Windows 操作系统架构及研究
万物互联时代的操作系统深度研究
万物互联时代的操作系统（深度研究）本文选自亿欧智库，详细解读了万物互联时代物联OS现状和技术架构。
下载地址：万物互联时代的操作系统文章来源：万物互联时代的操作系统（深度研究）物联网操作系统尚处于发展早期阶段，呈现出碎片化状态。
目前市场中存在着不同来源的物联网操作系统：有从原有嵌入式操作系统改进而来的，也有从通用系统裁剪而来的，还有面向物联网需要完全从零发展而来的。
不同行业背景的厂商（操作系统大厂、硬件厂商、云计算服务厂商等）从自身业务需求出发进行探索。
我们判断尽管目前物联网市场中操作系统的市场占有率较为分散，但未来有可能出现几个垄断具体业务场景或生态的主导型物联网操作系统。
Windows操作系统与Intel CPU组成的个人计算机架构，称霸了桌面端20余年。
软件和硬件之间的协同进步关系使得Wintel双方在各自领域都获得了竞争优势，Intel则成为整个半导体产业中技术实力最强的企业。
Wintel联盟为个人电脑的推广和使用做出了重大贡献，但也存在不同程度的排他性。
Linux操作系统起源于1991年，从创始之初就采用内核开源的模式吸引个人和开发团体参与到开源社区的代码贡献中。
到目前为止，Linux已经形成成熟的开源社区，汇聚了一大批开发者，Linux模式很好地印证了以开源基金会、开源社区和开源贡献方为主要参与方的模式也可以为全社会贡献高性能的底层软件。
Linux主要由内核、shell、文件系统和应用程序四部分组成。
内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。
正是受益于Linux内核的开放性和自定义程度高，相比 Windows 等闭源系统，开发者使用计算机资源时具有更高自由度，因此在服务器及嵌入式等开发者使用居多的场景下拥有很高的市场占有率。
Windows Phone的历史最早可追溯到1996年研发的PDA系统WinCE，桌面操作系统赢家微软早已开始布局移动端——能够随身携带的袖珍型个人计算机。
WinCE操作系统
WinCE操作系统WinCE操作系统是通用型的嵌入式操作系统，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统，它是精简的Windows 95，Windows CE的图形用户界面相当出色。
它1996年开始发布Windows CE 1.0版本，2004年7月发布了Windows CE .NET 5.0版本，目前用得最多的是Windows CE .NET 4.2版本，其发展速度也是很快的，功能上自不必描述，它的主要应用领域有PDA市场、Pcket PC、Smartphone、工业控制、医疗等。
就WinCE来讲，你无法买到WinCE这个操作系统，你买到的是Platform Builder for 4.2的集成开发环境，我们也简称为PB，利用它你可以剪裁和定制出一个符合你自己需要的 4.2的操作系统，因此，我们说的操作系统实际上完全是由自己定制出来的，这就是嵌入式操作系统最大的特点。
Windows CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处理器无关等特点。
Windows CE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Windows CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C++等）、使用同样的函数、使用同样的界面风格，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。
Windows CE并非是专为单一装置设计的，所以微软为旗下采用Windows CE作业系统的产品大致分为三条产品线，Pocket PC（掌上电脑）、Handheld PC（手持设备）及Auto PC。
WindowsCE版本主要有1.0、2.0、3.0、4.0、4.2、5.0 和6.0WINCE1.0是一种基于Windows95的操作系统，其实就是单色的Windows95简化版本。
技术支持、直接资助等手段聚集了大量合作厂商，使WinCE类的PDA 阵容越来越强大。
第二章 Wince的体系结构和功能
驱动 程序
BSP当中应该包括对应开发板上所有的外部设备的 驱动程序，保证WinCE操作系统能够发挥此开发 板的最大效能。
配置 文件
运行时所需的二进制文件 包括：.DB、 reginit.ini、 .DAT。
O E M 层 的 组 成
OAL
• 主要负责内核与硬件通讯 • 硬件平台初始化
硬件初始化
内核性能 监测
LOGO
www.themegalle
3
OEM层
OEM（Original Equipment Manufacturer，原始设
备制造商）表示，一些制作硬件主板的厂商可根据自己 的产品特点对Windows CE进行定制，从而使Windows CE可以运行在这些厂商的主板上，在出售硬件开发板的
同时，也会把OEM层以BSP的形式提供给客户供其使用。
WinCE5.0的系统架构
OEM适配层 (OAL)
LOGO
www.themegalle
(OEM adaptation layer)内核抽象出来的与硬件交互 的接口；代码通常是与硬件高度相关；负责内核与 硬件的通信。
引导 程序
初始化硬件，加载操作系统映像（OS Image）到内 存，然后跳转到操作系统代码去执行。
2.1 Windows Ce的结构功能概览
• 2.1.1 层次体系结构 • 微内核，进程、线程，调度、内存管理等基本模 块，其他作为用户进程 • 多层次设计，层层之间，下层服务上层，上层依 赖下层 • 扩展性、可维护性
WinCE5.0的系统架构 WinCE的可剪裁性，使其体积也非常小。
实质
单体内核
2.1.2 硬件层
Why
1. 2. 3. 4. 处理体系结构不统一 硬件资源通常受限 外部设备的种类繁多 实时性和可靠性
嵌入式Windows Phone系统架构及功能简介
嵌入式Windows Phone系统架构及功能简介季亮摘要本文对当今流行的Windows Phone（简称WP或Win P）系统平台简析了其架构及功能，了解到系统架构的特点，并对基于Windows CE内核的系统核心分析了新型人性化的内核修改。
经过修改的Windows Phone更加智能化，利于数据结构保留，减少数据冗余，功能更加强大更加易于操作。
关键字嵌入式系统 Windows Phone Windows CE 内核手机一、引言近年来，嵌入式技术及产品的快速成长成为了全球IT产业发展的显著特征之一。
嵌入式系统（Embedded System）是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件课裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积及功耗等有严格要求的专用计算机系统。
如今，嵌入式处理器的运行速度和功能都有了很大的提高，使得许多以前只能在PC上实现的应用，现在都可以在手持设备上实现。
目前，市面上的Windows类智能手机主要采用Microsoft公司的Pocket PC、Palm OS等操作系统，但是这些系统在手机上运行操作极为繁复，对硬件要求极高，以至于限制了他的更好发展。
而Windows Phone 的诞生彻底改变了用户的看法。
Windows Phone基于Windows CE内核，在用户界面上相比于之前各版有了很大的改变，整体上和微软自家的播放器界Zune面类似；它力图打破人们与信息和应用之间的隔阂，提供适用于人们包括工作和娱乐在内完整生活的方方面面，最优秀的端到端体验。
所以，对WP作一个简单了解是非常必要的。
二、Windows Phone系统架构Windows Phone具有桌面定制、图标拖拽、滑动控制等一系列前卫的操作体验。
其主屏幕通过提供类似仪表盘的体验来显示新的电子邮件、短信、未接来电、日历约会等，让人们对重要信息保持时刻更新。
它还包括一个增强的触摸屏界面，更方便手指操作；以及一个最新版本的IE Mobile浏览器——该浏览器在一项由微软赞助的第三方调查研究中，和参与调研的其它浏览器和手机相比，可以执行指定任务的比例超过高达48%。
windows操作系统原理的书籍
windows操作系统原理的书籍Windows操作系统原理是计算机科学与技术领域的一门重要课程，它涉及到操作系统的概念、原理、设计与实现。
针对这个主题，以下是几本经典的书籍，可以帮助读者深入理解Windows操作系统的原理。
1.《现代操作系统》（原书名：Modern Operating Systems）- 作者：Andrew S. Tanenbaum，Herbert Bos- 这本畅销教材被广泛认为是操作系统领域的经典之作，非常适合初学者入门。
书中介绍了操作系统的基础原理，如进程管理、内存管理、文件系统等。
同时，还包括对多处理器系统、分布式系统和实时操作系统的介绍。
文中还提供了大量的示例代码和实际案例，有助于读者更好地理解原理并应用于实践。
2.《Windows核心编程（第5版）》（原书名：Windows Internals）- 作者：Mark E. Russinovich，David A. Solomon，Alex Ionescu- 这本书是关于Windows操作系统内部原理的权威指南。
它详细展示了Windows操作系统的架构、设计和实现，系统地介绍了进程管理、内存管理、I/O管理、安全性等关键概念。
此外，书中还囊括了对Windows Vista至Windows 10的最新版本的深入分析和说明。
对于想要深入了解Windows操作系统内部工作原理的读者来说，这本书是不可或缺的参考资料。
3.《Windows操作系统设计与实现（原书名：Windows Operating System）》- 作者：郭炜- 这本书是国内一位资深教授在Windows操作系统原理领域的经典著作。
它详细介绍了Windows操作系统的设计与实现，包括系统软件体系结构、进程管理、内存管理、文件系统、网络与I/O管理、系统调度等方面内容。
此外，书中还涉及了Windows系统的调试与性能优化技术。
作者通过理论与实践相结合的方式，为读者提供了一种全面、系统的学习和研究Windows操作系统原理的路径。
操作系统、数据库、中间件 讲义
操作系统、数据库、中间件第一章操作系统介绍1.1操作系统的定义操作系统(Operating System—缩写为OS)是一种系统软件。
它管理计算机系统的全部软硬件资源和对程序的执行进行控制，还能使用户方便使用硬件提供的计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。
操作系统的基本特征：1）并发性：多任务、多进程、多线程。
2）共享性：互斥访问、同时访问。
3）虚拟性：把一个物理上的对象变成多个逻辑意义的对象。
操作系统理论研究者有时把操作系统分成四大部分：驱动程序：最底层的、直接控制和监视各类硬件的部分，它们的职责是隐藏硬件的具体细节，并向其他部分提供一个抽象的、通用的接口。
内核：操作系统内核部分，通常运行在最高特权级，负责提供基础性、结构性的功能。
接口库：是一系列特殊的程序库，它们职责在于把系统所提供的基本服务包装成应用程序所能够使用的编程接口（API），是最靠近应用程序的部分。
例如，GNU C 运行期库就属于此类，它把各种操作系统的内部编程接口包装成ANSI C和POSIX 编程接口的形式。
外围：是指操作系统中除以上三类以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高级服务的部件。
例如，在微内核结构中，大部分系统服务，以及UNIX/Linux中各种守护进程都通常被划归此列。
总结：操作系统是靠近硬件的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。
1.2操作系统的发展历程和分类其发展历程如下：操作系统分类根据不同的分类方法具有不同的操作系统分类。
1、应用领域可分为桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统；2、所支持用户数可分为单用户操作系统(如MSDOS、OS/2、Windows)、多用户操作系统(如UNIX、Linux、Windows Server)；3、源码开放程度可分为开源操作系统(如Linux、FreeBSD)和闭源操作系统(如Mac OS X、Windows)；4、存储器寻址宽度、架构可以将操作系统分为8位、16位、32位、64位、128位的操作系统。
计算机系统基础实验报告
计算机系统基础实验报告随着计算机技术的发展，如今计算机系统已成为一门重要学科，它影响着社会各个领域的发展。
计算机系统主要研究软件和硬件的基础支持、操作系统和编程技术、网络技术、安全技术等，并且被广泛应用于各个方面，如机器学习、社交网络、大数据等，是目前经济和社会发展的核心驱动力。
因此，深入地研究计算机系统的基础理论和原理，有助于更好地掌握计算机系统及其应用，加强社会发展的大背景中计算机系统的地位，发挥计算机系统在解决实际问题中的价值。
第二部分：实验目的本次实验旨在深入探索计算机系统的基础原理，加强对计算机系统的理解，学习和熟悉计算机系统的基本架构，以及相关的安全技术。
实验过程中，学习者们将设计、实现、运行相关实验，以便收获信息，反思一般原理，更好地理解安全技术等思想。
第三部分：实验内容通过本次实验，学习者将学习和实践以下内容：（1）计算机系统架构：包括CPU、内存、输入设备、输出设备、存储器、网络技术、操作系统、软件等基础技术的概念、组件的认识和工作原理；（2）深入研究主流系统架构，如PC机系统、Android系统、 Linux 系统等；（3）深入研究计算机系统的软硬件基本原理，如内存管理、安全和存储技术；（4）理解和掌握主流操作系统的基本构造、设计方法和操作原理；（5）掌握基本编程技术，以及网络传输和安全技术；（6）掌握网络通信协议、网络通信安全技术和防火墙技术等。
第四部分：实验仪器本次实验主要使用：（1）计算机硬件：如电脑、网卡、显卡、存储器等；（2）软件：操作系统（如Windows系统、Linux系统等）；（3）调试和测试工具：如hex编辑器、调试软件、系统测试软件等；（4）安全工具：如病毒检测、系统审计、安全审核等；（5）网络设备：如防火墙、路由器等。
第五部分：实验过程本次实验的具体可分为以下几个步骤：（1）计算机系统架构：了解和掌握计算机系统的基本架构，包括CPU、内存、输入设备、输出设备、存储器、网络技术、操作系统、软件等；（2）主流系统架构：深入攻克PC、Android、Linux等主流系统架构，深入了解系统操作和应用原理；（3）系统安全：学习计算机系统安全技术，如存储器管理，安全检查，网络通信协议，防火墙技术等；（4）操作系统主题：掌握操作系统的基本构架、设计方法和运行原理；（5）编程技术：掌握基本编程技术，包括程序设计、算法分析、程序调试等；（6）报告编写：实验完成后，根据实验内容和实验结果，编写实验报告。
深入了解操作系统Windows和MacOSX的比较
深入了解操作系统Windows和MacOSX的比较Windows和MacOSX是两个广泛应用的操作系统。
它们在功能、用户界面和系统架构上存在很大的差异。
本文将深入了解这两个操作系统并进行比较。
一、功能比较1. 文件管理：Windows使用资源管理器，而MacOSX使用Finder。
两者都提供了直观的文件浏览界面和文件操作功能，但Finder在图标显示和文件预览方面表现更出色。
2. 应用程序：Windows拥有丰富的应用程序库，而MacOSX则以设计和创意应用著称。
在大多数情况下，Windows上的应用程序更广泛，而MacOSX上的应用程序更注重用户体验和美观设计。
3. 兼容性：由于Windows的市场占有率较高，因此它更具有兼容性。
大多数软件和硬件都能够在Windows上正常运行，而在MacOSX上可能需要额外的驱动程序或软件支持。
二、用户界面比较1. Windows的用户界面采用了开始菜单和任务栏的组合，提供了直观的访问和管理应用程序的方式。
而MacOSX则采用了单一的Dock栏，通过图标快速启动应用程序。
2. Windows提供了大量的自定义选项，允许用户根据个人喜好调整界面外观和布局。
MacOSX则更加注重一致性和简洁性，提供了统一的界面风格和布局。
三、系统架构比较1. Windows是基于x86架构的操作系统，因此它在各种PC设备上可广泛运行。
而MacOSX则只能在苹果公司的自家硬件上运行，这限制了它的普及度。
2. 从内核角度来看，Windows使用微内核架构，而MacOSX使用混合内核架构。
微内核架构可以实现更好的模块化和可扩展性，而混合内核架构则可以提供更高效的性能和更好的用户体验。
四、安全性比较1. 由于Windows的普及度较高，因此它成为了恶意软件和病毒攻击的主要目标。
Windows需要用户安装杀毒软件等安全工具来保护系统。
而MacOSX的市场份额较低，因此受到恶意软件的攻击较少，但也不可完全忽视安全风险。
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在任务栏的最右侧有一个被称做系统托盘的地方，有一个蓝色的En图标， 这就是输入法的按钮。在该按钮上单击，会出现输入法选择菜单，只要在 熟悉的输入法菜单项上单击就可以了。
5. 图标 图标由代表Windows各种对象的小 图形并在其下配以简洁的文字说明组成， 它可以代表应用程序、文档、打印机等 Windows 对象。这些小小的图标提供了 运行程序的最简单的方式：只要在图标 上双击 ( 快速地连续两次按下鼠标左键 后再立即松开 ) 就可以了。在如图所示 的桌面上，就可以看到很多图标：【我 的电脑】、【回收站】等。
2.2.1 鼠标操作和键盘操作
常见的鼠标有两键或三键， 一些高级的鼠标还可能有更多 的键或者带有一个或多个滚轮， 但最常用的还是左、右两个键， 称之为“左键”和“右键”。 安装了鼠标后会在屏幕上出现 一个鼠标指针，鼠标指针随着 鼠标的移动而移动位置，指向 不同的操作对象。
2.2.2 窗口
Windows 2000的操作主要 是在窗口下进行的，如图2.3所 示就是Word 2000窗口。必须切 实掌握窗口的各个组成部分及 其功能和对窗口的基本操作， 这是熟练使用基于Windows操作 系统应用程序的前提。
2.2.3 菜单
菜单提供了所有的操作 功能，可以从中选择所需要 的命令(单击相应的菜单项 即可)来执行相应的操作。 除了【开始】菜单外，还有 两种常用的菜单：下拉菜单 和快捷菜单。
2.2.4 对话框
在菜单项后面如果有省略号(…)，表 示单击该项后会出现对话框，要求用户 输入信息或进行进一步的设置。
2.2 Windows 2000基本操作
Windows 2000是一个图形化的操作系统，其最大优点就是不必再像 使用命令行操作系统 ( 如DOS)那样记忆繁杂的命令，也不必再小心翼翼 地逐个字符输入命令，唯恐出现输入错误而遭到计算机的拒绝。 Windows 2000的大部分操作可以通过移动和点击鼠标来完成，同时也为 习惯使用键盘的人提供了许多快捷键，利用这些快捷键可以快速地完成 许多任务。
2.1.3 退出Windows 2000操作系统
当需要退出Windows 2000时，不能只是关闭电源，这极有可能造成 设置信息的丢失、硬盘空间的浪费，甚至会对硬盘本身造成损害。为了 系统的安全，应该采取下面的步骤来关闭系统。 (1) 选择【开始】|【关闭】命令，出现【关闭Windows】对话框。 (2) 在【希望计算机做什么？】下拉式列表框中单击右侧的下拉式 按钮，在列表中单击【关机】项，再单击【确定】按钮。 (3) 稍等片刻计算机把有关信息保存后，就会自动关闭主机电源。
注意：登录是Windows 2000在安全性方面的一个设置。启动时必须输入正确的用户名和 密码。密码是正确识别用户身份的保密文字，最多可以有127个字符，并且区分大小写。例 如，如果密码是mypassWord，但输入了MYPASSWord，则Windows 2000拒绝用户对该计算 机的访问。
2.1.2 桌面
3. 任务按钮 每当开始运行一个应用程序时，就会有一个相应的任务按钮出现在任务 栏上，在打开“画图”应用程序后，相应地会在任务栏上出现“画图”任 务按钮。在如图2.2所示的任务栏上，就有三个任务按钮：“画图”、 “Microsoft word”和“adobe photoshop”。通过单击任务按钮，可以很方 便地在应用程序之间进行切换，使之在前台运行(即使窗口成为活动的)，而 其余的程序转入后台运行。 4. 输入法和语言选择按钮
2.1 中文Windows 2000操作系统
Windows 2000是一个多用户、多任务的图形界面操作系统，分 为 Windows 2000 Server( 服 务 器 版 ) 和 Windows 2000 Professional( 专业版 ) ，它们都是基于 Windows NT 技术构建的， 在安全性方面比 Windows 98 有了大幅度的提高。本书介绍的是 Windows 2000 Professional。
Windows 操作系统架构及研究 1 中文Windows 操作系统 2 Windows 基本操作 5 我 的 电 脑 6 剪 贴 板
3 运行应用程序
4 资源管理器
7 快 捷 方 式
8 设置个性化工作环境 9 网 络 管 理
教学文 Windows 操作系 统方面的相关知识以及桌面的组成，资源管 理器和控制面板的使用。 教学要求： 在本章中，将对 Windows 操作系 统的启动和关闭、资源管理器的组成、文件 和文件夹的操作等方面进行讲述，重点介绍 资源管理器的使用。
2.1.1 启动
Windows 2000的启动过程非常简单， 只要打开微机电源，让其自行启动就可 以了。启动时Windows 2000会显示一个 【登录到Windows】的登录对话框(该对 话框可以设置为不显示，但为了安全， 最好还是让用户进行登录)，在其中输入 用户名和密码，再单击【确定】按钮或 按Enter键，稍等片刻，就会在计算机的 屏幕上出现一幅精美的画面，这就是 Windows 2000的桌面。