Системное программирование в среде Windows
Шрифт:
• Именование и расположение ресурсов. Файлы могут иметь длинные, описательные имена, причем принятая схема именования распространяется также на такие объекты, как устройства, а также объекты синхронизации или межпроцессного взаимодействия. Размещение именованных объектов и управление доступом к ним также являются прерогативой ОС.
• Многозадачность. ОС должна располагать средствами управления процессами, потоками и другими единицами, способными независимо выполняться в асинхронном режиме. Задачи могут планироваться и вытесняться в соответствии с динамически определяемыми приоритетами.
• Взаимодействие и синхронизация. ОС управляет обменом информацией между задачами
• Безопасность и защита. ОС должна предоставлять гибкие механизмы защиты ресурсов от несанкционированного или непреднамеренного доступа и нанесения ущерба системе.
Microsoft Windows Win 32/Win64 API обеспечивает поддержку не только этих, но и множества других средств ОС, и делает их доступными в ряде версий Windows, некоторые из которых постепенно выходит из употребления, а некоторые поддерживает лишь то или иное подмножество полного API.
Эволюция Windows
Windows API поддерживается несколькими версиями Windows. Существование ряда различных версий Windows может вносить некоторую неразбериху, однако с точки зрения программиста все они аналогичны друг другу. В частности, все версии поддерживают подмножества идентичных Windows API. Программы, разработанные для одной системы, без особых трудностей будут выполняются и в любой другой, и при этом обеспечивается переносимость исходных, а в большинстве случаев — и бинарных кодов.
Каждая новая версия в определенной степени расширяла функциональные возможности API, хотя уже с самого начала API в целом отличался замечательной стабильностью. Ниже перечислены главные факторы, которые определяют эволюционное развитие Windows:
• Масштабируемость. Новые версии способны выполняться на более широком спектре систем, включая серверы масштаба предприятия, использующие оперативную память большого объема и запоминающие устройства повышенной емкости.
• Интеграция. Каждый новый выпуск системы интегрирует в себя элементы дополнительных технологий, такие, например, как использование мультимедийных данных или подключение к беспроводным сетям, Web-службы или самонастраивающиеся (plug-and-play) устройства. В целом, рассмотрение этих технологий выходит за рамки данной книги.
• Простота использования. Элементы улучшения внешнего вида графического рабочего стола или средства, упрощающие пользование системой, без труда обнаруживаются в каждом новом выпуске системы.
• Совершенствование API. За время своего существования API был дополнен новыми замечательными возможностями. Именно API является центральной темой данной книги.
Версии Windows
ОС Windows, в виде развивающейся последовательности версий, используется, начиная с 1993 года. Во время написания данной книги на Web-сайте компании Microsoft в качестве основных фигурировали следующие версии:
• Windows XP, включая выпуски Home, Professional и ряд других, которая ориентирована на индивидуальных пользователей. Большинство коммерческих PC, поступающих на рынок на сегодняшний день, включая лэптопы и ноутбуки, поставляются с уже установленной Windows XP соответствующего типа. В рамках данной книги различия между версиями, как правило, существенного значения не имеют.
• Windows Server 2003, которая выпускается в виде продуктов Small Business Server, Storage Server 2003, а также некоторых других, и ориентирована на управление приложениями для предприятий и серверными приложениями. В системах, работающих под управлением Windows Server 2003, часто применяется симметричная многопроцессорная обработка (Symmetric Multiprocessing, SMP),
• Windows 2000, которая доступна в виде выпусков Professional и нескольких разновидностей выпусков Server и по-прежнему широко используется как в персональных, так и в серверных системах. Со временем Windows XP и будущие версии Windows вытеснят Windows 2000, продажа которой уже прекращена.
• Windows Embedded, Windows СЕ и Windows Mobile, которые представляют собой специализированные версии Windows, ориентированы на использование в малых системах, таких, например, как ручные (palmtop) и встроенные (embedded) устройства обработки данных, и предоставляют широкие подмножества возможностей Windows.
Устаревшие предыдущие версии Windows
В настоящее время продолжает использоваться ряд предыдущих версий Windows, которые считаются устаревшими и более не предлагаются или не поддерживаются компанией Microsoft, однако многие, хотя и не все, из обсуждаемых в данной книге примеров будут выполняться и под управлением этих систем. Перечень таких систем, постепенно выходящих из употребления, приводится ниже.
• Windows NT 3.5, 3.5.1 и 4.0, предшествовавшие современным версиям NT и восходящие своими корнями к 1993 году, из которых наибольшей популярностью пользовалась версия Windows NT 4.0, модернизированная с помощью пакета обновлений Service Pack 3 (SP3). Первоначально системы NT предназначались для профессиональных пользователей и серверов, в то время как версиями, распространяемыми для персональных и офисных нужд, служили версии Windows 9x (см. ниже). Первоначально Windows 2000 называлась Windows NT Version 5.0, в связи с чем многие пользователи, имея в виду системы Windows 2000, Windows Server 2003 или Windows XP, все еще употребляют названия Windows NT или Windows NT5. Несмотря на важные исключения, что особенно касается последних глав, под управлением NT Version 4.0 будут корректно, хотя и не всегда оптимально, работать почти все программы из числа тех, которые представлены в данной книге.
• Windows 95, 98 и Windows ME (или просто — Windows 9x,поскольку различия между указанными системами вряд ли могут считаться существенными), которые предназначались главным образом для настольных (desktop) и переносных (laptop) компьютеров и не включали в себя, помимо прочего, средств безопасности Windows NT. В настоящее время эти системы вытесняются системой Windows XP, которая объединяет предоставляемые ими средства со средствами Windows NT. Многие примеры программ, хотя и не все, особенно из числа тех, которые приводятся в начальных главах книги, будут корректно выполняться и под управлением Windows 9x.
Возвращаясь назад в прошлое, можно отметить, что до появления Windows 95 доминировала 16-разрядная ОС Windows 3.1, графический пользовательский интерфейс (Graphical User Interface, GUI) которой можно считать предшественником современных Windows GUI. Вместе с тем, многие важнейшие возможности ОС, такие как истинная многозадачность, управление памятью и средства защиты, она не поддерживала.
Если обратиться к еще более отдаленному прошлому, к концу восьмидесятых годов прошлого столетия, то в качестве исходной "IBM PC-системы можно указать DOS. В DOS имелся всего-навсего простейший интерфейс командной строки, но DOS-команды используются и по сей день. В действительности, большинство из программ, рассматриваемых в данной книге в качестве примеров, написаны в виде консольных приложений и поэтому могут запускаться из командной строки, а для тестирования производительности даже специально предусмотрены пакетные файлы DOS.