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2.2 Windows系统结构
2013-05-18 13:54:43     我来说两句 
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本文所属图书 > Windows内核原理与实现

本书从操作系统原理的角度,详细解析了Windows如何实现现代操作系统的各个关键部件,包括进程、线程、物理内存和虚拟内存的管理,Windows中的同步和并发性支持,以及Windows的I/O模型。在介绍这些关键部件时,本...  立即去当当网订购

上一章已经提到,Windows 内核(由于是从 Windows NT发展起来的,也称为 NT内核)从一开始就有良好的设计,其结构具备很好的可扩展性和安全性。所以,Windows内核在20年的发展历程中一直能够很好地适应硬件的发展,在 Windows 操作系统的各个版本中并没有根本性的变化。这一节将介绍Windows 操作系统的基本框架,这些内容完全适用于Windows XP/Server 2003及以后的版本。

图2.2显示了 Windows 基本结构。Windows 采用了双模式(dual mode)结构来保护操作系统本身,以避免被应用程序的错误所波及。操作系统核心运行在内核模式(kernel mode )下,应用程序的代码运行在用户模式(user mode)下。每当应用程序需要用到系统内核或内核的扩展模块(内核驱动程序)所提供的服务时,应用程序通过硬件指令从用户模式切换到内核模式中;当系统内核完成了所请求的服务以后,控制权又回到用户模式代码。


 

在Windows 中,用户代码和内核代码有各自的运行环境,而且它们可以访问的内存空间也并不相同。在 32 位系统中,内核代码可以访问当前进程的整个4 GB 虚拟地址空间,而用户代码只能访问底端的2 GB虚拟地址(或 3 GB,如果打开了内核启动开关/3GB 的话)。
 
Windows 子系统是Windows 系统中一个不可缺少的组成部分,它与系统内核一起构成了用户应用程序的执行环境。Windows 的原始设计是一个支持多环境子系统的操作系统,除了Windows 子系统作为它的原生环境子系统,它还支持POSIX 和OS/2环境子系统,为 UNIX 类应用程序和OS/2应用程序提供一个仿真执行环境。随着 Windows 操作系统的发展,自Windows XP以后,只有Windows 子系统随系统一起发行。Windows 子系统既有内核模式部分(图形和窗口管理),也有用户模式部分。用户模式部分包括一个单独的子系统进程和一组链接到各个应用进程中的系统DLL 。

Windows 操作系统还包括一组系统进程和服务进程,它们为操作系统提供了关键的服务,比如会话管理、用户登录和注销、身份验证,以及打印服务、事件日志和任务调度等。这些系统进程和服务进程也是整个操作系统运行环境的一部分。

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