Windows进程冻结与恢复方法及其实验教学探索
原仓周;王华锋;申雪萍
【摘 要】本文在分析进程冻结与恢复所涉及的相关知识点基础上,给出了基于WRK(Windows Reseaurch Kemel)实现Windows进程冻结与恢复的技术方案.通过将相关知识点按照相关性和难度分类,设计并实施了一种基于研究性学习法的教学方式,使学生变被动学习为主动学习,提高了综合分析能力和动手能力,取得了满意的教学效果.
【期刊名称】《计算机教育》 【年(卷),期】2009(000)014 【总页数】3页(P120-121,138) 【关键词】WRK;进程;实验教学 【作 者】原仓周;王华锋;申雪萍
【作者单位】北京航空航天大学,北京100191;北京航空航天大学,北京100191;北京航空航天大学,北京100191 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
◆ ◆ ■Computer Education文章编号 ： 1672-5913(2009)14-0120-02实 践 教 学 Windows 进 程 冻结 与恢 复方 法 及 其 实验 教 学探 索原仓周 ， 王 华锋 ， 申雪 萍（北京航空航天大学， 北京 1 001 91 ）摘要： 本文在分析进程冻结 与恢复所涉及的相关知识点基础上 ， 给 出 了基于 WRK(WindowsResearchKernel)
实现 Windows 进程冻结 与恢复的技术方案。 通过将相 关知识点按照相关性和难度分类 ， 设计并实施 了一种基 于研究性学习法 的教学方 式， 使学生 变被动 学习为主动 学习 ， 提 高了综合分析能力和动手能 力， 取得 了满 意 的教学效果。关键词 ： WRK;进程； 实验教学中图分类号 ： G642文献标识码 ：B l 引 蠢在现代操作系统中， 完整的进程概念4i仪表示 一个运 行程序， 实际上包括 了处理器 、 内存、 义件、 外设等程序 运 行时i； J‘能涉及 的各种“ 资源 ” ， 当然 也隐含了运行 中的程序如何 与内核“ 打交道 ” 的相互调川 问题 。 因此， 围绕进程的概念展开实验 内容的安排有助 J二学生系统了解“ 进 程”在 各实用操作系统中的具体实现方式， 从抽象到具体， 经过理解消化后 ， 再转化为学生 自己理解的 “抽象 ” ， 最 终达剑系统化掌握各知识点的培养 目标。将 ‘ 个系统中的进程冻结到外存， 或通过 网络传输到别的机器， 然后在必要的时候再恢复其运行， 需要涉及到 除进程调度之外的几乎所有操作系统核心知识点， 因此不 仅适用 j：对 “ 操作系统 ”课程的实验教学， 而 月 ．可应用 r进程中间状态保存、 进程在分布式环境rf1 迁移 以平衡负载 等实际应用， 所 以具有很好的教学和应用研究价值。 将业 界广泛应用 的实用操作系统 Solaris 、 Linux 和Windows 内核应用于“ 操作系统 ”课程实验 已经得到 了国内诸 多知名高校的认 同。由 fWindowsNT 在最初设计时采崩的就是适用于 多 CPU 、 大内存的 l 对 l 线程模型 ， 冈此，尽管 Linux 和 Solaris都在新版本l{1 逐步向这一模型靠近 ， 但在模型实现方面都没有 Windows 清晰。微软推 出的用 于 教学 和科研 日的 的 WRK(WindowsResearchKemel)， 提供了大部分 内核源代码 ， 相应配备的Windbg r具 ，以及 配 套 教学 资料 ， 也 为学 习 和 研 究 Windows 内核提供了强有力的支持。本文攮 fWRK 及其相关的教学材料， 通过将进程冻 结和恢复时需要解决的问题按 内容和难度分类 ， 没计 了相关的实验模块和学习步骤 ， 使学生通过研究JrE。 学刊法完成 力所能及的实验 内容， 变被动学习为 11 动学列 ，
提 I；’ 0 了综 合分析能力和动手能力， 取得 了满意的教。 学效果。 2技术 办案的没 f
1 ．要将一个 已有的进程冻结， I】 ， 以从川)、态J 训 I 捕！ 序． {， 调用系统提供的 API 完成 ， 也可通过在 内核t1 ； 添加 I'1 己的 系统调用完成相应功能。 前者依赖 j-系统的提供的 API ， 功能相对受限， 实验难度相对容易控制， 文献[9] 介绍 r 。种此类实现方法。 我们选择了后 一种 j ． 案， 棚对求说‘ 艾现 比较灵活 ， 但对学生来说实验 工作鼙棚对较 人。 2.1进程冻结涉及的内容进程冻结时需要处理的内容可分为两人类：类是进程／线程 自身特有的程序和数据 ， 不涉及刖的进样 ， ㈨此 II要按 ‘ 定的格式保存到外存 ， 然后释放 内存资源即 ¨ J+ 。 ’ j一类是共享资源， 包括 内核同步] ： 具 、 共l- 数据等。 埘J 二 这类数据 ， 需要根据其具体作用分析如何使进程／ 线挫 1j其“ 脱钩 ” 。 “ 脱钩 ” 有两个步骤 ， 一是恢复时， k- ≠ 数捌／ 刈缘的状态， 是直接保存到时恢复， 还是剑时根槲』 飞 体情况创建一个新的对象然后设置成一 定的状态；： 是』 t ‘ ≯ 数据／ 对象的用户数减 1， 用户数为零时释放资源 。第 一 类私有数据 主 要用 于表示进张 和线稃 及 其运 行上下 文， 包括 EPROCESS、 KPROCESS 、PEB 、 ETHREAD 、 KTHREAD、 TEB 、 VAD 、 页表等数据结构， 另外， 还 包括进程各线程 已经运行产生的相关中fHJ 数捌 ， 如堆 、 栈、 数据段、 运行环境等。 如果启用了交换功能， 还 婴考虑进 程在交换空间的数拆 ； 。本研究得到教育部特 色专业方向项 目 (TS2047 和 TS2048) 支持。作者简介： 原仓周 （ 1972- ） ， 男， 北京航空航天 大学通信与信息系统专业博士 ， 副教授， 主要从事操作 系统 、 软件 工程 、嵌入式软件 方面 的研究。 @◆■ Computer实践教学要： 本文在分析进程冻结 与恢复所涉及的相关知识点基础上 ， 给 出 了基于 WRK(WindowsResearchKernel)实现 Windows 进程冻结 与恢复的技术方案。 通过将相 关知识点按照相关性和难度分类 ， 设计并实施 了一种基于研究性学习
Windows进程冻结与恢复方法及其实验教学探索
