Windows设计原理分析

关键词: 系统设计，windows, 架构

系统设计

系统设计原理：

•  系统的常态设定。稳定态有一种吸引力，趋势。
•  分层，分工设计。
• 系统的边界，范围。
•  系统内部自相似。
•  自耦合循环（环形结构），正反馈和负反馈（进程状态变化）
•  子系统的相互约束协同。消息机制等

windows系统结构

Device Drivers是可加载的内核模块（通常以.sys结尾），它们担任着I/O管理器和相关硬件之间接口的作用。

HAL(Hardware AbstractionLayer)是一个可加载的内核态模块（Hal.dll），向Windows所运行的硬件平台提供低级接口。

Kernel使另外一个重要的任务就是抽象或隔离执行程序&设备驱动与在Windows支持的硬件体系结构的变动（即使执行程序&设备驱动与硬件无关）。

启动过程分析

操作系统启动过程：预引导、引导、内核加载、内核初始化和系统登陆五个阶段。

1.         启动自检阶段。

读取 BIOS ，然后内存，CPU，硬盘，键盘等设备进行自检。

2.         初始化启动阶段。

根据BIOS设置的启动顺序，找到可以启动的优先启动设备。

3.         Boot加载阶段。

从启动分区(比如 C 盘)加载 Ntldr，设置内存模式，启动文件系统。

4.         检测和配置硬件阶段。

检查和配置一些硬件设备：系统固件，总线和适配器，显示适配器，键盘

5.         内核加载阶段。

Ntldr将首先加载windows内核Ntoskrnl.exe和硬件抽象层(HAL).然后依次加载驱动程序。创建系统环境变量，启动 win32.sys，启动 csrss.exe，启动 winlogon.exe，创建虚拟内存页面文件。

6.         登录阶段。

启动机器上自动启动的windows服务，启动本地安全认证Lsass.exe，显示登录界面。

异常处理

异常处理的方式：手动，自动，半自动

•   事务型异常处理

数据库管理系统，系统失败时保障数据的完整性和一致性，系统回退到某个有效的状态。

windows系统还原功能。

•   基于规则的异常处理
•   基于案例的异常处理
•  元模型方法

创建特定模型来处理预定义的异常，增强系统异常处理的灵活性。

•   服务替换和调整
•  流程自适应

网速可以自适应网络的状态。

参考

Windows关键系统组件  www.cnblogs.com/AmitX-moten/p/5339673.html

《异常处理的设计与重构》  清华大学出版社