|
ارتقاي كرنل ويندوز XP
شركت مايكروسافت تغييرات زيادي را در خصوص بهينه سازي كرنل مايكروسافت
در سيستم عاملهاي سرور Windows.XP و سيستم عامل سرورWindows.NET انجام
داده است. مقاله موجود نگاهي به خصيصه هاي جديد و تغييرات در كرنل اين
نگارش از ويندوزها خواهد انداخت. اين مقاله براي طراحان سيستم و لوازم
جانبي، توسعه دهندگان درايورها و شركتهايي كه محصولاتي بر مبناي اين
سيستمهاي عامل ميسازند مناسب است...
اين مقوله فرض ميكند كه خواننده با مفاهيم مرتبط و مباحث ويندوز 2000
آشنا ميباشد. براي بدست آوري اطلاعات بيشتر در خصوص كيت توسعه ويندوز
به آدرس: http://www.microsoft.com/ddk/ ، يا به كيت توسعه منابع
ويندوز 2000 مراجعه كنيد. (اين اطلاعات همچنين از طريق اشتراك حرفهاي
MSDN و يا انتشارات ميكروسافت در دسترس مي باشد)...
مقدمه
اطلاعات ارائه شده در اين مقوله درخصوص سيستمهاي عامل سرورWindows XP و
سيستم عامل سرورWindows.NET ميباشد. هر موضوعي كه درباره Windows XP
بيان ميشود در باره Windows.NET نيز صادق است. مواردي كه داراي
خصيصههاي متفاوتي باشد بطورصريح بيان خواهد گشت...
مايكروسافت تغييرات اساسي را در هسته كرنل Windows XP بوجود آورده است.
پيشرفت كرنل حائز اهميت است چرا كه كرنل عملكردهاي سطح پايين را در
سيستم عامل مهيا ميسازد. اين عملكردها شامل برنامهريزي و زمانبندي
برنامهها، وقفه و توزيع امكانات استثنا، سنكرون يا هماهنگ سازي چند
پردازنده و يكسري روتينها و آبجكتهاي پايهاي است كه بوسيله بقيه سيستم
عامل براي انجام ساختارهاي سطح بالاتري بكار گرفته ميشوند. پيشرفتها و
توسعههايي كه در كرنل Windows XP بوجود آمده عبارت است از :
رجيستري ـ رجيستريهاي بزرگتر،كه تنها ظرفيت فضاي ديسك آن را محدود مي
كند، ...
با الگوريتم بهينه شده براي پرس و جوهاي سريعتر....
پشتيباني از بهينه سازي ـ اشكال زدايي يا ديباگينگ سطح عرضي، دستورات
خروج و جداسازي جديد براي اشكال زدايي بدون از بين بردن برنامه كاربردي
و مد كاربر داخلي شناسايي رخنههاي پشته...
ساب سيستمI\O ـ رابطهاي (I\O) ورودي ـ خروجي جديدجهت افزايش قدرت
اجرا، هماهنگيكامل با درايورهايwindows2000، توسعه رابط برنامه
نويسي كاربردي(API) درايو فيلترينگ سيستم فايل، پشتيباني از ارزيابي
عملكرد دركد جزئي و بهينه سازي عملكرد حافظه فضاي اندك...
مديريت حافظه ـ محدوده گستردهاي از موارد توسعه يافته، شامل
پريفيچينگ، لود داده از حافظه و قرار دادن آن در صف براي دسترسي سريعتر
پردازنده بدان، منطقي جهت بهينهسازي عملكرد بوت و اتصال با سيستم.
كاهش استفاده از منابع صفحه بندي شده، بهينه سازي پشتيباني از ترمينال
سرور، پشتيباني از درايوهاي بسيار بزرگ و اجراي ويندوز XP از روي ROM...
بهينه سازي Registry
مانند ويندوز 2000 ، رجيستري در ويندوز
XP نقش كليدي در
پيكربندي و كنترل سيستم دارد. رجيستري كه بر روي ديسك در فايلهاي
متعددي بنام كندوها (hives) قرار دارد، در ابتدا محلي براي پيكربندي
اطلاعات بود...
رجيستريهاي بزرگتر
ويندوز XP از
رجسترهاي بزرگتري در مقايسه با گونههاي قبلي كرنل پشتيباني ميكند.
نگارشهاي قبلي محدوديتي به ميزان 80 درصد از كل اندازه منابع صفحه بندي
شده را داشت، ولي گونه جديد تنها با فضاي موجود بر روي ديسك محدود ميشود...
پرس وجوي سريعتر
مورد ديگري كه بر عملكرد رجيستري در نگارشهاي اوليه اثر دارد مشكل محلي
(Locality problem)
است. سلولهاي مرتبط در اطراف كل فايلهاي رجيستري پراكنده گرديدهاند.
دسترسي به يك اطلاعات مشخص مانند صفات يك كليد، ميتواند خطاي page-
faults را توليد كند، كه در نتيجه به عملكرد سيستم آسيب ميرساند...
پشتيباني ويندوز از بهينه سازي
تعداد زيادي از محصولات بهينه شده در ويندوز
XP و Windows.Net
سرور بكار گرفته شدهاند، از جمله بهينه سازي كرنل و پيشرفت ديباگر
(debugger) عرضه شده بوسيله ويندوز XP و DDK. اين بهينه سازيها
عبارتند از:...
تغييرات كرنل جهت ديباگينگ
پيشرفته
ديباگرهاي ويندوزXP
مجدداً طراحي گشته و شامل ابزارهايي مانند Windbg ، Kd وCdb ميگردد...
ديباگ كردن در پورت
IEEE 1394
ماشينهاي ديباگر و تحت ديباگ را ميتوان در ويندوز
XP بوسيله پورت IEEE
1394 به هم متصل ساخت. پورت IEEE 1394 عملكرد ديباگينگ بسيار بهتري در
مقايسه با ديباگينك پورت سريال دارد...
بهبود كاربري پهناي باند سريال
Kd
توسعه در پروتكل ديباگر كرنل باعث
كاهش ميزان ارسال اطلاعات بين ماشين مقصد و ديباگر كرنل گرديده است و
به همين علت سرعت و عملكرد ديباگينگ بهبود يافته است...
لود فايلهاي درايور آپديت شده از طريق
Kd
با بهبودي پروتكل ديباگر كرنل
اكنون ميتوان فايلهاي لود درايو را از طريق ديباگر كرنل پيكربندي شده
مناسب تقاضا نمود...
تشخيص رخنه در پشته كاربر داخلي
ويندوز XP مد تشخيص
رخنه در پشته كاربر داخلي را مهيا كرده است. برنامههاي كاربردي ضعيف و
يا داراي كد اشتباه ميتوانند رخنهاي را در حافظه پشته ايجاد نمايند...
شمارنده اضافي پشته
خصيصه ديگر جديد ويندوز
XP مانيتورينگ عملكرد
پشته ميباشد. مانيتور عملكرد (Perfmon) قادر به نمايش 20 آيتم مربوط
به پشته ميباشد:...
سابسيستم I/O
سابسيستم I/O شامل
عناصر كرنلي است كه يك رابط را براي ديوايسهاي سختافزاري مهيا مي سازد...
رابطهاي برنامه كاربردي
(API) درايور فيلتر سيستم فايل
چندينAPIs جديد درصد
اطمينان و اتكا به سيستم را افزايش داده است. مايكروسافت شركتهاي ثالث
را جهت تست درايورهاي خود بكار گرفته است. چنانچه يك درايور به هنگام
تست عملكردي نادرست از خود نشان دهد، اين موضوع به APIs گزارش شده تا
بدون ايجاد مشكل براي كل سيستم نسبت به رفع عيب آن اقدام شود...
عملكرد حافظه - اندك ارتقا
يافته
ويندوز XP در هنگام
مواجه با كمبود حافظه از انعطاف بيشتري برخوردار است، چرا كه پروسه
«لزوم موفقيت» در اختصاص حافظه (Must succeed) ديگر اجرا نميگردد.
نگارشهاي قبلي كرنل و درايورها پروسهاي را اجرا مي كردند كه حتي در
موقع كمبود حافظه نيز ميخواست حافظه مورد نياز خود را تأمين نمايد
چنين تخصيص حافظهاي در صورت نبود جاي كافي باعث صدمه ديدن سيستم
(crash) ميشد. دو روتين مهم پروسه « لزوم موفقيت » عبارت بود از:...
كاهش I/O
پيشرفت ديگري كه در وضعيت كمبود حافظه حاصلگرديده كاهش
I/O ميباشد.
چنانچه سيستم نتواند حافظه كافي اختصاص دهد، سيستم كاهش I/O فعال گشته
و پروسه را به ميزان يك صفحه در هر زمان تقليل ميدهد...
توسعههاي DMA
سه خصيصه جديد به انتهاي ساختارDMA-
OPERATIONS اضافه شده است. اين سه خصيصه قابل دسترسي براي هر گونه
درايوري كه از IOGetDmaAdaptor( ) استفاده ميكند قابل دسترس ميباشد...
تغيير مسير دهنده
WebDAV
ويندوز XP شامل عنصر
جديدي بنام تغيير مسير دهنده WebDAV ميباشد. اين عنصر به برنامه ها
اجازه دسترسي به اينترنت را ميدهد. برنامهها ميتوانند با بكارگيري
WebDAV از اينترنت خوانده و يا بر روي آن بنويسند...
بازيابي سيستم
بازيابي سيستم شامل درايور فيلتر
سيستم فايل و سرويسهاي مد ـ كاربر مي باشد كه راهي را در مورد برگشت
فايلهاي پيكربندي به مرحله قبلي خود ارائه ميدهد...
سرويس تصويربرداري از يك درايو (Snapshot)
تصوير برداري از يك واليوم يا
درايو در حقيقت كپي برداري بصورت ”نقطه ـ در هر زمان “ از يك واليوم
ميباشد. اين پروسه معمولأ براي بك آپ گيري مورد استفاده قرار ميگيرد...
تغييرات در خصيصه هاي
O/I موجود
ويندوزXP در زمينه
خصايص O/I موجود شاهد تغييراتي بوده است كه از آن جمله ميتوان به
موارد ذيل اشاره داشت:...
كرنل فقط خواندني و صفحات
HAL
در بسياري از سيستمهاي بر پايه ويندوز
XP، كرنل و صفحات HAL
بعنوان فقط خواندني مارك دار شدهاند...
API هاي جديد
ويندوز XP شامل چندين
درايور فيلترينگ جديد API به شرح زير ميباشد...
مديريت حافظه
ويندوز XP يك مديريت
حافظه توسعه يافته را عرضه نموده است. مدير حافظه به سرويسهاي سيستمي
اجازه مي دهد تا حافظه مجازي را تخصيص داده و يا آزاد نمايند...
لودر منطقي جهت بوت و اجراي
سريعتر برنامه
به هنگامي كه سيستمي كه بر مبناي ويندوز
XP است بوت ميشود،
اطلاعات مربوط به كليه اعمال خواندن ديسك منطقي ذخيره ميگردد. در بوت
بعدي، اين اطلاعات موازي با ديگر اعمال بوت سبب بازخواني و لود فايلهاي
ذخيره شده ميشود...
توسعه حافظه كشينگ و بكآپ بواسطه
كاربرد منابع صفحهبنديشده پويا
طراحي مجدد اصلي برخي از
ساختارهاي داخلي مدير حافظه باعث مصرف صفحات كمتري شده است ...
پشتيباني از درايورهاي بزرگ بواسطه ازدياد تعداد
PTE هاي سيستم
ويندوز XP از
درايورهاي بزرگ پشتيباني ميكند. با وجود آنكه درايورهاي ويديوئي از
جمله نمونه بارز ادواتي است كه از اين درايوها بهره ميبرند، بقيه
درايورهاي مخصوصي كه از فضاي زياد اختصاص يافته رم پشتيباني مي كنند
نيز مي توانند از اين درايورهاي بزرگ استفاده نمايند...
پشتيباني اجراي مستقيم از رام
(ROM)
ويندوز XP اجراي
برنامههاي كاربردي بطور مستقيم از رام را پشتيباني ميكند. اين خصيصه
باعث مي شود بتوان محصولاتي نظير موارد تعبيه شده ويندوز NT را بر روي
ROM قرار داد...
مديريت انرژي
ويندوز XP، مدير
انرژي خود را توسعه داده است، در حالي كه به پشتيباني از درايورهاي
موروثي نيز ادامه ميدهد. مدير انرژي، كه مسئول هماهنگي استفاده از
انرژي سيستم است كليه مواردي از سيستم كه با انرژي برق سر و كار دارد
را بررسي ميكند...
بهينه سازي عملكرد
Boot و Logon
تحقيقات انجام شده بر روي مشتريان نشان داده است كه يكي از مهمترين
خواستههاي آنها در خصوص
PC ، بالا آمدن يا
Startup سريع است...
پيشرفت لودر بوت
نكته اصلي در لودر بوت و عملكرد آن در زمينه بهينهسازي عمليات خواندن
از ديسك ميباشد. بوت لودر ويندوز
XP (Ntldr ) فايلها و
ديركتوري متافايلها را در بلوكهاي بزرگ، در حالت بيشترين وضعيت استفاده
شده اخير، كش نموده و در نتيجه باعث كاهش جستجوي ديسك ميشود...
موارد توسعه بوت سيستم عمامل
بهينهسازي لود سيستم عامل در ويندوز
XP بوسيله انطباق
راهانداز ديوايس با I\O ديسك مدنظر و بوسيله حذف يا تأخير لود
پروسههاي غير ضروري در زمان بوت ميسر است...
موارد توسعه حالت
خواب سيستم عامل (Hibernation )
به هنگام هايبرناسيون برق كليه ديوايسها قطع ميگردد
و اطلاعات حافظه فيزيكي سيستم در فايل سيستم هايبرناسيون (\Hiberfil.sys)
نوشته ميشود...
توسعه موارد مرتبط با راه اندازي مجدد از حالت
Standby
به هنگام راه اندازي مجدد سيستم از حالت
Standby، سيستم عامل
SO IRPs را به ديوايسها ارسال ميكند تا تغييرات بوجود آمده در وضعيت
پاور سيستم را اعلام نمايند...
ابزارهاي Boot و
Resume ويندوز XP
ويندوزXP توانايي ره
گيري بوت و راه اندازي مجدد معيارهاي مربوط را داشته و ميتواند نتايج
بدست آمده را در يك فايل باينري، كه توسط برنامهBootvis.exe قابل
مشاهده است، ذخيره نمايد...
پشتيباني Headless
Windows.NET سرور از
«Headless Server» بر روي پلتفرم سرور پشتيباني ميكند. اين به معناي
پشتيباني از عمليات، بدون ابزارهاي ورودي يا نمايش محلي است...
طراحي سخت افزار و ميان افزار
سه مورد كليدي جهت مهيا سازي پلتفرم
headless با كيفيت
بالا وجود داشته كه با Windows .Net سرور EMS تكامل يافته اند:
پشتيباني از Hot-Add
memory, Memory Mirroring
Windows.Net
از خصيصه اضافه نمودن حافظه بصورت گرم (Hot-Add Memory) پشتيباني ميكند...
پشتيباني از ccNUMA
Windows.NET سرور از
طراحي ccNUMA و NUMA- "lite" پشتيباني ميكند. اين خصيصه براي دسترسي
به حافظه دور ـ نزديك با نسبتهاي زماني 1:3 يا كمتر استفاده ميشود...
تخصيص حافظه بر حسب
گره
يك روش مؤثر جهت ارتقاي عملكرد ماشينهاي
ccNUMA اطمينان از
استفاده پردازندهها از نزديكترين حافظه مجاور آنها ميباشد.
چگونه ويندوز ميتواند از
SRAT استفاده كند؟...
SRAT
يك مرحله مياني جهت فعال نمودن خصيصههايي نظير بهينهسازي ccNUMA بر
روي ماشينهاي كلاس سرور مركزديتاي ويندوز ميباشد، تا آنكه توانايي
لازم در دسترسي به ACPI 2.0 Namespace در فاز شروع مطلوب تامين شود...
پشتيباني از سخت افزار جديد
نگارش 64 بيتي ويندوز
XP و ويندوز NET. سرور از بسياري از رابطهاي ميان افزاري (EFI)
پشتيباني ميكنند كه شامل استانداردهاي جديد رابطهايي است كه باعث
تقويت PC ها ميشود...
پشتيباني ايتانيوم اينتل
نگارشهاي 64 بيتي XP
و ويندوز NET. سرور براي سيستمهاي بر مبناي ايتانيوم اينتل يك سيستم
عامل تمام عيار محسوب گرديده كه داراي سازگاري با اكثر برنامه هاي 32
بيتي ميباشند...
فوايد استفاده از معماري 64 بيتي
سيستم عامل 64 بيتي از حافظههاي مجازي بيشتري در مقايسه با سيستم عامل
32 بيتي پشتيباني ميكند. به عنوان مثال، ويندوز 32 بيتي
Whistler، از 4 گيگا
بايت حافظه مجازي پشتيباني ميكند...
طراحي رابطهاي سازگار با 64 بيت
براي ارسال و انتقال برنامه هاي 32 بيتي به 64 بيتي در ويندوز بايد به
گونه اي طراحي لازم را داشت كه اينگونه برنامه ها هيچگونه مشكلي در
بازار نداشته باشند، چه آنها از فراخواني رويه راه دور
(RPC) استفاده كنند
و چه از DCOM...
|
