計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序探討范文

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摘要：驅(qū)動(dòng)程序是硬件和軟件功能連接的重要組成，隨著各種硬件和相關(guān)軟件的頻繁換代與更新，驅(qū)動(dòng)程序依然是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用中所不可或缺的。本文先從硬件與軟件的組成來闡述了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)分析了計(jì)算機(jī)硬件驅(qū)動(dòng)程序的基本結(jié)構(gòu)、工作過程與所發(fā)揮的作用，以及驅(qū)動(dòng)程序與硬件和軟件之間的關(guān)聯(lián)性，以提高人們對(duì)計(jì)算機(jī)硬件軟件相互配合工作機(jī)制的理解。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；硬件；軟件；驅(qū)動(dòng)程序

0引言

計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備的使用必須要有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序支持，如常規(guī)外接打印機(jī)、移動(dòng)手機(jī)等于電腦的連接之前必須安裝特定的驅(qū)動(dòng)，但有些常用外設(shè)不需要主動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)程序，如鼠標(biāo)、鍵盤、U盤等，這主要是由于操作系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)設(shè)了常用標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序，可見，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的外設(shè)并不需要開發(fā)并安裝驅(qū)動(dòng)程序，而對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)則需要開發(fā)特定的驅(qū)動(dòng)程序來支持設(shè)備的連接。總而言之，計(jì)算機(jī)外設(shè)必須借助設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序實(shí)現(xiàn)功能連接，方能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。本文正是基于對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的了解，從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與組成出發(fā)，分析驅(qū)動(dòng)程序的重要作用，并深入闡述了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的原理和工作過程，為進(jìn)一步掌握計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)提供必要基礎(chǔ)。

1計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概況

所謂計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，是指從軟硬件工程師角度對(duì)計(jì)算機(jī)組成進(jìn)行抽象化的一個(gè)結(jié)構(gòu)，也就是說概念性的結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)有助于對(duì)真實(shí)計(jì)算機(jī)的組成與工作原理的理解，才能進(jìn)行軟硬件技術(shù)開發(fā)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)基本都是基于馮•諾依曼結(jié)構(gòu)而來的。

1.1馮•諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

1.2計(jì)算機(jī)與外設(shè)的連接主要是從典型的馮•諾依曼體系結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬件組成與軟件流程進(jìn)行了闡述，而要闡述計(jì)算機(jī)硬件驅(qū)動(dòng)程序，首先需要了解到計(jì)算機(jī)與外設(shè)的連接方式，如圖2所示。可見，計(jì)算機(jī)的外設(shè)都是通過接口連接，但是接口連接有多種，圖2說明中的(a)輻射型接法，即直接通過I/O接口連接；(b)總線型接法，即通過總線擴(kuò)展的接口連接，(c)通道型接法，即通過多個(gè)通道與接口相接，然后通道通過總線擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的相連接。

2驅(qū)動(dòng)程序的工作原理

當(dāng)前Microsoft公司開發(fā)的Windows系列操作系統(tǒng)是不允許應(yīng)用程序?qū)τ布O(shè)備的直接訪問的，所以，為了達(dá)到對(duì)硬件設(shè)備的訪問與控制，或者說硬件為了實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能，必須借助操作系統(tǒng)所接納的驅(qū)動(dòng)程序，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的訪問與控制，可見驅(qū)動(dòng)程序是十分關(guān)鍵的，是介于操作系統(tǒng)與硬件之間的一種橋梁樞紐，通常也把驅(qū)動(dòng)程序看成是操作系統(tǒng)的組成部分。

2.1驅(qū)動(dòng)程序的基本結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)程序本質(zhì)上是軟件代碼，其主要作用是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間完成數(shù)據(jù)傳送的功能，只有借助驅(qū)動(dòng)程序，兩者才能通信并完成特定的功能。如果一個(gè)硬件設(shè)備沒有驅(qū)動(dòng)程序，只有操作系統(tǒng)是不能發(fā)揮特有功效的，也就是說驅(qū)動(dòng)程序是介于操作系統(tǒng)與硬件之間的媒介，實(shí)現(xiàn)雙向的傳達(dá)，即將硬件設(shè)備本身具有的功能傳達(dá)給操作系統(tǒng)，同時(shí)也將操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)指令傳達(dá)給硬件設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)兩者的無縫連接。

2.2驅(qū)動(dòng)程序的工作過程圖的是硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序體系結(jié)構(gòu)，有時(shí)也稱為硬件接口，是操作系統(tǒng)訪問控制硬件設(shè)備唯一途徑，只有該接口驅(qū)動(dòng)程序正常工作，對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備才能發(fā)揮特定的功能，否則該硬件設(shè)備是無法正常工作的，這在日常使用計(jì)算機(jī)外設(shè)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)類似的問題。從軟件角度看，驅(qū)動(dòng)程序是一段代碼，代碼主要包含對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備信息，這段程序代碼一般都是直接添加到操作系統(tǒng)中，這樣操作系統(tǒng)便可直接通過系統(tǒng)函數(shù)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)操作系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)程序設(shè)定中斷程序來接收硬件設(shè)備的上傳數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成這種雙向的數(shù)據(jù)通信功能。功能轉(zhuǎn)換單元實(shí)際上就是將操作系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)換為硬件設(shè)備的功能，起到了中間轉(zhuǎn)義功能。一般來說，硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序是由硬件廠商結(jié)合特定操作系統(tǒng)編寫的一種配置文件，也就說不同的操作系統(tǒng)其驅(qū)動(dòng)程序是不一樣的，體系結(jié)構(gòu)是可以明顯看到的，與此同時(shí)，由于操作系統(tǒng)的升級(jí)，硬件設(shè)備需要與系統(tǒng)保持良好的兼容性，這時(shí)硬件設(shè)備廠商會(huì)不斷升級(jí)驅(qū)動(dòng)程序，來確保其硬件設(shè)備的性能最佳，如有的顯卡芯片驅(qū)動(dòng)程序經(jīng)常提醒需要升級(jí)。從硬件角度來看，驅(qū)動(dòng)程序又是硬件設(shè)備的組成部分，一般在安裝計(jì)算機(jī)外部設(shè)備時(shí)，必須安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，否則硬件無法識(shí)別無法工作。驅(qū)動(dòng)程序的這種中間媒介的溝通作用，本質(zhì)上是把硬件設(shè)備的信息與功能向操作系統(tǒng)進(jìn)行上傳，同時(shí)也將操作系統(tǒng)的指令傳達(dá)給硬件設(shè)備，通知完成特定的功能，如打印機(jī)的使用。

2.3驅(qū)動(dòng)程序的使用問題親自安裝過Windows操作系統(tǒng)都有體會(huì)，當(dāng)系統(tǒng)安裝后，通常需要立即安裝計(jì)算機(jī)核心部件的驅(qū)動(dòng)，如主板驅(qū)動(dòng)、芯片組驅(qū)動(dòng)、顯卡聲卡驅(qū)動(dòng)、觸摸板驅(qū)動(dòng)、有線無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)等。同樣，如果需要增加計(jì)算機(jī)外設(shè)，如常見辦公需要的打印機(jī)、娛樂游戲的方向盤與手柄等均需要立即安裝特定的驅(qū)動(dòng)程序。下面就硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的獲取方法與途徑進(jìn)行介紹，為對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的應(yīng)用開拓視野。通常情況下，首先需要確認(rèn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所擁有的硬件設(shè)備及其型號(hào)，然后針對(duì)性地查找硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。一般情況下都會(huì)按照以下順序依次獲取硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，分別為：①如果硬件設(shè)備自帶驅(qū)動(dòng)光盤則優(yōu)先使用隨帶驅(qū)動(dòng)；②如果沒有隨帶驅(qū)動(dòng)則需要主動(dòng)到供應(yīng)商指定網(wǎng)站下載對(duì)應(yīng)硬件設(shè)備相應(yīng)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)程序；③如果①②都不具備，則一般會(huì)轉(zhuǎn)向一般公共網(wǎng)站下載驅(qū)動(dòng)程序；④除此之外，也可以借助第三方軟件，如驅(qū)動(dòng)精靈等對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)掃描檢測(cè)，以獲取相應(yīng)的型號(hào)，并下載安裝與之匹配的驅(qū)動(dòng)程序。雖然各種方法最終的目的是一致的，實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備功能驅(qū)動(dòng)，但一般都建議采用自帶或來自官網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)程序，以便更好的兼容系統(tǒng)。

3結(jié)論

計(jì)算機(jī)是有硬件和軟件組成的綜合體，硬件是載體，軟件是核心，只有硬件的計(jì)算機(jī)無法完成既定的工作任務(wù)，兩者相輔相成，缺一不可。硬件設(shè)備作為計(jì)算系統(tǒng)常用的外部設(shè)備，當(dāng)需要在計(jì)算機(jī)協(xié)助配合下完成特定任務(wù)，必須與計(jì)算機(jī)建立功能連接，目前連接方式可以有有線連接也可以是無線連接，但必須在對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序的協(xié)助下實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能連接。硬件設(shè)備的不同，驅(qū)動(dòng)程序肯定不同，同種硬件設(shè)備型號(hào)不同，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序也可能不同，因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中需要先確認(rèn)對(duì)應(yīng)的硬件及型號(hào)，再確認(rèn)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，安裝匹配的驅(qū)動(dòng)程序，才能確保硬件設(shè)備功能的正常。與此同時(shí)，一般也可以將硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序看成是操作系統(tǒng)的一部分，這主要是由于驅(qū)動(dòng)程序是直接與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，所以隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的升級(jí)，如當(dāng)前的Windows10系統(tǒng)已經(jīng)集成了常見的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，這給計(jì)算機(jī)的安裝與使用帶來極大的便利。

作者：劉春龍 單位：廣東省深圳第二高級(jí)中學(xué)