43、深入了解 Windows 操作系统：功能、管理与安全

深入了解 Windows 操作系统：功能、管理与安全

1. 设备驱动程序

Windows 操作系统提供了单层设备驱动程序方法，I/O 管理器可以与设备驱动程序进行通信，设备驱动程序再直接返回信息。对于更复杂的设备，尤其是像依赖文件系统的硬盘驱动器这样的设备，多层方法是更好的选择。

近期 Windows 操作系统的另一个设备驱动程序特性是，几乎所有低级 I/O 操作都是异步的。这意味着当应用程序发出 I/O 请求时，它不必等待数据传输完成，可以在数据传输过程中继续执行其他工作。异步 I/O 必须在进程打开文件句柄时指定。在异步操作期间，进程必须小心，直到设备驱动程序完成数据传输后才能访问 I/O 操作中的任何数据。异步 I/O 对于需要长时间完成的操作或完成时间可变的操作非常有用。

例如，列出目录中文件所需的时间会根据文件数量而变化。由于 Windows 是一个抢占式多任务系统，可能同时运行多个任务，因此如果操作系统可以做其他事情，就绝不能浪费时间等待请求完成。操作系统的各个层使用抢占式多任务和多线程在相同的时间内完成更多工作。

2. 文件管理

通常，操作系统与用于大容量存储设备（如硬盘）的特定文件结构相关联。尽管存在常驻 NTFS（新技术文件系统），但当前版本的 Windows 设计为独立于其运行的文件系统。

在最近的 Windows 版本中，主要的文件处理概念是虚拟文件，这一概念源自 UNIX。虚拟文件包括任何 I/O 源或目标，并被视为普通文件。在 Windows 中，程序通过文件句柄对虚拟文件执行 I/O 操作。虽然文件句柄不是一个新概念，但在 Windows 中，文件句柄实际上引用的是一个执行文件对象，它代表