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驱动程序

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设备驱动程序英语device driver),简称驱动程序driver),是一个允许高階(High level)電腦軟體(computer software)与硬件(hardware)互動的程序,這種程序建立了一個硬體與硬體,或硬體與軟體溝通的介面,經由主機板上的匯流排(bus)或其它溝通子系統(subsystem)與硬體形成連接的機制,這樣的機制使得硬體裝置(device)上的資料交換成為可能。

依據不同的電腦架構與作業系統差異平台,驅動程式可以是8位元(8-bit)、16位元(16-bit)、32位元(32-bit),甚至是最新的64位元(64-bit),這是為了調和作業系統與驅動程式之間的依存關係,例如在Windows 3.11的16位元作業系統時代,大部份的驅動程式都是16位元,到了32位元的Windows XP則大部份是使用32位元驅動程式(微軟提供了Windows Driver Model可實作driver),至於64位元的Linux或是Windows Vista平台上,就必須使用64位元的驅動程式(WDM與WDF皆可實作64位元驅動程式)。

驅動程式的開發[编辑]

驅動程式的開發工作是很具挑戰性的,因為必須配合著硬體與軟體上相當明確與高級的平台技術。由於大多數的驅動程式(device drivers)執行在核心模式(kernel mode),軟體的錯誤經常造成系統嚴重的不穩定,例如蓝屏(blue screen),這跟過去的用户模式(user mode)下的程式設計(例如DelphiVBJava)有明顯的差異性。

Windows平台[编辑]

為了大量減輕驅動程式開發人員的負擔,微軟不斷的改進驅動程式的開發軟體與架構,從早期複雜深晦的VxD,到Windows XP上的Windows Driver Model(以下簡稱WDM)開發架構,如今Windows Driver Foundation(以下簡稱WDF)已成為新一代的Windows平台驅動程式發展架構,這個架構大量簡化了驅動程式的開發流程,更符合物件導向的精神,此架構包含了User Mode Driver Framework與Kernel Mode Driver Framework兩種開發模式。在開發Windows平台上的驅動程式之前,必須先安裝DDK(Driver Development Kit),DDK套件同時支援WDM與WDF兩種架構。

Linux平台[编辑]

Linux下的设备有三种基本类型:字符设备,块设备和网络接口。

驅動程式的應用[编辑]

因为常见的硬件和操作系统的差异性,驱动程序存在著不同的方式。用于:

驱动程序的抽象化共同層級(Common levels of abstraction):

  • 在硬件層方面:
    • 直接连接(Interfacing directly)
    • 使用一些較高層次的接口(如:视频BIOS
    • 使用另一低级别的驱动程序(如文件系统驱动程序使用磁盘驱动程式)
    • 模拟硬件工作
  • 在软件層方面:
    • 允许操作系统直接存取硬件资源
    • 僅實現其原始樣式(primitives)
    • 实现对非驱动程式的软件的界面(如TWAIN
    • 实现一个更高層级的语言,例如PostScript

虛擬裝置驅動程式[编辑]

有一種特殊的驅動程式名為虛擬裝置驅動程式(virtual device drivers),可用於虛擬化的環境(virtualization environments),例如DOS程式要執行於Windows平台上,就必須要利用這種虛擬裝置驅動程式,像是VMware就是一種“虛擬PC”的軟體,可以在一台機器上同時執行兩個或兩個以上的Windows、DOS、LINUX系統,VMWare是真正實現了“同時”執行,多個作業系統在主系統的平台上,就像標準Windows應用程式那樣切換一樣容易。

驅動程式的API[编辑]

  • Advanced Linux Sound Architecture(ALSA) - 標準新式Linux音效卡驅動程式介面(sound driver interface)
  • I/O Kit - 一種蘋果電腦(Apple)上的開放式介面適用於發展麥金塔作業系統(Mac OS X)的裝置驅動程式
  • Installable File System(IFS) - 一種IBM OS/2與Microsoft Windows NT的檔案系統API
  • Network Driver Interface Specification(NDIS) - 一種標準網路卡(network card)驅動程式API
  • Open Data-Link Interface(ODI) - 一種類似NDIS的網路卡API
  • Scanner Access Now Easy(SANE) - a public domain interface to raster image scanner hardware
  • Uniform Driver Interface(UDI) - 跨平台(cross platform)驅動程式的介面規範
  • Windows Display Driver Model(WDDM) - Vista平台上新式的圖形顯示(graphic display)驅動程式架構
  • Windows Driver Foundation(WDF)
  • Windows Driver Model(WDM)

参见[编辑]

外部链接[编辑]