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Windows2000設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的研制開發(fā)
引言：
由于工作關(guān)系，我經(jīng)常涉及PC機(jī)與外圍設(shè)備接口的工作，從PC機(jī)這方面要做的工作看來(lái)，主要是通過接口處理外圍設(shè)備的中斷，通過I/O端口或內(nèi)存地址與外設(shè)互相傳遞數(shù)據(jù)。從計(jì)算機(jī)原理的角度看，所要達(dá)到的目的很簡(jiǎn)單，那么如何編寫程序完成上述功能呢？
目前國(guó)內(nèi)流行的PC操作系統(tǒng)有三種：DOS，Win95/98系列，WindowsNT。DOS是單用戶、單任務(wù)操作系統(tǒng)，由于PC機(jī)硬件處理速度不斷提高，基于單用戶、單任務(wù)的操作系統(tǒng)越來(lái)越不能充分發(fā)揮硬件的功能，現(xiàn)在只應(yīng)用于一些老式PC及其它個(gè)別場(chǎng)合，有逐漸被淘汰的趨勢(shì)；Win95/98系列和WindowsNT屬于多任務(wù)操作系統(tǒng)，不論從其原理還是界面上看，這兩種操作系統(tǒng)都比DOS有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性，這兩種操作系統(tǒng)雖然在界面和操作上及其相似，但其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的諸多方面有許多區(qū)別，有些區(qū)別是本質(zhì)上的。Win95/98設(shè)計(jì)目標(biāo)是針對(duì)一般家庭用戶，安全性及可靠性存在許多薄弱環(huán)節(jié)，就可靠性而言，Win95/98系列不能很好的防止多任務(wù)環(huán)境中某個(gè)進(jìn)程的非法操作導(dǎo)致系統(tǒng)中其它程序甚至整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，而WindowsNT在這方面及其它諸多方面設(shè)計(jì)的相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)。這兩種操作系統(tǒng)是Microsoft公司同一時(shí)期的產(chǎn)品，但針對(duì)不同的使用群，所以在一些重要場(chǎng)合及生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)該選擇WindowsNT作為計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，此外，從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，WindowsNT已經(jīng)成為定型產(chǎn)品，具有相對(duì)穩(wěn)定性。
在不同操作系統(tǒng)下編寫驅(qū)動(dòng)程序是有很大區(qū)別的，在DOS平臺(tái)上，應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之間沒有標(biāo)準(zhǔn)的接口，它們?cè)谕獠勘憩F(xiàn)為一個(gè)擴(kuò)展名為EXE的文件，驅(qū)動(dòng)程序的作用被柔和在應(yīng)用程序中，這樣，應(yīng)用程序?yàn)榱耸褂貌煌瑥S商的同一類設(shè)備，必須了解這些設(shè)備在接口上具體的硬件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，對(duì)于一個(gè)特定型號(hào)的硬件產(chǎn)品，所有支持它的應(yīng)用軟件中對(duì)于控制整個(gè)設(shè)備動(dòng)作的這部分代碼，可能被多次重寫。這種情況不適應(yīng)硬件及應(yīng)用軟件的飛速發(fā)展。Windows系統(tǒng)在這方面，進(jìn)行了根本性改進(jìn)，把控制設(shè)備動(dòng)作的這部分代碼獨(dú)立出來(lái)，提出了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的概念,驅(qū)動(dòng)程序是應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間的一個(gè)橋梁，應(yīng)用程序與驅(qū)動(dòng)程序之間有明確的接口，應(yīng)用程序通過與驅(qū)動(dòng)程序交換信息，達(dá)到控制外設(shè)的目的。接口定義的操作是面向設(shè)備的，這就是說，在應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)中，并不用關(guān)心對(duì)外設(shè)操作的具體硬件實(shí)現(xiàn)，只是對(duì)驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出一系列指令既可；驅(qū)動(dòng)程序接受來(lái)自上層應(yīng)用程序的指示，具體操縱實(shí)際硬件，完成用戶功能。具體實(shí)現(xiàn)上，Win95/98系列與WindowsNT又有所區(qū)別，WindowsNT是嚴(yán)格按照上述思路設(shè)計(jì)的；而Win95/98系列不那么嚴(yán)格，其支持上述思路，但同時(shí)應(yīng)用程序也可以繞過驅(qū)動(dòng)程序直接訪問實(shí)際物理I/O，這樣做，增加程序設(shè)計(jì)的靈活性，但同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)可靠性造成一定隱患。這也正是Win95/98系列可靠性低于WinNT的原因之一。
表1-1 三種操作系統(tǒng)下訪問接口比較
操作系統(tǒng)應(yīng)用程序訪問接口方式訪問權(quán)限D(zhuǎn)OS直接訪問所有[注]Windows95/98通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序*.VXD所有[注]直接訪問僅I/O端口WindowsNT[1] [2] [3] [4] [5]
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