Здравствуйте, уважаемые читатели! Помните меня? А статью про WMI, где я на двух языках показывал как просто получить власть над Windows посредством… Ктулху? Не-е-е. Читаем дальше? Однозначно, сегодня мы продолжим наши изыскания…

Продолжение. Начало смотрите в предыдущем номере журнала…

Виталий Белик
by Stilet www.programmersforum.ru

Ну, да ладно. Мы же пойдем ровным путем, дающим краткое, но четкое представление о том, как будет работать система. Заранее раскрывая карты, скажу, что с Делфийском коде обращение к записям и полям таблицы будет похоже на обращение к ячейкам массива.

Двумерного разумеется. На С++

Здесь единственный бок – я не знаю, как проверить выход за пределы списка указанного номера запрошенной записи, и так же не знаю другого способа получить по номеру из списка без прохода циклом. Поэтому я решил просто написать проход циклом по списку, пока не конец, или пока нужный номер записи в списке не достигнут. В принципе это работает, так что пусть так и остается.

Ладушки. Пора приступать к описанию второго класса, класса отвечающего за обработку записи TWMIRecord (на Делфи):

Здесь особое внимание должно быть уделено процедуре Enum(), которая, приняв объект-запись от энумератора записей, прокатится по ее полям, выделив ее значения в свой список, и свойство Item, объявленное по умолчанию. Оно может принимать как строку – при этом получить значение по имени поля, так и число, чтоб получить значение из поля по определенному номеру. Это дает серьезную мобильность, можно в цикле пройтись по полям, а можно просто получить значение по имени поля (на С++):

Кто-то скажет: «А зачем Field(wstring AName) возвращает структуру, достаточно ведь вернуть значение?». Верно, но вдруг захочется пополнить структуру еще какой-нибудь характеристикой поля, например, типом, так что пусть этот метод возвращает всю структуру – ничего пагубного в этом нет. Ок. Реализуем этот класс (на Делфи):

Что тут добавить еще? Энумератором получаем поля и их значения, раскладывая в «массив». И даем возможность выбирать из этого массива в самой программе, любым способом, по индексу или по имени. И еще константа const WMIValueNull='[NULL]’. На С++:

Опять-таки, итерации по списку – в Делфи, дяди из Борланда дали возможность обращаться к элементам списка как к массиву, как сделано в STL я не знаю, поэтому банально – прошелся циклом по list’y.

Так… Вроде ничего не забыли описать? Если нет, то пора попробовать эту махину в действии.

Starting Line

Начнем, пожалуй, с Делфи. Создадим проект с формой, на него кинем StringGrid, и в обработчике создания формы OnCreate напишем такой код (на Делфи):

Перед этим не забудем создать в проекте Unit (назовем его Unit2), и вложить в него код классов, не забыв в нем указать необходимые модули для работы механизма в описанный классах uses Classes,contnrs,variants,ActiveX,Comobj; Не забыв указать в разделе uses модуля формы этот самый Unit2.

Теперь код обработчика на форме связан с модулем, где описаны классы.
Если все проделано правильно после жмака по F9 на экран выкатится форма со списком процессов (см. рисунок 1):

Рис. 1. Работа программы написанной на Делфи

Ну вот. Запрос SELECT caption, CommandLine FROM Win32_Process получил набор с заголовками запущенных в целевой системе процессов, и путями к файлам этих процессов. Администратору сразу видно, что запущено у пользователя, не нужно идти к нему, или использовать платные средства удаленного администрирования. Увы, не все они могут показать такую информацию, а иногда это важно для понимания состояния системы.

А теперь тоже самое но на С++. Лукаво не мудрствуя, сделаем это в консоли, это попроще будет:

Здесь тоже самое, разве что я изменил запрос. Попросил только заголовки процессов. В консоли красиво не выведешь. Здесь же применен метод получения поля по его имени, но с таким же успехом его можно заменить на:

Где в цикле будет вестись проход по всем полям по их номеру. Запустим и посмотрим, что же получилось (см. рисунки 2, 3):

Рис. 2. Получение по имени поля

Рис. 3. Получение нескольких полей

Запрос на рисунке 2 показывает, что все хорошо прошло. Объект получил от провайдера WMI информацию, и программа вывела ее на экран. На втором же рисунке показана возможность показа всех полей, одна запись тут разделена пустой строкой. Вообще я в запросе указал два поля CommandLine, но провайдер предоставляет кроме этого еще несколько, судя по всему стандартных полей, характеризующих тип самого запроса. Например, свойство __PROPERTY_COUNT=2 говорит о том, что мы запросили два поля, между прочим, им можно пользоваться, чтоб узнать количество полей. А __CLASS=Win32_Process говорит о том, какое «представление» использовалось. Мы хотели получить список процессов – вот и получили, соответственно и класс Win32_Process. Ну и, конечно же, в конце данные о тех самых наших полях, которые мы запрашивали, Caption и CommandLine. Все работает замечательно.

Теперь можно самостоятельно написать свою «тулзу» для удаленного администрирования. Учитывая, что классов в WMI много, можно много чего узнать о компьютерах в сети. Например, можно узнать, что за пользователи описаны в компьютере, выкатив запрос SELECT * FROM Win32_Account (см. рисунок 4):

Рис. 4. Информация о пользователях на целевой машине

Или предположим звонит юзер:
-у меня материнка с ума сошла, дайте дрова!
-какая у вас материнка?
-пластиковая, из магазина…

Да-да. Это не анекдот. Юзеры, иногда в силу своей компьютерной неграмотности, такое откалывают, что Задорнов «плякаль». А, запросив SELECT * FROM Win32_BaseBoard у виндоуса того пользователя можно увидеть, что у него (см. рисунок 5):

Рис. 5. Параметры материнской платы

Оказывается Асус. О! И даже серийник есть. Ну, теперь просто запросить на сайте производителя дровишки для P5GZ-MX и удаленно RAdmin’ом например проинсталлировать. Кто-то скажет: «Так, а чего самим РАдмином или типа него не посмотреть денить в свойствах?» Где? Все знают, где информация такая лежит? Ану-ка, партизаны: «шнель шпрехен… ». Я лично не знаю, где можно посмотреть такие подробности. А тут раз – и все как на ладони. А тем паче, своя Наташка… ))))

Post Scriptum

Ну вот. Собственно, на этом можно поставить точку. А можно и троеточие, ибо WMI помимо получения информации позволяет управлять компьютером. Опять-таки теми же запросами. «Тушить процессы» или выключать компьютер удаленно.

Например, если вызвать метод Terminate класса, полученного по запросу на Win32_Process, то можно потушить все процессы из запроса. Порывшись в MSDN, можно даже найти пример [2]. Если ссылку еще не завалили, посмотрите, как это делается: Запросом получается набор объектов, у которых вызывается метод Terminate, и они тушатся.

В общем, все это очень обнадеживает, и, если системный администратор владеет этим каратэ – цены ему нет. Домен свой он будет держать атланту подобно. Так что рекомендую вляпаться в эти микрософтовские катакомбы – не пожалеете.

The Чтиво

• Ресурс вики http://ru.wikipedia.org/wiki/WMI
• MSDN http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa393907%28VS.85%29.aspx

Статья из девятого выпуска журнала «ПРОграммист».

Все программисты делятся на две группы – oldschool и новую волну. Сыны старой школы помнят историю о 640 килобайтах, помнят о тысяче игр на одной дискете… Новая волна, чаще всего, даже не знает устройство компьютера, но так же считается – программистами. Использование IDE изменило представление о программистах. Посмотрим, что же может дать отказ от визуального программирования. В этой статье я опишу один из способов быстрого написания приложений с использованием функций WinAPI.

Алексей Шишкин
by Alex Cones http://flsoft.ru

Вступление или «Кому это нужно?»

Вы можете задаться вопросом, зачем же насиловать свой мозг, если давным-давно изобретена VCL, MFC и прочие прелести визуального программирования? Для ответа на этот вопрос давайте посмотрим на плюсы и минусы визуального и низкоуровневого* программирования.

Итак, рассмотрим плюсы визуального программирования:

• быстрое написание программ (достаточно накидать кнопок на форму и написать их процедуры);
• удобство использования (это удобнее, чем описывать каждый шаг на низком уровне, не нужно заботиться о памяти).

И минусы:

• огромный размер приложений — «пустое» приложение на Delphi «весит» ~300 кб;
• из-за огромного количества надстроек быстродействием приходится пренебречь, особенно в плане графики на Canvas.

И в противоположность, рассмотрим плюсы низкоуровневого программирования на WinAPI:

• малый размер конечных файлов (согласитесь, что между 30 кб и 300 кб есть большая разница);
• быстродействие на достаточно высоком уровне (быстрее получится только, если писать целиком на ассемблере – то еще удовольствие).

И минусы:

• нет визуализации (труднее представить, что создать, что уничтожить, что где писать);
• для создания обычного окна потребуется примерно 50 строк кода (создать и зарегистрировать само приложение, создать окно, заботиться о всех параметрах);
• необходимо помнить о необходимости следить за использованием памяти — освобождением, взятием. Здесь обычным *.Free не обойдешься.

Но, если мы представим, что избавились о минусах программирования на WinAPI, чаша весов склонится в сторону низкоуровневого программирования. Так как же нам от них избавиться? Итак, взглянем в сторону фреймворков, которые это позволяют. За всю мою практику программирования на Delphi сталкивался с таким только единожды** – APIx 2 (Visual WinAPI). Но данное средство разработки не предполагает активное использование графики, только создание окон и кнопок. Поэтому я решил создать такую библиотеку, которая позволит не только быстро создавать окна, но и активно использовать графику.

Не хвастаясь особо, сообщу, что мне это удалось. И через три недели разработки GRAY FUR был готов.

WTF… или что это даст?

Mon ami, это же элементарно: не нужно заботиться о расходе и приходе памяти, размышлениям о бренности окон. Да, мы по прежнему не имеем дела с визуальностью, но, согласитесь, что намного удобнее вызвать одну процедуру, чем записывать пару десятков с многочисленными параметрами. Так, например отрисовать текстуру на экране можно так:

А можно и так:

Причем, если мы не подумаем о том, как создать двойную буферизацию в первом случае изображение будет мерцать при отрисовке. Во втором случае все это уже встроено в систему.

Panic button

Рассмотрим написание Panic button с использованием нашей системы. Для того, кто еще не читал моей статьи о создании Panic Button на WinAPI [1] поясню, что эта кнопка на экране будет сворачивать все окна по нажатию на нее.

Итак, скачаем FrameWork и посмотрим, как же это делается. По привычке, я буду делать это на Lazarus, но вы так же можете использовать Delphi, используя пакет для разработки под Delphi.

Для начала создадим то, что кнопка должна делать:

Так же сделаем процедуру закрытия приложения:

И для полного счастья сделаем так, чтобы кнопка всегда была наверху:

Да, и еще создадим функцию для вычисления вертикальной позиции:

Рассмотрим само тело программы:

Да, и это все, как и говорится в последней строке программы. Попробуйте поискать многочисленные работы с памятью и прочими непристойностями — их просто нет. Таким образом, мы избавились от главного минуса программ на WinAPI – скорости и сложности написания. И получили плюсы – размер проекта на Delphi всего ~20 кБ по сравнению с ~300 и 39 кБ в Lazarus по сравнению с ~900 кБ. Так же не пострадало и быстродействие – прямые работы с памятью в операциях с графикой и прямой вызов WinAPI функций в проекте.

Вместо заключения

Итак, использование фреймворка дало свои плюсы. Быстрота написания (на это у меня ушло не более 3-х минут), малый размер и быстродействие – все это в одном флаконе. Так же, так как практически все функции имеют понятные названия и параметры то его можно запросто использовать для обучения основам управления программой на WinAPI. В общем, я надеюсь, что он, повторяя путь развития паскаля, перейдет в массы.

Ссылки

• Алексей Шишкин. WinAPI графика. Panic button. – ПРОграммист, Клуб ПРОграммистов, 2010, №8, с.24
• Скачать проект GRAY FUR http://squary.ru/wiki/index.php

Статья из девятого выпуска журнала «ПРОграммист».

Получение спектра в радиотехнике уже стало обыденным явлением. Появились как аппаратные высокоскоростные реализации, например от таких брендов как Tektronix, так и совмещенные варианты анализаторов на основе DSP процессоров или ПЛИС в промышленных или офисных компьютерах. Данным материалом мы начинаем цикл статей посвященных теме анализа спектра сигналов и их визуализации, для чего сегодня разработаем компонент, работающий с цифровым аудиопотоком, и освоим методику Фурье-анализа применительно к распознаванию DTMF.

Сергей Бадло
by raxp http://raxp.radioliga.com

Краткий экскурс…

Спектроанализатор* — это прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электромагнитных колебаний в заданной полосе частот и бывает как параллельного или последовательного типа, так и совмещенным. По способу обработки — различают аналоговые и цифровые, а по характеру анализа — скалярные (получение частотно-амплитудных спектров) и векторные (фазо-частотных спектров).

Анализатор спектра позволяет определить амплитуду и частоту спектральных составляющих, входящих в состав анализируемого сигнала. Важнейшим его параметром – является разрешающая способность, т.е. наименьший интервал по частоте между двумя гармониками, которые еще можно измерить.

Рис. 1. «Преимущества софтовых вариантов очевидны лишь на малых частотах, либо при использовании аппаратно-программных реализаций»

Физический смысл или… для чего мы учим математику

Вспомним курс математики [1-6]. Как вы знаете, периодическим сигналом называют такой вид воздействия, когда форма сигнала повторяется через некоторый интервал времени T, который называется периодом. Простейшей формой периодического сигнала является гармонический сигнал или синусоида, которая характеризуется амплитудой, фазой и периодом. Все остальные сигналы будут негармоническими.

Cуществует общая методика исследования периодических негармонических сигналов, основанная на разложении сигналов в ряд Фурье. Данная методика заключается в том, что всегда можно подобрать ряд гармонических сигналов с такими амплитудами, частотами и начальными фазами, алгебраическая сумма ординат которых в любой момент времени равна ординате исследуемого несинусоидального сигнала. В общем случае, ряд Фурье записывают в виде суммы бесконечного числа гармонических составляющих разных частот (см. формула):

где k — номер гармоники;
k? — угловая частота k- ой гармоники;
? = 2*pi/T — угловая частота первой гармоники;
? — начальная фаза сигнала;
Uo — нулевая гармоника.

Для выделения спектра в радиотехнике, как правило, используется быстрое преобразование Фурье (БПФ). БПФ — это быстрый алгоритм вычисления дискретного преобразования Фурье. То есть алгоритм вычисления за количество действий, меньшее чем O(N2), требуемых для прямого вычисления ДПФ.

Для чего нужно быстрое преобразование Фурье? Допустим у нас есть периодическая функция изменяющаяся по закону синуса x = sin(t) (см. рисунок 2). Максимальная амплитуда этого колебания равна 1. Если умножить его на некоторый коэффициент A, то получим тот же график (см. риснок 3), растянутый по вертикали в A раз: x = A*sin(t)

Рис. 2. Периодическая функция

Рис. 3. Увеличение амплитуды

Период колебания равен 2pi. Если мы хотим увеличить период до T, то надо умножить переменную t на коэффициент [0; 1]. Это вызовет растяжение графика по горизонтали: x = A*sin(2pi/T). Как вы знаете, частота колебания обратна периоду: f = 1/T. Также говорят о круговой частоте, которая вычисляется по формуле: ? = 2pi/T, где x = A*sin(?t).

И, наконец, есть фаза, обозначаемая как ?. Она определяет сдвиг графика колебания влево. В результате сочетания всех этих параметров получается гармоническое колебание (гармоника) или спектральная составляющая.

Если изменить фазу на 90 градусов, то можно перейти от синуса к косинусу. Для удобства, далее будем работать с функцией косинуса:

Преобразуем по формуле косинуса суммы:

Выделим элементы, независимые от времени t, и обозначим их как Re и Im (действительная и мнимая части):

По величинам Re и Im можно однозначно восстановить амплитуду и фазу исходной гармоники:

Теперь возьмем обратное преобразование Фурье:

И выполним над этой формулой следующие действия:

разложим каждое комплексное Xn на мнимую и действительную составляющие Xn = Re + j*Im разложим экспоненту по формуле Эйлера на синус и косинус действительного аргумента перемножим внесем множитель 1/N под знак суммы и перегруппируем элементы в две суммы:

Как видите, слева стоит действительное число Xn, а справа две суммы, одна из которых помножена на мнимую единицу j. Сами же суммы состоят из действительных слагаемых. Отсюда следует, что вторая сумма равна нулю, если исходная последовательность была действительной. Отбросим ее и получим:

Поскольку при дискретизации мы брали tn = nT/N и Xn = F(tn), то можем выполнить замену: n = tn*N/T. Следовательно, в синусе и косинусе вместо 2pi*k*n/N можно написать 2pi*k*tn/T. В результате получим:

Сопоставим эту формулу с формулами для гармоники:

Следовательно, сумма представляет собой сумму из N гармонических колебаний разной частоты, фазы и амплитуды:

Далее будем функцию Gk(t) = Ak*cos(2pi*tk/T + ?k) называть k-й гармоникой. Амплитуда, фаза, частота и период каждой из гармоник связаны с коэффициентами Xk формулами:

Физический смысл дискретного преобразования Фурье состоит в том, чтобы представить некоторый дискретный сигнал в виде суммы гармоник. Параметры каждой гармоники вычисляются прямым преобразованием, а сумма гармоник обратным. При обратном преобразовании мы восстановим исходный или обработанный сигнал.

Описание компонента спектроанализатора

Разрабатываемый компонент предназначен для построения спектра аудио-сигнала, кодирования и декодирования двух-тоновых посылок DTMF (Dual Tone Multi Frequency) и получения «сырых» отсчетов в реальном времени. Его можно использовать в системах сигнализации, различных плеерах аудио-видео файлов и учебных программах работы со звуком. В основу работы компонента положено использование алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ).

Входным является внутренний буфер с аудиоданными, частотой дискретизации 44100 герц и форматом 16 бит/семпл. Длина буфера фиксирована, в данной версии компонента выбор не реализован и ограничен величиной в 3000 отсчетов. Сам компонент невизуальный.

Внешние свойства и события компонента:

• property About — Copyright 🙂
• property DTMF_keys — строка для генерации DTMF
• property DTMF_volume — установка амплитуды генерации
• property DTMF_duration_ms — установка длительности генерации
• property FFT_point — выбор количества точек преобразования БПФ
• property FFT_window — выбора типа сглаживающих окон
• property Key — событие декодированных команд DTMF
• property Spektra — // — выдача спектра после БПФ
• property DataOsc — // — выдача «сырых» отсчетов с аудио-буфера

Результат работы компонента и типичный спектр сигнала DTMF с его распознаванием представлен на (см. рисунок 4):

Рис. 4. Визуализация сигнала. Типичный спектр сигнала DTMF

Практика. Разработка ПО и средства отладки

Итак, приступим к основной задаче. Для работы нам следует запастись следующим:

• среда разработки TurboDelphi-Lite portable
• аудиокарта

Вкратце, процедура (прямого) БПФ в компоненте будет включать в себя следующие шаги:

• берем из сигнала N выборок кратным степени 2, т.е. 2^k
• рассчитываем комплексное БПФ, мнимые части заполняем нулями, получаем 2N значений
• амплитуду сигнала для каждой гармоники получаем складывая квадраты действительной и мнимой части и извлекая из суммы корень квадратный
• получаем N значений, из которых значения от 0 до (N/2-1) представляют наш спектр в области от 0 до половины частоты дискретизации, вторую половину (зеркалку) отбрасываем
• для адекватного представления пересчитываем в дБ, с учетом максимальной величины в выборке по формуле 20lg(Ai/Amax), для напряжений
• при необходимости используем различные сглаживающие окна для взвешивания входного сигнала во временной области, например Блэкмана-Харриса
• добавляем порог чувствительности (подставку)
• результаты выводим в качестве события компонента, например, используя series для подключения к TChart-у

Разбор принципов генерации и декодирования DTMF сигналов проведен в статье [6] и в данном материале рассматриваться не будет. В листинге 1 приведен полный код компонента с подробными комментариями…

Обычно, генерацию звука в памяти и воспроизведение в среде Windows осуществляют через Waveform Audio Win32 API. Нам понадобятся следующие функции:

• waveOutOpen — открывает имеющееся устройство вывода Waveform audio для сигнала
• waveOutPrepareHeader — выполняет подготовку буфера для операции вывода данных

Далее зададимся законом модуляции, форматом вывода PCM, частотой дискретизации, количеством каналов и длительностью генерации…

Как быть с обработкой в реальном времени? Воспользуемся API функцией WaveInOpen, чтобы получить доступ к текущему аудиоустройству. Также заведем два буфера BufHead1 и BufHead2, один для накопления, второй для получения данных. Размер буфера определим в 3000 отсчетов, т.к. нам не требуется высокое разрешение по частоте, допустимую погрешность при определении DTMF будем задавать доверительным интервалом по частоте. Частоту дискретизации зададим типичную (максимальную) для большинства аудиокарт в 44100 Гц, 16 бит на канал. После чего, передадим полученный набор данных в нашу процедуру БПФ и строим спектр как обычно. Причем, заметьте, основное время тратится не на обработку данных и БПФ, а на набивку в series. Поэтому, если вам дорого время и вы хотите максимально увеличить размер буфера для повышения разрешения по частоте, то придется отказаться от удобства использования TChart (именно этим обусловлено использование series)…

Осталось проверить работоспособность нашего модуля. Для этого (см. рисунки 5-7):

Рис. 5. Инсталлируем компонент

Выбрав в меню «Component/Install Component», проинсталлируем компонент DTMF (модуль <dtmf.pas>). Создав новый проект «File/New Application», перенесем наш компонент на форму. После чего, станут доступными его свойства и методы (см. рис.6). Также нам понадобится TChart (визуализация), TMemo (декодированные посылки) и TEdit (строка ввода команд генерации) (см. рисунок 7). Теперь напишем следующий код в событиях компонента (см. листинг 2):

Рис. 6. Задаем параметры

Рис. 7. События компонента

После чего, запустив проект на компиляцию, введем строку для генерации. Нажав ENTER можем наблюдать спектр сигнала и декодированные посылки (см. рисунок 8):

Рис. 8. Окно тестового модуля спектроанализатора-кодера-декодера DTMF

Данная методика, с добавлением анализатора файлов WAV/MP3, была использована при разработке многофункционального ПО «SPEKTRA» [7, 8] (см. рисунок 9). Следует обратить ваше внимание, что разработанный декодер DTMF не полностью соответствует всем требованиям ITU-T, т.к. не учтен анализ вторичных гармоник, например при речевом сигнале. Что это означает? Как вы наверняка знаете, человеческая речь и речь вообще, музыка характеризуются большим количеством гармоник, а сам DTMF сигнал обладает низким уровнем его вторичных гармоник. Поэтому для избежания ложного детектирования DTMF сигнала, необходимо добавить оценку этого уровня и сравнивать его с уровнями определенных частот в спектре для речи и музыки. Эти характерные частоты (форманты)** для речи в принципе известны, например характерный мужской бас сосредоточен в области 200-250 Гц и женский голос ближе к 500-700 Гц.

Но это уже тема для отдельной статьи…

Рис. 9. Отсчеты и спектр сигнала DTMF. Буква «A»

Заключение

Полные исходные тексты компонента спектроанализатора-кодера-декодера DTMF и ресурсы тестового проекта приведены в виде ресурсов в теме «Журнал клуба программистов. Восьмой выпуск» или непосредственно в архиве с журналом.

Ресурсы

• AVR314: Двутональный DTMF генератор http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/index.htm
• MSP430: DTMF-Controlled http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/msp430/index.htm
• Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning, Analog Devices, 1998
• DTMF Detector Data Sheet, 2001 http://www.miketdspsolutions.com/dtmf.pdf
• Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. – М., Мир, 1978
• Л.А.Осипов. Обработка сигналов на цифровых процессорах. Линейно-аппроксимирующий метод. – М., Горячая линия — Телеком, 2001
• Е.Бадло, С.Бадло. Виртуальные приборы. Спектроанализатор своими руками. – Радиолюбитель, Минск, 2009, №3, с.32-36 http://raxp.radioliga.com/cnt/s.php?p=v3.pdf или
• Ресурсы анализатора спектра файлов и сигналов DTMF-FFT http://raxp.radioliga.com/cnt/s.php?p=dtmf_res.zip
• Ресурсы компонента спектроанализатора-кодера-декодера DTMF http://raxp.radioliga.com/cnt/s.php?p=fft.zip

Чего тут писать-то? Про то, как вы думаете, что нужно хорошему системному администратору? «Монога» пива? Ну, это тоже не плохо бы. Но, что еще? Чтобы пользователи никогда не звонили? Ну, а если среди них симпатичные девчонки, к которым приятно нагрянуть для «осмотра» их компушек? Нет, все это отмазки. Хороший администратор должен иметь в своем арсенале как можно больше инструментов управления подчиненной ему сети. Конечно, такие инструменты существуют и давно, кстати, но большинство из них требуют наличие установленного клиента на целевой машине, а это не всегда кошерно. Можно, но вдруг пользователь запротестует: «…нечего мне на винду ставить хлам». К тому же, не все из этих инструментов бесплатные. Что же делать в таких случаях, когда и нужно и никак? Ответ прост – написать инструмент самому, но на своих условиях игры.

Виталий Белик
by Stilet www.programmersforum.ru

Как бы не ругали Виндоус – это все таки могучая операционная система, и если уметь владеть ей в полной мере, она станет надежнее плохо настроенного (из-за незнания) Линукса, к примеру. Я веду к тому, что в винде уже встроены механизмы удаленного администрирования. Например, это «Удаленный рабочий стол». Не Радмин, но уже неплохо – стандартный. А мы сегодня поговорим о другом механизме. О механизме, позволяющем пройтись по операционке аки по таблицам базы данных – это WMI…

Мы начинаем КВН

Итак, предлагаю начать с того момента, где упоминается эта самая технология. Что это, почему это, что она может? Заглянем в Википедию [1]. Это инструментарий управления Виндоусом. Уже обнадеживает. Три эти слова подразумевают возможность контроля за происходящим в операционной системе, это как раз то, что нужно хорошему администратору.

Читаем дальше: «WMI* представляет собой набор классов, содержащих свойства, доступ к которым открывает информацию о компьютере, операционной системе, их параметрах и установках». Особенную важность уделили динамическому изменению этой информации, поэтому доступ к ней происходит посредством запросов. Получается, что Виндовс выступает в роли системы управления базой данных, откуда мы эту информацию и запрашиваем. Ну, а раз это база данных, согласитесь, было бы просто замечательно, если-бы работа с ней велась на языке, привычном для многих (если не всех) СУБД – SQL.

Читаем дальше. Опа! Угадали. То ли мы верно догадались, то ли Микрософт просчитал заранее удобство… В любом случае, для получения информации используется язык запросов WQL, являющийся одной из разновидностью SQL. Вот это уже радует. Зная язык SQL, трудно будет запутаться при запросах WMI. Это облегчает задачу, еще и потому что запрос сам по себе является строкой, и может быть введен самим пользователем программы непосредственно во время работы самой программы.

Отличненько. По логике в SQL описывается тот или иной доступ к таблицам и объектам базы данных, но в случае с СУБД программисту известно о том, к каким объектам в БД у него есть доступ, который ставит админ базы данных, либо же сам программист знает, какими финтами обладает его база данных. Как же быть в случае с WMI? Кто скажет: какова структура таблиц? Ой, пардон, речь-то шла о классах… какова структура классов WMI и вообще что они из себя представляют?

Вот эту информацию можно почерпнуть в MSDN [2]. Кстати, счастливые обладатели Visual Studio с MSDN-ом, могут набрать в хелпе в поиске WMI, и получить ту же информацию. Ну, предположим, у нас нет такого хелпа (хотя я лично для себя запасся им), и нам придется напрягать интернет. Ничего. Не так сложно выйдя по ссылке [2], попасть на одну из ветвей, описывающих все это благо, с названием «WMI Service Management Classes», а уж на ней можно выйти на WMI Classes, где собственно описаны все классы, которые можно получить запросом**.

Ну, да ладно. Билл им судья. Я на всякий случай приведу ссылку, по которой точнее можно выйти на список классов [3]. Не знаю, что с ней случится через год-два, но на момент написания статьи она была актуальна.

Давайте посмотрим, что за информацию нам предлагает Микрософт…430 классов.… Не кисло. Такое впечатление, что о системе, о ее состоянии на момент запроса можно узнать все-все. Это хорошо. Такая информация для администратора иногда оказывается очень ценной.

Ладно. Что может эта загогулина мы теперь знаем. А как получить эти самые классы? То есть объекты, или что там у них… интерфейсы?

Вот тут немного придется мыслить неравномерно. Думаю, многим привычно, что указатели на объекты возвращают конструкторы класса. Однако, в случае с WMI это не совсем так. Здесь бал правит особый провайдер (все-таки получение информации происходит путем взаимодействия с операционкой через язык запросом, а стало быть, должен быть «черный ящичек», обрабатывающий эти запросы) – WBEM. Механизм этот представляет СОМ сервер, который можно использовать в своих программах, предварительно заполучив его инстанцию. Это делается стандартными методами загрузки СОМ сервера. Например, в Делфи это функция CreateOleObject, которая вызывает CoCreateInstance из библиотеки ole32.dll, и возвращает указатель на объект-провайдер, от которого, скормив ему WQL запрос, можно получить указатели на WMI классы.

Его механизм открывает набор-энумератор. Таким образом, проходя в цикле по динамическому списку, получаем указатели на классы, которые и содержат информацию по запросу. Вообще, если проводить аналогию с базами данных очень легко представить класс WMI как плоскую таблицу, где имена свойств – это имена полей, а их содержимое… нет, не записи, а запись. Один экземпляр класса – одна запись. Таким образом, получается два цикла: один перечисляет список объектов, запрошенного класса, а второй перечисляет поля объекта с информацией.

Что еще нужно знать о WMI? То, что эта технология позволяет не только получать информацию о системе, но и вызывать команды управления системой. То есть классы, полученные энумерацией, имеют методы, вызов которых приведет к выполнению на целевой машине неких, подлежащих ему действий. Не думайте, что я описался, назвав локальный компьютер целевым. WMI позволяет проводить все эти операции с любым хостом Windows в сети, лишь бы имелись административные права на подключение к целевой машине.

Итак, пора написать программку, которая будет нашим телескопом в локальной сети.

Show must go on…

Ради интереса, предлагаю небольшой холливар. Да, да… Вот такой вот я нехороший провокатор. Предлагаю написать программу на двух языках – Делфи и Си. В качестве компиляторов я взял Delphi 6 (на мой взгляд, самая лучшая версия Делфи) и Visual Studio 2010. Не потому что VS2008 или VS6 хуже, а просто у меня нет их под рукой.

Для начала давайте определимся со стратегией. Чтобы получить набор данных от WMI нам нужно следующее:

• запустить СОМ сервер, провайдер WMI. А точнее WbemLocator – это имя провайдера;
• приконнектить его к целевой машине;
• заставить его выполнить запрос;
• пройтись энумератором по коллекции записей;
• пройтись энумератором по коллекции полей каждой записи.

Мы, кстати, реализуем механизмы получения значения поля, как по его названию, так и по его номеру. Для этого предлагаю выделить два класса. Первый назовем TWMI. Он будет главным. Его задача принять запрос, подключится к компьютеру, выполнить запрос, и, перебрав его записи, создать список объектов типа TWMIRecord. Этот второй класс будет отвечать за получение данных из полей переданной ему записи (записи передаются в виде объекта) либо по имени, либо по номеру поля. Опять таки и тут без энумерации не обойтись.

Ладушки. Начнем. Сначала опишем главный класс. Листинг 1 и 2 показывает, как он может выглядеть в Делфи и Си:

Листинг 1 (Делфи)

Листинг 2 (С++)

На всякий случай хочу сказать, что для Сишного кода нужны инструкции:

Листинг 3

Здесь единственный хедер, который стоит описать – TWMIRecord.h. Он описывает наш класс, отвечающий за получение и хранение полей записи, переданной ему. Все остальное – стандартный набор. Я не буду их описывать, ибо их описание вполне можно найти на MSDN или в хелпе.

Теперь можно описать конструкторы и деструкторы главных классов. На Делфи:

На Си:

Здесь мало интересного. Инициализируются главные свойства, и в случае с Си инициализируется (в конструкторе) и сбрасывается (в деструкторе) СОМ библиотека. В случае с Делфи инициализация будет не здесь, а в коде обработки запроса.

Для Делфи:

На всякий случай, чтоб не было недомолвок, скажу, что обработчики свойств Login, Password, Host, Root стандартные для любого проекта, я не буду приводить их реализацию, ибо там всего лишь внутреннему полю класса, отвечающему за значение этих свойств, описывается методика присвоения нового значения. Если что станьте курсором на эти свойства и нажмите CTRL+SHIFT+C – будут созданы стандартные тела обработчиков – именно их я и имею в виду.

Самое главное для этого класса – метод обработки запроса. Именно здесь сконцентрирована вся магия работы с WMI. Давайте посмотрим, как она выглядит (на Делфи):

Добавлю, что у класса TWMIRecord предусмотрен метод Enum, которому передается объект записи. Он инициализирует проход по полям, получая из них значения. Теперь в С++:

Листинг 7

Здесь применены методы, описанные выше:

В принципе, здесь пояснять особо нечего. Создается инстанция провайдера, говоря по-русски, запускается для нашей программы механизм WMI (аналог CreateOleObject(‘WbemScripting.SWbemLocator’); примененной мной в Делфи варианте) и происходит подключение к хосту, учитывая логин и пароль пользователя.

Если логин и пароль отсутствуют, берется аккаунт текущего сеанса (Если уж по правде то текущий контекст безопасности, т.е. с чьими правами запущена программа. Будем считать, что запуск программы будет от текущего сеанса. Мы ведь рассчитываем, что это будет запускать администратор всея сети). Если отсутствует указание хоста – подключение идет к нашей машинке.

Почему я выделил в Сишном классе эти функции подключения отдельно? Захотелось так. Мне показалось, что слишком много в Си писанины, и я не хотел загромождать метод обработки запроса лишним кодом, это бы выглядело некрасиво. Казалось бы сложным. На Делфи эти функции как-то срослись в две строчки, к сожалению, в Си мне не удалось так же аккуратно написать их, может потому, что я плохо знаю Си, или потому что в Делфи действительно удобнее описывать работу с СОМ интерфейсами… Да и работа со строками в Делфи попрозрачнее будет… Впрочем, это не важно. Ну и сюда же следует приписать реализацию процедуры, создания класса для обработки записи:

Энумерация по полям записи будет инициирована конструктором. Опять таки, в Си я описал создание класса в отдельную процедуру не по каким-то особым причинам, а потому что просто так захотелось. Запросто эти две строчки можно поместить в энумерацию SetQuery.

Так, набор получили. Прокатились по нему. Теперь нужен механизм, проходя по списку объектов TWMIRecord. Надо же как-то получать выбранные данные. Посмотрим, как это можно сделать (на Делфи):

Эта функция повешена на свойство:

Хорошо зная Делфи, могу заверить, что возможность объявлять свойство для класса по умолчанию очень полезна. Достаточно в выражениях указать имя переменной объекта, если какое-то из его свойств установлено по умолчанию, оно вызовется, так как будто программист руками его вызвал в коде.

Например, многим известен Дельфийский Listbox. У него есть свойство Items[номер строки]. Вызывают его так ListBox.Items[такой-то] – Это дает строку по указанному номеру. Но далеко не все знают, что при написании такого на самом деле Делфи воспринимает это указание как ListBox.Items.Strings[такая-то], потому что Strings описана как свойство по умолчанию для поля Items, да еще и с указанием индексации. Согласитесь удобнее не писать Items.Strings раз среда позволяет это. Код становится короче и красивее. Кстати некоторые нерадивые авторы методичек на этом деле спекулируют. В одних методичках пишут длинную форму обращения, в других краткую. Учеников это часто путает, появляется вопросы «В каких случаях писать длинную форму инструкции в каких короткую». Ответ то на самом деле прост – эти две формы равнозначны. Кто как хочет, пусть так и пишет. Линейкой по рукам нужно проехаться этим борзописцам-преподавателям. Сразу видно они сами мало понимают в программировании. Это большая беда нашей системы обучения, но, увы… Законы Подлости диктуют свою игру.

Продолжение следует…

The Чтиво

• Ресурс вики http://ru.wikipedia.org/wiki/WMI
• MSDN http://social.msdn.microsoft.com/Search/ru-RU?query=WMI&ac=8
• MSDN. Win32 Classes http://msdn.microsoftcom/en-us/library/aa394084%28v=VS.85%29.aspx
• Марк Русинович. Внутри Windows Management Interface. – Magazine/RE, 05, 2000

Статья из восьмого выпуска журнала «ПРОграммист».