12Sep
Van mening dat DOS een besturingssysteem met één taak was en de banden die het had met eerdere versies van Windows, hoe lukte het eerdere versies van Windows om multi-tasking uit te voeren? De SuperUser Q & A post van vandaag bekijkt de antwoorden op deze vraag.
De vraag van vandaag &Antwoord sessie komt naar ons met dank aan SuperUser-een onderverdeling van Stack Exchange, een community-gestuurde groepering van Q & A-websites.
Windows 95 screenshot met dank aan Wikipedia.
De vraag
SuperUser-lezer LeNoob wil weten hoe oudere versies van Windows konden uitvoeren als multi-tasking-systemen? :
Ik las dat DOS een besturingssysteem met één taak is. Maar als oudere versies van Windows( inclusief Windows 95?) Gewoon wrappers voor DOS waren, hoe konden ze dan worden uitgevoerd als een multi-tasking OS?
Goede vraag! Hoe konden oudere versies van Windows worden uitgevoerd als multi-tasking-systemen?
Het antwoord
SuperUser-bijdragers Bob en Pete hebben het antwoord voor ons. In de eerste plaats was Bob:
Windows 95 veel meer dan "slechts een dekblad" voor MS-DOS.Quoting Raymond Chen:
- MS-DOS diende twee doelen in Windows 95: 1.) Het diende als de bootloader.& Amp;2.) Het fungeerde als de 16-bits legacy device driver-laag.
Windows 95 heeft feitelijk bijna alle MS-DOS verslonden / overschreven, terwijl het als een compatibiliteitslaag bleef terwijl alle zware taken zelf werden uitgevoerd. Het implementeerde ook pre-emptive multi-tasking voor 32-bit programma's.
Pre-Windows 95
Windows 3.x en ouder waren meestal 16-bit( met uitzondering van Win32s, een soort compatibiliteitslaag die 16 en 32 overbrugt, maar we zullen dit hier negeren), waren meer afhankelijk van DOS, engebruikte alleen coöperatieve multi-tasking - dat is degene waarbij ze een lopend programma niet dwingen om uit te schakelen;ze wachten tot het lopende programma controle oplevert( in feite, zeg "Ik ben klaar" door het OS te vertellen het volgende programma uit te voeren dat in de wachtrij staat).
- Multi-tasking was coöperatief, net als in oude versies van MacOS( hoewel in tegenstelling tot Multi-tasking DOS 4.x, die preventieve multi-tasking droeg).Een taak moest het besturingssysteem overgeven om een andere taak te plannen. De opbrengsten waren ingebouwd in bepaalde API-aanroepen, met name berichtverwerking. Zolang een taak tijdig berichten verwerkte, was alles geweldig. Als een taak de verwerking van berichten stopte en bezig was met het uitvoeren van een of andere verwerkingslus, was multi-tasking niet meer.
Windows 3.x Architectuur
Hoe vroege Windows-programma's controle zouden opleveren:
- Windows 3.1 maakt gebruik van coöperatieve multi-tasking - wat betekent dat elke applicatie die wordt uitgevoerd, wordt geïnstrueerd om periodiek een berichtenwachtrij te controleren om na te gaan ofandere applicatie vraagt om gebruik van de CPU en, zo ja, om controle over die applicatie te verkrijgen. Veel Windows 3.1-toepassingen controleren de berichtenwachtrij echter slechts zelden of helemaal niet en monopoliseren de besturing van de CPU zo lang als nodig is. Een preventief multi-tasking-systeem zoals Windows 95 neemt CPU-controle weg van een draaiende applicatie en distribueert het naar degenen met een hogere prioriteit op basis van de behoeften van het systeem.
Bron
Alles wat DOS zou zien, is deze enkele applicatie( Windows of andere) die draait, zonder controle de controle zou kunnen passeren. In theorie kan pre-emptive multi-tasking mogelijk toch worden geïmplementeerd bovenop DOS met behulp van een realtime klok en hardware-interrupts om onder dwang controle te geven aan de scheduler. Zoals Tonny opmerkte, werd dit feitelijk gedaan door enkele besturingssystemen die bovenop DOS werden uitgevoerd.
386 Verbeterde modus?
Opmerking: er zijn enkele opmerkingen gemaakt over de 386 enhanced-modus van Windows 3.x die 32-bit is en ondersteuning biedt voor pre-emptive multi-tasking.
Dit is een interessante zaak. Om de gelinkte blogpost samen te vatten, was 386 enhanced mode in feite een 32-bits hypervisor, die virtuele machines draaide. Binnen een van die virtuele machines draaide Windows 3.x standaardmodus, die alle hierboven genoemde dingen doet.
MS-DOS zou ook in die virtuele machines draaien, en blijkbaar waren ze pre-emptively multi-tasked - dus het lijkt erop dat de 386 enhanced mode hypervisor CPU-tijdschijven deelt tussen de virtuele machines( waarvan er één normale 3.x draaideen anderen die MS-DOS draaien), en elke VM zal zijn eigen ding doen - 3.x zou samenwerkend multi-taak, terwijl MS-DOS single-tasked zou zijn.
MS-DOS
DOS zelf was single-tasking op papier, maar het had wel ondersteuning voor TSR-programma's die op de achtergrond zouden blijven tot ze werden geactiveerd door een hardware-interrupt. Verre van ware multi-tasking, maar ook niet volledig single-tasked.
Al dit gepraat over bit-heid? Ik vroeg over multi-tasking!
Nou, strikt genomen, de bit-ness en multi-tasking zijn niet afhankelijk van elkaar. Het zou mogelijk moeten zijn om elke multi-tasking-modus in elke bit-heid te implementeren. De overstap van 16-bits processors naar 32-bits processors introduceerde echter ook andere hardwarefunctionaliteit waardoor pre-emptive multi-tasking eenvoudiger kon worden geïmplementeerd.
Aangezien 32-bits programma's nieuw waren, was het gemakkelijker om ze aan het werk te krijgen wanneer ze gedwongen werden uitgeschakeld - wat mogelijk een aantal oudere 16-bit-programma's had verbroken.
Natuurlijk, dit is allemaal speculatie. Als je echt wilt weten waarom MS geen pre-emptieve multi-tasking heeft geïmplementeerd in Windows 3.x( ondanks de verbeterde 386-modus), moet je iemand vragen die daar heeft gewerkt.
Ook wilde ik uw veronderstelling corrigeren dat Windows 95 slechts een dekblad was voor DOS.
Gevolgd door het antwoord van Pete:
In een modern besturingssysteem bestuurt het besturingssysteem alle hardwarebronnen en worden actieve applicaties bewaard in sandboxen. Het is een applicatie niet toegestaan om toegang te krijgen tot het geheugen dat het besturingssysteem niet heeft toegewezen aan die applicatie en heeft geen directe toegang tot hardwareapparaten op de computer. Als hardwaretoegang vereist is, moet de toepassing communiceren via stuurprogramma's.
Het besturingssysteem kan dit besturingselement afdwingen, omdat het de CPU dwingt de beschermde modus te betreden.
DOS gaat daarentegen nooit naar de beveiligde modus, maar blijft in de echte modus( * zie hieronder).In de real-modus kunnen de actieve applicaties alles uitvoeren wat het wil, d.w.z. rechtstreeks toegang krijgen tot hardware. Maar een toepassing die in de real-modus wordt uitgevoerd, kan de CPU ook laten weten de beveiligde modus in te gaan.
En in dit laatste deel kunnen applicaties zoals Windows 95 een multi-threaded omgeving starten, hoewel ze in principe vanuit DOS zijn gestart.
DOS( Disk Operating System) was, voor zover ik weet, niet veel meer dan een bestandsbeheersysteem. Het leverde een bestandssysteem, mechanismen voor het navigeren door het bestandssysteem, een paar tools en de mogelijkheid om applicaties te starten. Het stond ook toe dat sommige applicaties resident bleven, d.w.z. muisstuurprogramma's en EMM-emulators. Maar het heeft niet geprobeerd de hardware in de computer te besturen zoals een modern besturingssysteem dat doet.
* Toen DOS voor het eerst werd gemaakt in de jaren 1970, bestond de beschermde modus niet in de CPU.Het was pas in de 80286-processor in het midden van de jaren tachtig dat de beschermde modus deel ging uitmaken van de CPU.
Blader door naar de originele discussielijn en lees de levendige discussie over dit onderwerp via de onderstaande link!
Heeft u iets toe te voegen aan de uitleg? Geluid uit in de reacties. Wilt u meer antwoorden van andere technisch onderlegde Stack Exchange-gebruikers lezen? Bekijk de volledige discussiethread hier.