но ориентированную не на карманные ПК, а на вычислительные устройства, встраиваемые в различную аппаратуру и строится на ядре Windows NT. Эта технология развивается в новой версии ОС для встроенных применений - Windows XP Embedded. Эта ОС строится на базе ядра Windows 2000 (Windows NT 5) и обеспечивает функциональность, аналогичную Windows CE и Windows NT Embedded. Основное нововведение в Windows XP Embedded - развитая библиотека компонентов и средства разработки приложений.

7.4 Новые тенденции встроенных ОС

Ограниченность ресурсов тонких клиентов определила то обстоятельство, что ОС таких устройств, во-первых, чрезвычайно экономны в потреблении ресурсов, во-вторых, являются ОС реального времени. Основным признаком ОС реального времени является иерархия приоритетов прерываний и возможность приостанова обработки текущего прерывания при поступлении прерывания с более высоким приоритетом. Поскольку прерывания сигнализируют о внешних событиях, указанное свойство позволяет ОС реального времени своевременно реагировать на такие события. И PalmOS, и Windows CE являются ОС реального времени. Большинство других ОС, используемых как встроенные, также подходят под это определение (например, QNX). Однако, развитие аппаратных средств - увеличение быстродействия, разрядности, объемов памяти приводит к тому, что в качестве встроенных начинают использоваться "облегченные" версии стандартных ОС [33]. При высоком быстродействии аппаратуры эти ОС позволяют обеспечить приемлемое время реакции даже не для приоритетных прерываний. Использование большей ОС и большего количества памяти, чем требует ОС реального времени, обходится дороже, но, во-первых, позволяет добавлять в системы больше возможностей, а во-вторых, позволяет сократить сроки разработки за счет применения инструментальных средств стандартных ОС и привлечения разработчиков, не обладающих специфическим опытом разработок для ОС реального времени.

Например, технология Microsoft Windows NT Embedded для встроенных ОС развивается в новой версии ОС для встроенных применений - Windows XP Embedded. Эта ОС строится на базе ядра Windows 2000 (Windows NT 5) и обеспечивает функциональность, аналогичную Windows CE и Windows NT Embedded. Основное нововведение в Windows XP Embedded - развитая библиотека компонентов и средства разработки приложений. Хотя по некоторым сообщениям от фирмы Microsoft Windows XP Embedded должна быть основным предложением фирмы для мобильных и встроенных систем, еще до конца 2002 года фирма планирует выпустить ОС Windows CE .Net.

Заметной фигурой на рынке встроенных ОС стала также ОС Linux. ОС Linux модульная в своей основе. Ядро (фундаментальные элементы ОС, такие как управление памятью и файлами) занимает примерно один 1 Мбайт. Оно может быть легко выделено и дополнено модулями, подходящими для встроенных систем. Linux как ОС Открытого Кода предоставляет множество привлекательных возможностей для производителей и разработчиков и, конечно же, рассматривается ими как альтернатива Microsoft.

Таким образом, можно указать на две тенденции в развитии встроенных ОС. Одна, представляемая PalmOS, характеризуется прежде всего экономичностью и некоторым аскетизмом в возможностях, другая, представляемая, например, Windows XP, - более затратным отношением к ресурсам, но и большими возможностями для пользователя, выражающимися прежде всего в широком использовании мультимедийных средств. Естественно, развитие аппаратных средств делает более перспективной вторую тенденцию. Очевидно, что фирма Palm также не собирается оставаться в стороне от общего потока, о чем свидетельствует, например, приобретение ею в 2001 г. технологии BeOS, известной своими мультимедийными возможностями, апробированными также и во встроенных применениях. Однако, как бы интенсивно не развивались аппаратные ресурсы, всегда на рынке будет сохраняться устойчивый спрос на более дешевые и более экономичные решения, таким образом, опыт и технологии PalmOS не останутся невостребованными.

Глава 8. Операционные системы фирмы Apple

8.1 Фирма Apple и компьютеры Macintosh

История Apple является хрестоматийным примером того, как талант и предприимчивость приносят успех. Персональный компьютер, собранный в гараже Стивом Возняком и Стивом Джобсом, послужил основой для создания в 1976 г. фирмы Apple Computer Company и компьютера Macintosh. Хотя более чем 25-летняя история фирмы далеко не безоблачна, она переживала взлеты и падения, можно утверждать, что во все периоды своей деятельности фирма имела собственную концепцию персональных вычислений, и продукция Apple по качеству и по функциональным возможностям опережала конкурентов. Фирма выжила в конкурентной борьбе как с супергигантами компьютерной индустрии, так и с конкурентами, чей стиль борьбы на рынке никак нельзя назвать честным, и в настоящее время компьютеры Apple являются единственной реальной альтернативой платформе Wintel в настольных вычислениях.

Хотя компьютеры Apple являются компьютерами универсального назначения, их аппаратное и программное оснащение средствами обработки мультимедийной информации всегда было несколько избыточным для "рядового" покупателя. Конечно, это утверждение можно оспаривать, но то, что большинство таких пользователей предпочли более дешевую платформу Intel+Windows - очевидный факт. Как и то, что пользователи, профессионально работающие в области дизайна, издательской деятельности и в других областях, связанных с обработкой мультимедийной информации, предпочитают Macintosh. Следует отметить, что при более высокой стартовой цене компьютеры Apple в итоге обходятся своим покупателям дешевле, так как дольше сохраняют свою пригодность, и их пользователи избавлены от того беличьего колеса непрерывных модернизаций, в котором вынуждены крутиться пользователи Wintel.

Компьютеры Macintosh первоначально базировались на процессорах Motorola 680x0 (M68K), внедряя новые поколения этих процессоров. В 1992 г. в результате совместного проекта фирм Apple, IBM и Motorola был разработан процессор PowerPC, и семейство компьютеров Macintosh разделилось на две ветви - одна на процессорах M68K, другая - процессорах PowerMac, также выпускаемых фирмой Motorolla. В настоящее время все новые модели Macintosh базируются на PowerMac.

Программное обеспечение Macintosh, как и аппаратное, в значительной степени ориентировано на предоставление пользователям развитых мультимедийных возможностей. Графический пользовательский интерфейс компьютеров Apple служит образцом для всех других систем. Операционная система Mac OS эволюционировала на протяжении долгих лет и лишь в 1998 г. уступила место ОС Mac OS X.

8.2 Mac OS

Хотя в оригинальной документации [28] нам не удалось найти определения архитектуры Mac OS, мы возьмем на себя смелость определить ее как модульно-иерархическую, как представлено на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 Архитектура Mac OS

Систему, по-видимому, можно разделить на несколько подсистем, каждая из которых выполняет управление определенным видом ресурсов (памятью, задачами, файлами, средствами коммуникаций и т.д.). Подсистема состоит из нескольких Менеджеров, каждый их которых обеспечивает более высокий уровень абстракции ресурсов. Менеджеры более высокого уровня используют средства Менеджеров низкого уровня своей подсистемы, а также и других подсистем. API же системы предоставляет доступа к возможностям практически любого уровня абстракции. На рисунке 8.2, например, показана структура подсистемы управления взаимодействием процессов.