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2013-05-18 15:54:30     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

在现代操作系统中,I/O(Input/Output,输入/ 输出)是计算机完成各种功能的一个重要方面。处理器负责执行各种计算任务,并且通过内存总线操纵整个内存空间,但作为一个现实可用的计算机系统,仅仅具备这样的计算和内存访问能力还不够,还要有各种外部设备的参与才可使计算机真正“有用”。在一台典型的个人计算机中,常见的外部设备或外部接口包括:键盘、鼠标、硬盘、光盘驱动器、显示器、打印输出、声音输出、网络适配器接口,以及摄像头等。尽管这些设备的功能和用途各式各样,但是处理器利用了标准的接口技术,通过设备的控制器与它们打交道,因此,从硬件层面上,处理器支持的接口技术是计算机系统能够协作运行的基础。

从软件层面上,操作系统必须提供相应的软件来操纵这些设备的控制器,并且定义对应的软件接口或系统服务,使得应用程序可以方便地操纵或使用外部设备。而且,在一个多任务、多进程操作系统中,这些外部设备是共享的,所以,操作系统必须协调对外部设备的访问。典型的做法是,应用程序不直接访问外部设备,而是通过操作系统来完成对设备的访问。Windows 作为一个通用操作系统,提供了一套可扩展的 I/O 处理框架,从而允许第三方硬件厂商编写专门的系统模块来控制其硬件设备。本章将这一I/O 处理框架称为Windows I/O模型,它是对计算机外部设备工作原理的一个抽象,从而使得各种硬件设备都能够纳入到这一模型中。

在Windows I/O 模型中,用于控制外部设备的软件模块称为设备驱动程序(Device Driver),它们运行在特权模式下,即内核模式下,所以它们的代码与内核代码具有同等的执行权限。因此,设备驱动程序必须遵循内核代码所必须遵守的一切规则,比如IRQL要求、内存管理规范等。另外,此I/O 模型也是Windows 操作系统的软件扩展模型,这意味着,一个设备驱动程序可以与硬件设备毫无关联,而仅仅是扩展内核的功能,或者由于其他目的而需要在内核中执行代码。Windows 的许多系统组件也正是以设备驱动程序的形式而提供的。因此,设备驱动程序并非真的要“驱动”一个硬件设备。

在这一章中,我们首先介绍现代计算机系统中 I/O 的工作方式,并总体介绍 Windows内核中的I/O 系统结构。然后分别讨论Windows I/O系统的三大部件:I/O 管理器、即插即用管理器与电源管理器。接下来讨论Windows 的I/O 模型,介绍设备驱动程序的基本结构以及I/O 处理过程。最后,介绍一个可监视系统中I/O 请求完成情况的工具IRPMon 。

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