15-10-12, 03:16 PM
- التقسيم من منظور هندسي: حسب مستوى التخاطب مع العتاد و طريقة التحميل مع نواة نظام التشغيل.
قبل الخوض في غمار هذا التقسيم، علينا التفريق بين مستويين من التخاطب مع العتاد
· المستوى الأول: نظام التشغيل، أو التخاطب حسب ال Kernel mode.
أولا ال Kernel هي نواة نظام التشغيل، أو منطقة من الذاكرة الحية مخصصة لأوامر و تعليمات نظام التشغيل, وهذه النواة هي وحدها من يستطيع أن يتخاطب مع العتاد (عن طريق الدرايفر المحمل معها) أي أن التطبيقات العاملة تحت نظام التشغيل لا تستطيع التخاطب مع العتاد دون المرور بنواة نظام التشغيل، وبالتلي فأن جميع التطبيقات المستفيدة عليها أن ترسل أوامرها عبر درايفرات وهمية (ولنا عودة إليها) إلى النواة (الدرايفر الحقيقي بصورة أدق).
· المستوى الثاني: البرامج و التطبيقات المستفيدة: أو التخاطب حسب ال User mode، و كما قلنا التخاطب مع العتاد يتطلب المرور عن طريق النواة للاستفادة من العتاد و خدماته.
1/ الدرايفرات الحقيقية:
الدرايفرات الحقيقة هي البرامج المسؤولة عن التخاطب المباشر مع العتاد و عن طريقها تحول جميع الأوامر أو الطلبات التي ترسلها البرامج العاملة تحت نظام التشغيل عبر الدرايفرات الوهمية (الواجهات)، كما أنها هي المسؤولة عن إعلام نظام التشغيل بالأحداث الطارئة في العتاد الخارجي عن طريق الInterruptions ولنا عودة لها في الدرس النظري القادم الذي سيكون الأطول و الأوسع في مجال العتاد و التخاطب معه.
تعمل الدرايفرات الحقيقية في الوضع Kernel Mode حيث يقوم نظام التشغيل برفها مع النواة.
2/ الدرايفرات الوهمية:
أ/ الواجهات: أولا نقول عن برنامج أنه واجهة إذا كان يشكل طبقة إعاقة (Abstraction layer) عن برنامج آخر،
في حالتنا هذه، فإن الدرايفر الحقيقي لا تستطيع التخاطب معه برمجيا مباشرة إلا بالمرور عن طريق درايفر آخر وهمي الذي يقوم بدوره بتحويل الطلبات أو الخدمات التي تريدها من العتاد إلى الدرايفر الحقيقي
تعمل الدرايفرات الوهمية في الوضع User Mode و يمكن الاستفادة منها عن طريق دوال الAPI التي توفرها للبرامج المستفيدة من العتاد.
الفائدة من الدرايفرات الوهمية يمكن تلخيصها في النقاط التالية:
· توحيد عمليات التخاطب بين البرامج المستفيدة و بين الدرايفرات من نفس الفئة.
- خذ كمثال الدرايفر الوهمي الذي يوفر دوال جاهزة للتخاطب مع الكاميرا أيا كان نوعها أو بنية الدرايفر الخاص بها (و هو الذي سنستعمله في باقي الدروس التطبيقية إن شاء الله – الاستفادة من الدوال الجاهزة و الأوامر المحدة بين جميع الدرايفرات الحقيقية التي يوفرها الدرايفر الوهمي- ).
· جعل التخاطب مع الدرايفر الحقيقي من خصوصيات الدرايفر الوهمي، فلا يمكن للمبرمج أن يقوم بعمليات برمجية قد تكون خطيرة على نظام التشغيل.
· الابتعاد قدر الإمكان عن العتاد و تسهيل عملية التخاطب معه من مستويات عالية عن طريق دوال برمجية و أوامر جاهزة (دوال ال Application Programming Interface (API)).
وهذه هي هندسة التخاطب بين العتاد، الدرايفر و التطبيق المستفيد عبر مكتبة الدوال و الأوامر WIA الخاصة بالتخاطب مع أجهزة التقاط الصور (Scanners, Cams…) و التي سنستعمل الدرايفرات الوهمية التي تستعملها هذه المكتبة للتخاطب مع العتاد.
[ATTACH=CONFIG]974[/ATTACH]
الصورة 8. هندسة التخاطب مع عتاد التقاط الصور عن طريق مكتبة ال WIA.
ال WIA(Windows Image Acquisition) هي مكتبة نوع Com توفر للمبرمجين دوال و أوامر جاهزة للاستفادة من العتاد الخاص بالتقاط الصور عن طريق استعمال مستويين مختلفين
الأول: ال Device Manager و هو من يحول الأوامر الخاص بكل نوع من الأجهزة إلى الدرايفر الوهمي الخاص به، مثلا الأمر بطلب التقاط صور من كاميرا يحوله إلى الدرايفر الوهمي الخاص بالكاميرات (camera mini driver) و الذي بدوره يقوم بتحويله إلى الدرايفر الحقيقي.
ب/ محولات الأوامر: لا شك أن الكثير منكم يعرف برنامج الVirtual CD أو مبدأ الطابعات الوهمية التي تستعمل لبناء ملفات PDF.
المبدأ بسيط جدا،
· تنصيب درايفر حقيقي لعتاد وهمي (غير موجود).
· تحويل طلبات البرامج المستفيدة من العتاد الوهمي (مثلا طابعة PDF وهمية) إلى الدرايفر الخاص بهذا العتاد الوهمي و الذي يقوم بدوره بتحويلها إلى برنامج آخر يقوم بالعمليات على البيانات أي أنه يحاكي العتاد (مثلا طباعة النص في ملف PDF) ويسمى هذا البرنامج بالمحاكي Simulator
مثلا عند القيام بعملية طباعة مستند عن طريق طابعة وهمية تستعمل لبناء مستند PDF، فإن البرنامج الذي يقوم بعملية الطباعة يرسل النص المراد طباعته إلى الدرايفر الوهمي الخاص بالتخاطب مع الدرايفرات الحقيقية الخاص بالطبعات و الذي يحوله بدوره إلى الدرايفر الحقيقي الخاص بالطابعة المختارة (الوهمية في حالتنا)، لكن الدرايفر الحقيقي -الخاص بالطابعة الوهمية مثلا- لا يرسل البيانات التي يتلقاها إلى العتاد لأنه غير موجود بل يقوم بتحويلها إلى برنامج آخر يقوم بعمليات على المعطيات المرسلة إليه (مثلا البرنامج الذي يقوم لعملية بناء ملف الPDF عن طريق النص المرسل إليه من المحول).
وهذه هي هندسة التخاطب بهذا النوع من الدرايفرات.
[ATTACH=CONFIG]975[/ATTACH]
الصورة 9. دور البيانات مع محولات الأوامر.
هناك تقسيم آخر حسب طريقة استقبال البيانات و هو برمجي بحت ولم أرد الخوض فيه لأنه جد متقدم و خارج عن نطاق الدورة.
سيكون الدرس القادم أهم درس للتخاطب مع العتاد و سنتوسع إن شاء الله فيه بصورة كبيرة جدا.
و أفتح الباب للأسئلة و أرجو من الجميع المشاركة حتى تعم الفائدة.
قبل الخوض في غمار هذا التقسيم، علينا التفريق بين مستويين من التخاطب مع العتاد
· المستوى الأول: نظام التشغيل، أو التخاطب حسب ال Kernel mode.
أولا ال Kernel هي نواة نظام التشغيل، أو منطقة من الذاكرة الحية مخصصة لأوامر و تعليمات نظام التشغيل, وهذه النواة هي وحدها من يستطيع أن يتخاطب مع العتاد (عن طريق الدرايفر المحمل معها) أي أن التطبيقات العاملة تحت نظام التشغيل لا تستطيع التخاطب مع العتاد دون المرور بنواة نظام التشغيل، وبالتلي فأن جميع التطبيقات المستفيدة عليها أن ترسل أوامرها عبر درايفرات وهمية (ولنا عودة إليها) إلى النواة (الدرايفر الحقيقي بصورة أدق).
· المستوى الثاني: البرامج و التطبيقات المستفيدة: أو التخاطب حسب ال User mode، و كما قلنا التخاطب مع العتاد يتطلب المرور عن طريق النواة للاستفادة من العتاد و خدماته.
1/ الدرايفرات الحقيقية:
الدرايفرات الحقيقة هي البرامج المسؤولة عن التخاطب المباشر مع العتاد و عن طريقها تحول جميع الأوامر أو الطلبات التي ترسلها البرامج العاملة تحت نظام التشغيل عبر الدرايفرات الوهمية (الواجهات)، كما أنها هي المسؤولة عن إعلام نظام التشغيل بالأحداث الطارئة في العتاد الخارجي عن طريق الInterruptions ولنا عودة لها في الدرس النظري القادم الذي سيكون الأطول و الأوسع في مجال العتاد و التخاطب معه.
تعمل الدرايفرات الحقيقية في الوضع Kernel Mode حيث يقوم نظام التشغيل برفها مع النواة.
2/ الدرايفرات الوهمية:
أ/ الواجهات: أولا نقول عن برنامج أنه واجهة إذا كان يشكل طبقة إعاقة (Abstraction layer) عن برنامج آخر،
في حالتنا هذه، فإن الدرايفر الحقيقي لا تستطيع التخاطب معه برمجيا مباشرة إلا بالمرور عن طريق درايفر آخر وهمي الذي يقوم بدوره بتحويل الطلبات أو الخدمات التي تريدها من العتاد إلى الدرايفر الحقيقي
تعمل الدرايفرات الوهمية في الوضع User Mode و يمكن الاستفادة منها عن طريق دوال الAPI التي توفرها للبرامج المستفيدة من العتاد.
الفائدة من الدرايفرات الوهمية يمكن تلخيصها في النقاط التالية:
· توحيد عمليات التخاطب بين البرامج المستفيدة و بين الدرايفرات من نفس الفئة.
- خذ كمثال الدرايفر الوهمي الذي يوفر دوال جاهزة للتخاطب مع الكاميرا أيا كان نوعها أو بنية الدرايفر الخاص بها (و هو الذي سنستعمله في باقي الدروس التطبيقية إن شاء الله – الاستفادة من الدوال الجاهزة و الأوامر المحدة بين جميع الدرايفرات الحقيقية التي يوفرها الدرايفر الوهمي- ).
· جعل التخاطب مع الدرايفر الحقيقي من خصوصيات الدرايفر الوهمي، فلا يمكن للمبرمج أن يقوم بعمليات برمجية قد تكون خطيرة على نظام التشغيل.
· الابتعاد قدر الإمكان عن العتاد و تسهيل عملية التخاطب معه من مستويات عالية عن طريق دوال برمجية و أوامر جاهزة (دوال ال Application Programming Interface (API)).
وهذه هي هندسة التخاطب بين العتاد، الدرايفر و التطبيق المستفيد عبر مكتبة الدوال و الأوامر WIA الخاصة بالتخاطب مع أجهزة التقاط الصور (Scanners, Cams…) و التي سنستعمل الدرايفرات الوهمية التي تستعملها هذه المكتبة للتخاطب مع العتاد.
[ATTACH=CONFIG]974[/ATTACH]
الصورة 8. هندسة التخاطب مع عتاد التقاط الصور عن طريق مكتبة ال WIA.
ال WIA(Windows Image Acquisition) هي مكتبة نوع Com توفر للمبرمجين دوال و أوامر جاهزة للاستفادة من العتاد الخاص بالتقاط الصور عن طريق استعمال مستويين مختلفين
الأول: ال Device Manager و هو من يحول الأوامر الخاص بكل نوع من الأجهزة إلى الدرايفر الوهمي الخاص به، مثلا الأمر بطلب التقاط صور من كاميرا يحوله إلى الدرايفر الوهمي الخاص بالكاميرات (camera mini driver) و الذي بدوره يقوم بتحويله إلى الدرايفر الحقيقي.
ب/ محولات الأوامر: لا شك أن الكثير منكم يعرف برنامج الVirtual CD أو مبدأ الطابعات الوهمية التي تستعمل لبناء ملفات PDF.
المبدأ بسيط جدا،
· تنصيب درايفر حقيقي لعتاد وهمي (غير موجود).
· تحويل طلبات البرامج المستفيدة من العتاد الوهمي (مثلا طابعة PDF وهمية) إلى الدرايفر الخاص بهذا العتاد الوهمي و الذي يقوم بدوره بتحويلها إلى برنامج آخر يقوم بالعمليات على البيانات أي أنه يحاكي العتاد (مثلا طباعة النص في ملف PDF) ويسمى هذا البرنامج بالمحاكي Simulator
مثلا عند القيام بعملية طباعة مستند عن طريق طابعة وهمية تستعمل لبناء مستند PDF، فإن البرنامج الذي يقوم بعملية الطباعة يرسل النص المراد طباعته إلى الدرايفر الوهمي الخاص بالتخاطب مع الدرايفرات الحقيقية الخاص بالطبعات و الذي يحوله بدوره إلى الدرايفر الحقيقي الخاص بالطابعة المختارة (الوهمية في حالتنا)، لكن الدرايفر الحقيقي -الخاص بالطابعة الوهمية مثلا- لا يرسل البيانات التي يتلقاها إلى العتاد لأنه غير موجود بل يقوم بتحويلها إلى برنامج آخر يقوم بعمليات على المعطيات المرسلة إليه (مثلا البرنامج الذي يقوم لعملية بناء ملف الPDF عن طريق النص المرسل إليه من المحول).
وهذه هي هندسة التخاطب بهذا النوع من الدرايفرات.
[ATTACH=CONFIG]975[/ATTACH]
الصورة 9. دور البيانات مع محولات الأوامر.
هناك تقسيم آخر حسب طريقة استقبال البيانات و هو برمجي بحت ولم أرد الخوض فيه لأنه جد متقدم و خارج عن نطاق الدورة.
سيكون الدرس القادم أهم درس للتخاطب مع العتاد و سنتوسع إن شاء الله فيه بصورة كبيرة جدا.
و أفتح الباب للأسئلة و أرجو من الجميع المشاركة حتى تعم الفائدة.