Системное программирование в среде Windows

В книге [22] содержится исчерпывающее обсуждение всего спектра возможных вариантов организации хранения данных в Windows как на непосредственно подключенных, так и на сетевых устройствах. Наряду с внутренними деталями реализации описаны все последние достижения и успехи в данной области, а также прогресс в отношении повышения быстродействия устройств хранения данных.

Книга [10] — это небольшая монография, в которой описаны цели и особенности реализации NTFS. Содержащаяся в ней информация пригодится вам как для этой, так и для следующей глав.

Unicode

В книге [19] показано, как использовать Unicode на практике. Изложение сопровождается различными рекомендациями, а также рассмотрением международных стандартов и вопросов программирования, связанных с учетом региональных особенностей.

На домашней странице компании Microsoft вы найдете несколько полезных статей о стандарте Unicode. Основной является статья "Unicode Support in Win32" ("Поддержка Unicode в Win32"), отталкиваясь от которой вы, используя средства поиска, сможете отыскать все остальные.

UNIX

В главах 3 и 4 книги [40] рассматриваются файлы и каталоги UNIX, а в главе 11 — терминальный ввод/вывод.

Для быстрого ознакомления с командами UNIX можете обратиться к книге [15].

Упражнения

2.1. Напишите небольшую программу для тестирования обобщенных версий функций printf и scanf.

2.2. Модифицируйте функцию CatFile в программе 2.3 таким образом, чтобы при связывании дескриптора стандартного вывода с консолью в ней использовалась не функция WriteFile, а функция WriteConsole.

2.3. Параметры вызова функции CreateFile позволяют задавать различные характеристики способа доступа к файлу, что может быть использовано для повышения производительности программ. В качестве примера можно привести параметр FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN. Используйте этот флаг в программе 2.5 и выясните, приведет ли это к улучшению показателей производительности при работе с файлами большого размера. Результаты для нескольких систем приведены в приложении В. Исследуйте также влияние флага FILE_FLAG_NO_BUFFERING.

2.4. Исследуйте, насколько ощутимы различия в производительности для файловых систем FAT и NTFS при использовании функции atou в случае преобразования файлов большого размера.

2.5. Выполните программу 2.4 с использованием и без использования определения символической константы UNICODE. Как это влияет на результаты, если таковое влияние вообще наблюдается? Если имеется такая возможность, выясните, способны ли программы правильно выполняться в системах Windows 9x.

2.6. Сопоставьте информацию, предоставляемую функциями perror (библиотека С) и ReportError в случае таких распространенных ошибок, как попытка открытия несуществующего файла.

2.7. Протестируйте подавление функцией ConsolePrompt (программа 2.1) эхо-отображения клавиатурного ввода, используя ее для вывода запроса на ввод и подтверждение пароля пользователем.

2.8. Выясните, что происходит, когда для вывода на консоль используются смешанные вызовы функций обобщенной библиотеки С и функций Windows WriteFile и WriteConsole. Дайте происходящему свое объяснение.

2.9. Напишите программу сортировки массива строк Unicode. Изучите различия между случаями сортировки слов и строк с помощью функций lstrcmp и _tcscmp. Приводит ли использование функции lstrlen к получению иных результатов по сравнению с функцией _tcslen? Вам могут пригодиться содержащиеся в оперативной справочной системе Microsoft замечания в описании функции CompareString. 

2.10. Расширьте реализацию функции Options таким образом, чтобы она выводила сообщение об ошибке, если в командной строке указаны опции, которые отсутствуют в списке разрешенных опций, заданных в параметре OptionString данной функции.

2.11. В приложении В приводятся данные о показателях производительности для копирования файлов и их преобразования при помощи функции atou с использованием различных вариантов реализации программы и файловых систем. Исследуйте с помощью тестовых программ показатели производительности на доступных вам системах. Кроме того, если возможно, исследуйте показатели производительности для сетевых файловых систем, SAN и так далее, чтобы выяснить, каким образом проявляются различия в организации хранения данных при осуществлении последовательного доступа к файлам.

ГЛАВА 3 Усовершенствованные средства для работы с файлами и каталогами и знакомство с реестром

Файловые системы обеспечивают не только простую последовательную обработку файлов; кроме этого, они должны предоставлять возможности прямого доступа к файлам и блокирования файлов, а также предлагать средства для управления каталогами и атрибутами файлов. В данной главе, которая начинается с обсуждения прямого доступа к файлам, требуемого для обслуживания баз данных, обработки файлов и решения целого ряда других задач, демонстрируются методы непосредственного доступа к данным, находящимся в произвольном месте файла, которые обеспечиваются файловыми указателями. Для этого, в частности, нам надо будет обсудить использование 64-битовых указателей Windows, поскольку файловая система NTFS способна поддерживать файлы гигантских размеров.

Далее будут рассмотрены методы просмотра каталогов, рассказано о том, что такое атрибуты файлов, такие, например, как метки времени, атрибуты прав доступа или размер файла, и показано, как управлять атрибутами и интерпретировать их. Наконец, вы ознакомитесь с тем, как использовать блокирование файлов с целью предотвращения попыток изменения их содержимого одновременно несколькими процессами.

Завершает данную главу рассмотрение реестра Windows — централизованной базы данных, хранящей информация о конфигурации системы, которой могут пользоваться как приложения, так и сама операционная система. Приведенный в конце главы пример программы показывает, что функции, с помощью которых осуществляется доступ к реестру, и структура соответствующих программ напоминают те, которые применяются для управления файлами и каталогами, что и послужило причиной включения этой темы в данную главу.

64-битовая файловая система

Win32 и Win64, работающие с NTFS, поддерживают 64-битовую адресацию в файлах, и поэтому допустимыми являются файлы размером до 264 байт.

В 32-разрядных файловых системах, характеризующихся наличием 232 –байтового предела, допустимый размер файлов ограничивается величиной 4 Гбайт (4х109 байт). Для некоторых приложений, включая крупные базы данных и мультимедийные системы, это ограничение носит серьезный характер, что вынуждает современные ОС обеспечивать поддержку файлов гораздо больших размеров. Файлы, размеры которых превышают 4 Гбайт, иногда называют гигантскими (huge).

Вполне очевидно, что многим приложения гигантские файлы никогда не понадобятся, так что большинству программистов на протяжении ближайших нескольких лет возможностей 32-битовой файловой адресации будет вполне достаточно. Однако, с учетом темпов технической модернизации и увеличения емкости дисков [14] , улучшения их стоимостных показателей и повышения уровня требований со стороны приложений, целесообразно уже с самого начала работы над новым проектом предусмотреть возможность использования 64-битовых адресов.

14

Во время написания данной книги даже недорогие системы на базе лэптопов комплектовались жесткими дисками емкостью 40 Гбайт и более, и поэтому даже в случае малых систем средства для работы с файлами, размеры которых превышают 4 Гбайт, является не только желательными, но и необходимыми.