10 Windows接口控制.ppt

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1、第十章WINDOWS接口控制1、Windows环境下编程的基本知识2、Windows环境下的端口操作3、Windows操作系统的API调用4、Windows下DLL编程技术及应用5、Windows下的串行通信接口6、线程控制技术Windows接口控制的必要性Windows操作系统为PC机用户提供了标准的用户图形界面。其强大的图形处理能力和简单灵便的操作，使很多即使对计算机不是很了解的人也很容易使用计算机，深受广大用户欢迎。大多数计算机检测、控制等应用程序的开发，都已转向或逐渐转向Windows环境下的编程。在Windows环境下实现对计算机硬件资源和内存资源的访问（如端口

2、I/O、DMA、中断、直接内存访问等），对外设的控制和管理是目前工业控制、数据采集系统开发的重要方面。Windows环境下编程的基本知识1、处理器的工作模式80X86处理器的工作模式有三种：实模式、保护模式和虚拟86模式。其中实模式和虚拟86模式是为了和早期的8086处理器兼容而设计的，以保证用户早期设计的软硬件资源得以继续使用。计算机系统在不同的环境和条件下在这三种模式中切换工作。1）实模式80386处理器被复位或加电时，以实模式启动。这时处理器中的各寄存器以实模式的初始化值工作。80386处理器相当于一个快速的8086处理器在工作。虽然80386是32位机，但在实模式

3、时的存储器寻址方式和8086的16位机一样，由段寄存器的内容乘以16做基地址，加上段内的偏移地址形成最终的物理地址。这时候它的32位地址线只使用了低20位，最大寻址空间1MB。实模式下的中断处理方式和8086处理器一样，也用中断向量表来定位中断服务程序地址。中断向量表的结构也和8086处理器一样，每4个字节组成一个中断向量，其中包括两个字节的段地址和两个字节的偏移地址。实模式下80386不支持优先级，所有的指令相当于工作在特权级（优先级0），所以所有的特权级的指令都可以执行，包括读写控制寄存器CR0等。80386开机时就是在实模式下初始化32位的4个控制寄存器CR0～CR

4、3、48位的全局描述符表寄存器GDTR、16位的局部描述符表寄存器LDTR、48位的中断描述符表寄存器IDTR、任务状态段寄存器TR等管理寄存器及页表等，然后再通过修改CR0寄存器，使其保护模式的使能位PE（位0）置位（=1）而进入保护模式工作的。实模式下不支持硬件上的多任务切换。2）保护模式当80386工作在保护模式下时，它的所有功能都是可用的。它的32根地址线都可寻址，物理寻址空间高达4GB。在保护模式下，支持内存分页机制，提供了对虚拟内存的良好支持。与8086只可寻址1M的物理地址空间相比，80386可寻址的4G物理地址空间确实是够大的了，但是至今，实际的微机系统仍

5、不可能安装如此巨大的物理内存。因此，为了运行大型程序和真正实现多任务，虚拟内存技术就成为必须的了在保护模式下80386支持多任务，可以依靠硬件，仅在一条指令中实现任务切换。任务环境的保护工作是由处理器自动完成的。在保护模式下，80386还支持优先级机制，不同的程序可以在不同的优先级上运行。优先级分0~3共4个级别。操作系统运行在最高级0上，应用程序则运行在比较低的级别上。配合良好的检查机制后，系统既可以在任务间实现数据的安全共享，也可以很好地隔离各任务。实现从实模式切换到保护模式，首先要建立保护模式必需的一些数据表，如全局描述符表GDT和中断描述符表等，然后通过修改控制寄

6、存器CR0的控制位PE（位0）来实现。DOS操作系统运行于实模式下，而Windows操作系统运行于保护模式下。3）虚拟86模式虚拟86模式是为了操作系统运行在支持多任务的保护模式下，仍能执行8086程序而设置的。虽然80386处理器已经提供了实模式来兼容8086程序，但80386在实模式下的8086程序实际上只是运行得快一些，对CPU的管理还是独占的。而且，在保护模式的多任务环境下运行8086程序时，程序中的很多指令和保护模式的环境是格格不入的，如段寻址方式、对中断的处理和I/O操作的特权问题等。为此，80386处理器又设计了一个虚拟86模式。虚拟86模式是以任务的形式在

7、保护模式上运行的。在80386上可以同时支持由多个真正的80386任务和虚拟86模式构成的任务。在虚拟86模式下，80386支持任务切换和内存分页。在Windows操作系统中，有一部分程序专门用来管理虚拟86模式的任务，称为虚拟86管理程序。为了和8086程序的寻址方式兼容，虚拟86模式采用和8086一样的寻址方式，即用段寄存器乘以16做基地址，再配合偏移地址形成线性地址，寻址1MB的空间。当多个虚拟86任务要运行时，Windows操作系统利用分页机制将不同虚拟86任务的地址空间影射到不同的物理地址上去，使每个虚拟86任务看起