底层技术

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什么是底层技术

  底层技术,所指的就是针对windows内核模式下运行,紧密贴合硬件的文件系统,设备驱动程序,windows内核程序的修改与二次开发的技术。

底层技术的介绍

  解释底层技术,首先就要从window操作系统的架构说起。

  Window操作系统本身属于软件的范畴,但是它需要紧密地跟硬件打交道,它为上层应用软件或应用系统提供了公共接口,并负责硬件资源的管理分配。应用软件不需要直接跟硬件打交道,它们利用操作系统提供的接口来实现各种应用任务,如果它们要访问硬件,则必须通过操作系统提供的公共接口来完成。为了保证Windows系统自身的稳定性,Windows采用了双模式(dual mode)结构来保护操作系统本身(如图1),以避免被应用程序的错误所波及。操作系统核心运行在内核模式(kernel mode)下,应用程序运行在用户模式(user mode)下。每当应用程序需要用到系统内核或内核的扩展模块(内核驱动程序)所提供的服务时,应用程序通过硬件指令从用户模式切换到内核模式中;当系统内核完成了所请求的服务以后,控制权又回到用户模式代码。

              图1:windows架构系统

Windiws架构系统

  在window系统中愈往上愈接近应用软件,愈往下愈接近硬件。而包括内核在内的所有中间层次的作用,则是帮助应用软件更好、更安全、更方便、更有效地利用包括CPU在内的硬件资源。而底层技术,所指的就是针对内核模式下运行,紧密贴合硬件的文件系统,设备驱动程序,windows内核程序的修改与二次开发的技术。[1]

底层技术的优势

  底层技术则是使用内核提供的接口,直接对硬件进行管控,因而与其他技术手段相比具有以下的优势:

  首先,在安全性上,底层技术手段主要运行在内核模式下,也就是运行于windows后台,被当作操作系统的一部分运行来执行,从而无需启动进程,用户也感知不到驱动的运行,与运行在应用层技术相比,防绕过,防卸载,更隐蔽,更安全。

  其次,在实时性上,因为底层技术手段与windows操作系统同步运行,使得我们可以第一时间及时感知用户的操作行为,包括硬件的插入、启动,文件的访问、操作等等,同时能够准确记录、及时阻止。

  最后,在高效性上,底层技术手段直接运行在内核模式下,从而做到全局控制所有的操作行为,并且几乎不影响计算机运行的速度与性能。

中国的底层技术状况

  IT看做是一个金字塔结构的产业,那么操作系统、芯片/集成电路网络存储等技术或应用,无疑处于底层的塔基位置,关乎整个建筑的稳固程度。随着中国IT行业的发展,民族产业界人士也表露出在基础层面有所作为的决心。但是,相对于欧美等发达地区的IT产业,我国在底层核心技术方面无疑是落后的。在IT底层技术方面,我国还处于人才极度匮乏的状态。

  操作系统发展至今,已经历了两个历史阶段。其一是大型主机时代,操作系统作为硬件的组成部分之一,由硬件开发商自己设计;其二则是个人电脑或小型主机时代,软件与硬件齐头并进,其间又经历了两个阶段:基于命令行的DOS操作系统;和基于窗口图形界面的Windows操作系统。现在们正处在操作系统发展的第三个历史阶段:WEB时代。微软公司的.NET技术与SUN公司的SUN ONE平台之间的纷争正如火如荼,为的就是控制WEB时代操作系统的主导权。操作系统的市场格局正面临变革。

  就芯片产业来说,目前中国半导体市场占世界总需求量的6%,位居全球第四,未来几年内中国芯片生产有望每年以42%的速度递增,大大高于全球10%的平均增长速度。在中国1/3的中高级技术中坚人才几乎全是海外或境外人士,技术领域的本土化人才少之又少。

参考文献

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