Windows 95中的VxDs:扩展内核与虚拟机原理
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在Windows 95这一里程碑式的操作系统中,虚拟设备驱动程序(VxDs)扮演了至关重要的角色。VxDs是微软为了增强Windows 3.x和95版本的系统功能而引入的一种技术,它们在底层直接与硬件交互,同时又在操作系统的核心层面上运行,提供了高度优先级的服务。在Windows 95中,VxDs的扩展性使得操作系统能够处理包括文件系统、声卡、网络等多个层面的复杂任务。 尽管VxDs本质上是32位的,但由于它们是在早期的16位非线程、非抢占性系统环境中诞生的,这与现代操作系统的需求产生了冲突。随着操作系统的发展,用户期望VxDs能在具有线程化和抢占性特性的环境下运行,这意味着简单的修改无法满足这种变化,需要更深层次的架构调整和优化。 在Windows 95的设计中,虚拟机的概念被引入,用于模拟一个进程对计算机硬件资源的独占访问。有两个主要的虚拟机:DOS壳和Windows自身的系统虚拟机,前者承载着DOS环境,后者则是所有Windows应用程序运行的基础。虚拟机管理器(VMM)负责协调虚拟机的运行和VxD的调度,确保在抢占式多任务环境下,资源访问的正确性。 Win95中,每个进程都被视为一个虚拟机,即使是更为复杂的Win32应用程序也具备多线程特性。这给VxD设计者提出了新的挑战,他们需要处理的是不同虚拟机中的多个线程请求,而非单一的请求来源。每个Win32应用程序虽然有自己的地址空间,但并不意味着它们各自独立运行,而是共享系统的资源和服务。 Windows 95下的虚拟设备驱动程序是一种创新的技术解决方案,它不仅实现了硬件抽象和资源管理,还在操作系统演进的过程中适应了新的需求,推动了系统的功能扩展和性能提升。然而,这也预示着在设计和实现VxDs时,必须考虑到系统架构的演进和未来兼容性的问题。
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