Windows系统总体架构

最新推荐文章于 2025-07-06 09:29:49 发布
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文章标签： 操作系统 系统架构 运维
原文链接：http://blog.51cto.com/14207158/2353734
本文介绍了Windows系统的分层架构，包括内核态的硬件抽象层（HAL）、内核、驱动程序，以及用户态的Ntdll.dll、环境子系统和系统进程等组件。重点阐述了Ntdll.dll的作用，环境子系统的功能，以及系统进程的构成，旨在深入理解Windows操作系统的运作原理。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

作为最流行的的桌面操作系统，Windows系统的发展在经历数次硬件革命之后，其系统架构也基本稳定，微软号称Windows 10是最后一代操作系统，并统一了Windows各版本的底层架构。

    Windows系统是分层的架构，主要分为内核态和用户态，内核态自下而上分为硬件抽象层（HAL）->内核和驱动层->执行体，以及窗口管理系统。用户态主要是NTDLL抽象层，以及各种进程，如：底层的系统支持进程->服务进程->用户应用程序，如图所示：
Windows系统总体架构

Ntdll.dll

    Ntdll.dll是一个特殊系统支持库，主要用于子系统dll，主要包含两种类型函数：

  • 系统服务分发存根，调用Windows执行体系统服务
  • 内部支持函数，供子系统，子系统dll，以及exe映像文件使用
    Ntdll.dll里面提供的函数大多未文档化，并以Nt开头命名。

环境子系统

    环境子系统就是针对Windows不同版本（如：Windows 7 旗舰版，Windows Server2008 R2这种）上的运行环境。每个exe可执行映像，未必可在所有版本Windows系统上运行。VC++中link命令的/SUBSYSTEM修饰符可以指定该exe映像的可执行环境（如：dll集）。

    环境子系统进程Csrss.exe(Client/Server Run-Time Subsystem)就是客户机/服务器运行时子系统，子系统是会话管理器（S

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【系统架构设计】软件架构设计（1）
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基于架构的软件开发模型明确地把整个软件过程划分为架构需求、设计、文档化、评审（评估）、实现、演化等6个子过程。在面向对象技术中，通过抽象、封装、继承，可以用对象模型来代表逻辑视图，用类图来描述逻辑视图。逻辑视图中使用的风格为面向对象的风格，逻辑视图设计中要注意的主要问题是要保持一个单一的、内聚的对象模型贯穿整个系统。逻辑视图和开发视图描述系统的静态结构，而进程视图和物理视图描述系统的动态结构。对于不同的软件系统来说，侧重的角度也有所不同。
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Windows 系统架构包括以下组成部分：内核：Windows 内核是操作系统的核心部分，它负责管理系统资源、处理用户程序和驱动程序的请求、协调各种系统组件之间的通信等任务。Windows 内核分为用户模式和内核模式，其中内核模式是更高级别、更安全的模式，用户程序无法直接访问内核模式。驱动程序：Windows 系统需要很多不同类型的驱动程序来管理硬件设备和提供系统功能，如网络驱动程序、声卡驱动程序、显卡驱动程序等。这些驱动程序运行在内核模式下，可以访问系统的底层资源和硬件设备。
全面探究Windows操作系统架构
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Windows微内核架构的关键组件包括内核（Kernel）、执行体（Executive）、硬件抽象层（HAL）、本地过程调用（LPC）以及设备驱动等。内核负责基本的硬件抽象和低级操作；执行体则管理更高级别的系统操作，如进程和线程管理、I/O操作等；HAL为内核提供了硬件的抽象接口；LPC是用户模式和内核模式之间通信的机制；设备驱动负责硬件的初始化和管理。
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用户态 　　用户态有四类组件，这四类组件都是以进程形式存在的，也是说，它们都有自己的进程地址空间（其实是一套页表）。 　　1. System Support Processes 　　这些是固化的进程，也是说是操作系统结合在一起的进程。 　　比如logon process(winlogon.exe)，Session manager（smss.exe）。   Session Manager　　　　　　　　　　[smss.exe] Local Session Manager　　　　　　 [lsm.exe] Service Control Manage
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可扩展性是软件架构中至关重要的特性，它确保系统能够在需求增长和规模扩大的情况下保持高效运行。为实现可扩展性，首要考虑模块化设计，将系统分解为独立、低耦合的模块，使得扩展时能够有针对性地进行修改而不影响整体。同时，水平扩展和垂直扩展是两种常见的扩展策略，前者通过增加节点或服务器来分担负载，后者则通过提升单节点性能来处理更多请求。弹性设计是实现可扩展性的关键，系统需要能够动态地分配和释放资源，以适应负载的波动。采用服务化架构，将系统拆解成小型服务单元，有助于独立开发和扩展。
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非常实用的了解Windows系统的结构
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本课程在具体内容结构上注重实际中的可操作性，根据安全实施对象，划分为系统安全、病毒安全、网络安全、数据安全、服务器安全、网络规划安全以及安全评估概要共六大部分，从最基本的安全实施基础知识入手，以网络信息安全的日常应用对象进行展开，最后以安全评估来作为本课程的理论性总结，以期能够让课程与实际应用需求有良好的吻合，并能够让学生在实际中与讲述的内容进行印证。而逻辑结构则以全局性的、一定程度的广义上的“大安全”为主线，把握安全策略与安全实施的关系，从全局高度对安全的系统性统一正确的认识，确立全局理念指导下的具体各方面的策略制定和实施的总体架构。最终目标是让学生能够走出“头痛医头、脚痛医脚”的被动补漏、防护和修复的怪圈，走向从时机、手段、范围等方面都有非常明确目标的系统化安全策略制定和部署的正确道路。在此基础上，完成信息安全的理论与实践的有机衔接，提高学生的学以致用的真实水平。
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1.strcat_s要求字符串数组不能是未进行任何操作的 比如char szText[256]； char szTemp[256]=“hahahah”； strcat(szText,szTemp);会报错
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zz Windows体系结构
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  这是整个windows的体系结构的总览。从图上可以看出系统被分成内核模式和用户模式。 内核模式的构成文件是系统的核心文件她包含： hal.dll ntoskrnl.exe 设备驱动 文件系统驱动 图形设备驱动 win32k.sys 1.首先来看第一层HAL（硬件抽象层）   HAL使得reactOS  内核可以运行在不同的x86母板上。HAL为内核抽象母板的特定代码也许是对不同母
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Windwos 体系结构: -------------------------------------- 用户模式(ring3) 系统进程、服务进程、应用程序、环境子系统(向应用程序提供环境和应用程序编程接口 Appplication Progra mming Interface-API。Windows 2000/XP 支持三种环境子系统:Win32、POSIX 和 OS/2,其中最重要的
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Windows架构 Windows基本架构：主要分为R0-R3四个层级，其中R0（内核态）包括内存、进程、线程、I/O等管理，核心体，设备驱动程序，硬件抽象层（HAL）；R3（用户态）包括NTDLL.DLL主要由服务进程、Win32应用程序以及win32子系统动态链接库构成。 用户模式进程有如下四种基本的模型: 固定的系统支持进程，比如登录进程和会话管理器，它们并不是Windows服务； 服务进程宿纳的是Windows服务，比如Task Sechedular和Print Spooer服务。Windows服
unity系统总体架构图
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### 问题分析 你提出的问题属于**普通文本型**，内容是关于 **Unity系统总体架构图**。虽然不能直接绘制图像，但我可以**用文字形式描述Unity的总体架构层级关系**，并解释每一层的作用。 --- ### Unity系统总体架构描述 Unity引擎采用分层架构设计，主要分为以下几个核心层级： #### 1. **应用层（Application Layer）** - 用户直接交互的部分。 - 包括游戏逻辑、场景管理、UI系统等。 - 开发者编写的C#脚本运行在这一层。 #### 2. **脚本层（Scripting Layer）** - 提供C# API接口，供开发者控制游戏对象、组件、物理、动画等。 - 主要API命名空间包括：`UnityEngine`、`UnityEditor`（编辑器专用）、`UnityEngine.SceneManagement`等。 #### 3. **中间层 / 绑定层（Binding Layer）** - 负责将C#脚本与底层C++引擎进行绑定通信。 - 使用Mono运行时来执行C#代码，并通过桥接机制调用原生引擎功能。 #### 4. **原生引擎层（Native Engine Layer）** - Unity的核心功能实现层，使用C++编写。 - 包含以下子系统： - **渲染系统（Graphics）**：处理光照、材质、着色器、相机等。 - **物理系统（Physics）**：基于PhysX或Box2D实现碰撞检测、刚体动力学等。 - **音频系统（Audio）**：管理音效播放和混音。 - **动画系统（Animation）**：处理骨骼动画、状态机等。 - **输入系统（Input）**：处理键盘、鼠标、触屏等输入事件。 - **网络系统（Networking）**：支持多人游戏通信（需配合NetCode等插件）。 #### 5. **平台适配层（Platform Abstraction Layer）** - 负责Unity引擎在不同平台上的适配。 - 支持平台包括：Windows、Mac、Linux、Android、iOS、WebGL、PS、Xbox、Switch等。 - 对不同平台的图形API（如DirectX、Vulkan、Metal）进行封装。 #### 6. **虚拟机 / 运行时（Runtime / VM）** - Unity使用Mono或IL2CPP作为脚本运行时环境。 - **Mono**：传统的跨平台.NET运行时。 - **IL2CPP**：将C#编译为C++代码再编译为本地机器码，提高性能和安全性。 --- ### Unity架构简图（文字表示） ``` +--------------------------+ | 应用层 | | （游戏逻辑、UI等） | +--------------------------+ | 脚本层 | | （C# API） | +--------------------------+ | 中间/绑定层 | | （Mono + C++桥接） | +--------------------------+ | 原生引擎层 | | （渲染、物理、音频等） | +--------------------------+ | 平台适配层 | | （PC、移动端、主机等） | +--------------------------+ | 运行时（Mono / IL2CPP） | +--------------------------+ ``` --- ### 总结知识点（不超过3个） - **Unity多层架构设计**：各层级职责分明，便于跨平台开发与维护。 - **C#与原生引擎通信机制**：通过绑定层实现脚本语言与高性能引擎交互。 - **IL2CPP技术原理**：将托管代码转换为本地代码以提升性能和兼容性。
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