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程序設(shè)計(jì)論文范文第1篇

一、前言

Windows提供強(qiáng)大的功能以及友好的圖形用戶界面(GUI),使得它不僅廣泛的用作管理事務(wù)型工作的支持平臺(tái),也被工業(yè)領(lǐng)域的工程人員所關(guān)注。但Windows3.1并非基于優(yōu)先級(jí)來調(diào)度任務(wù),無法立即響應(yīng)外部事件中斷,也就不能滿足工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中實(shí)時(shí)事件處理和實(shí)時(shí)控制應(yīng)用的要求。因此,如何在Windows環(huán)境中處理外部實(shí)時(shí)事件一直是技術(shù)人員尤其是實(shí)時(shí)領(lǐng)域工程人員所關(guān)注的問題。目前已有的方法大都采用內(nèi)掛實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核的方式,如Windows下的實(shí)時(shí)控制軟件包FLX等,而iRMX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)則把Windows3.1當(dāng)作它的一個(gè)任務(wù)來運(yùn)行。對(duì)于大型的工程項(xiàng)目,開發(fā)人員可采用購買實(shí)時(shí)軟件然后集成方式。

對(duì)中小項(xiàng)目,從投資上考慮就不很經(jīng)濟(jì)。如何尋找一種簡(jiǎn)明的方法來處理外部實(shí)時(shí)事件依然顯得很必要。

本文首先闡述Windwos的消息機(jī)制及中斷機(jī)制,然后結(jié)合DPMI接口,給出一種保護(hù)模式下中斷程序的設(shè)計(jì)方法,以處理外部實(shí)時(shí)事件。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,該方法具有簡(jiǎn)潔、實(shí)用、可靠的特點(diǎn),并同樣可運(yùn)行于Win95。

二、Windows的消息機(jī)制

Windows是一消息驅(qū)動(dòng)式系統(tǒng),見圖1。Windows消息提供了應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間、應(yīng)用程序與Windows系統(tǒng)之間進(jìn)行通訊的手段。應(yīng)用程序要實(shí)現(xiàn)的功能由消息來觸發(fā),并靠對(duì)消息的響應(yīng)和處理來完成。

Windows系統(tǒng)中有兩種消息隊(duì)列,一種是系統(tǒng)消息隊(duì)列,另一種是應(yīng)用程序消息隊(duì)列。計(jì)算機(jī)的所有輸入設(shè)備由Windows監(jiān)控,當(dāng)一個(gè)事件發(fā)生時(shí),Windows先將輸入的消息放入系統(tǒng)消息隊(duì)列中,然后再將輸入的消息拷貝到相應(yīng)的應(yīng)用程序隊(duì)列中。應(yīng)用程序中的消息循環(huán)從它的消息隊(duì)列中檢索每一個(gè)消息并發(fā)送給相應(yīng)的窗口函數(shù)中。一個(gè)事件的發(fā)生,到達(dá)處理它的窗口函數(shù)必需經(jīng)歷上述過程。值得注意的是消息的非搶先性,即不論事件的急與緩,總是按到達(dá)的先后排隊(duì)(一些系統(tǒng)消息除外),這就使得一些外部實(shí)時(shí)事件可能得不到及時(shí)的處理。

圖1

三、Windows的保護(hù)模式及中斷機(jī)制

1.Windows的保護(hù)模式

保護(hù)模式指的是線性地址由一個(gè)選擇符間接生成的,該選擇符指向描述表中的某一項(xiàng);而實(shí)模式中則通過一個(gè)段/偏移量對(duì)來直接尋址。80386(486)CPU提供的保護(hù)模式能力包括一個(gè)64K的虛擬地址空間和一個(gè)4G的段尺寸。Windows3.1實(shí)現(xiàn)時(shí)有所差別,它支持標(biāo)準(zhǔn)模式和增強(qiáng)模式。標(biāo)準(zhǔn)模式針對(duì)286機(jī)器,不屬本文探討范圍。增強(qiáng)模式是對(duì)386以上CPU而言,Windows正是使用保護(hù)模式來打破1M的屏障并且執(zhí)行簡(jiǎn)單的內(nèi)存保護(hù)。它使用選擇器、描述器和描述器表控制訪問指定內(nèi)存的位置和段。描述器表包括全局描述器表、局部描述器表、中斷描述器表。保護(hù)模式與實(shí)模式有許多不同。其中顯著的差異是訪問內(nèi)存的機(jī)制不同。

2.中斷機(jī)制

(1)實(shí)模式中斷

為了便于理解,我們先回顧實(shí)模式中斷。

在實(shí)模式下,中斷向量表IVT起到相當(dāng)重要的作用。無論來自外部硬件的中斷或是內(nèi)部的軟中斷INTn,在CPU中都產(chǎn)生同樣的響應(yīng)。

①CPU將當(dāng)前的指令指針寄存器(IP)、代碼段寄存器(CS)、標(biāo)志寄存器壓入堆棧。

②然后CPU使用n值作為指向中斷向量表IVT的索引,在IVT中找出服務(wù)例程的遠(yuǎn)地址。

③CPU將此遠(yuǎn)地址裝入CS:IP寄存器中,并開始執(zhí)行服務(wù)例程。

④中斷例程總以IRET指令結(jié)束。此指令使存在堆棧中的三個(gè)值彈出并填入CS、IP和標(biāo)志寄存器,CPU繼續(xù)執(zhí)行原來的指令。

(2)保護(hù)模式中斷

保護(hù)模式中斷過程與實(shí)模式中斷過程類似,但它不再使用中斷向量表IVT,而使用中斷描述符表(IDT)。值得一提的是,Windows運(yùn)行時(shí)IVT還存在,應(yīng)用程序并不使用它,Windows仍然使用,但含義已不同。

①IVT結(jié)構(gòu):IVT在RAM的0000∶0000之上,占據(jù)開始的1024字節(jié)。

它仍然由BIOS啟動(dòng)例程設(shè)置,由DOS填充到RAM中。

②IDT中斷描述符表:保護(hù)模式下,Windows操作系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)中斷機(jī)制而建立的一個(gè)特殊表,即中斷描述符表IDT。該表被用來保存中斷服務(wù)例程的線性地址,它們是真正的24位或32位地址,沒有段:偏移值結(jié)構(gòu)。中斷描述器表最多可含有256個(gè)例程說明,詳細(xì)說明請(qǐng)見【3】。I

DT結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2

③當(dāng)中斷或異常發(fā)生時(shí),處理過程與實(shí)模式類同。當(dāng)前的CS∶IP值和標(biāo)志寄存器值被存儲(chǔ)。保存的內(nèi)容還包括CPU其他內(nèi)部寄存器的值,以及目前正在被執(zhí)行的任務(wù)的有關(guān)信息(若必須發(fā)生任務(wù)切換的話)。CPU設(shè)法獲取中斷向量后,以它為索引值,查找IDT中的服務(wù)例程遠(yuǎn)地址,接著將控制轉(zhuǎn)移到該處的服務(wù)例程。這是與實(shí)模式轉(zhuǎn)移到IVT的不同所在。保護(hù)模式使用IDTR寄存器分配和定位內(nèi)存中的IDT中斷描述符表。IDT在內(nèi)存中是可移動(dòng)的,與IVT固定在內(nèi)存中剛好相反。IDT中斷描述符表在Windows中起決定性的作用。理解了Windows下保護(hù)模

式的中斷機(jī)制。有助于我們理解中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì),它的關(guān)鍵就在于如何將服務(wù)例程的地址放入IDT中斷描述符表中。當(dāng)中斷發(fā)生時(shí),如何將斷點(diǎn)地址及CPU各寄存器值保護(hù)起來;中斷結(jié)束時(shí),如何將保護(hù)的值恢復(fù)。Windows系統(tǒng)本身并不提供實(shí)現(xiàn)上述功能的API,而DOS保護(hù)模式接口DPMI正具備了上述的功能。

下面我們首先介紹DPMI接口,然后基于它實(shí)現(xiàn)Windows下中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)。

四、DOS保護(hù)模式接口DPMI

Windows除了標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)外,還支持一組特殊的DOS服務(wù),稱為DOS保護(hù)模式接口DPMI,由一些INT2FH和INT31H服務(wù)組成。它使應(yīng)用程序能夠訪問PC系列計(jì)算機(jī)的擴(kuò)充內(nèi)存,同時(shí)維護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)功能。DPMI通過軟件中斷31h來定義了一個(gè)新的接口,使得保護(hù)模式的應(yīng)用程序能夠用它作分配內(nèi)存,修改描述符以及調(diào)用實(shí)模式軟件等工作。

Windows為應(yīng)用程序提供DPMI服務(wù)。即Windows是DPMI的宿主(host),應(yīng)用程序是DPMI的客戶(client),可通過INT-31H調(diào)用得到DPMI服務(wù)。INT-31H本身提供多功能。其中它的中斷管理服務(wù)允許保護(hù)模式用于攔截實(shí)模式中斷,并且掛住處理器異常。有些服務(wù)能夠和DPMI宿主合作,以維護(hù)應(yīng)用程序的虛擬中斷標(biāo)志。

可以用INT31H來掛住保護(hù)模式中斷向量,以中斷方式處理外部實(shí)時(shí)事件。利用INT31H,功能0205H:設(shè)置保護(hù)模式中斷向量,將特定中斷的保護(hù)模式處理程序的地址置入中斷向量里。調(diào)用方式:AX=0205H,BL=中斷號(hào),CX∶(E)DX=中斷處理程序選擇符:偏移值。返回:執(zhí)行成功CF=清零,執(zhí)行失敗CF=置位。

掛住/解掛中斷向量的時(shí)機(jī)很重要。主窗口第一次被創(chuàng)建時(shí)會(huì)傳送它WM-CREATE消息,這時(shí)是掛住中斷向量的最好時(shí)機(jī)。退出時(shí)需解掛向量,否則Windows可能崩潰。主窗口接收到WM-DE-STROY之后進(jìn)行解掛工作,是最適合的。解掛向量可先用INT35H,0204H功能將老的中斷向量保存,退出時(shí)用INT35H,0205H恢復(fù)。

五、編程實(shí)現(xiàn)

有了DPMI的支持,我們就可以很方便地處理數(shù)據(jù)采集、串行通信等工業(yè)過程中的實(shí)時(shí)事件。下面以Windows3.1平臺(tái)下中斷方式實(shí)現(xiàn)的串行通信為例,說明中斷程序的編制和實(shí)現(xiàn)。為便于參考,給出了詳細(xì)的代碼。開發(fā)平臺(tái)BC3.1/BC4.5,其本身支持0.9版的DPMI,無需運(yùn)行其它支持DPMI的軟件。編程語言C,可與C++混合編譯。

初始化COM1,9600波特率,每字符8bits,1個(gè)停止位,中斷接收,查詢發(fā)送。

//windowsasycommunication

//byLiXiuming

//lastmodifiedonJune25,1996

#include〈windows.h〉

#include〈dos.h〉

voidinterruptfarDataReceive();

voidinterruptfar(*old-vector)();

unsignedchardatacom-r[1024],datacom-s[1024];

intinflag=0;

unsignedints8259;

intInitCom1()

{//串口1初使化

s8259=inportb(0x21);//讀入8259當(dāng)前狀態(tài)并保存

outportb(0x21,s8259&0xe8);//初始化8259,允許0x0c號(hào)中斷

outportb(0x3fb,0x83);

outportb(0x3f8,0x0c);

outportb(0x3f9,0x00);

outportb(0x3fb,0x03);

outportb(0x3fc,0x08);//允許中斷信號(hào)送到8259A,以便能中斷

outportb(0x3f9,0x01);//0x01,中斷允許

return1;

}

voidinterruptfarDataReceive()

{//中斷接收子程序

staticinti=0;//靜態(tài)局部變量

charrechar=0;//每中斷一次,i自動(dòng)加1

rechar=inportb(0x3f8);//從數(shù)據(jù)口讀出發(fā)送過來的數(shù)據(jù)

if(inflag==0)

{

if(rechar!=s&&i==0)//幀起始

{

i=0;

gotoll;

}

datacom-r[i++]=rechar;//存入datacom-r[](通信緩沖區(qū))

if(rechar==e)//幀結(jié)束

{

inflag=1;

i=0;

}

}

ll:outportb(0x20,0x20);//回送中斷結(jié)束標(biāo)志

}

//調(diào)用DPMI

//保存舊的0CH號(hào)保護(hù)模式中斷向量

//設(shè)置新的保護(hù)模式中斷服務(wù)例程

voidInitCom(void)

{

asm{

cli

movax,204h

movbl,0ch

int31h

sti

}

old-vector=MK-FP(-CX,-DX);//保存

asm{cli//設(shè)置新的0x0c中斷服務(wù)例程

movax,205h

movbl,0ch

movcx,segdatareceive

movdx,offsetdatareceive

int31h

sti

}

InitCom1();

}

//恢復(fù)8259狀態(tài)

//恢復(fù)0CH保護(hù)模式向量

voidRestoreComm(void)

{

outportb(0x21,s8259);

asm{

cli

movax,205h

movbl,0ch

movcx,segold-vector

movdx,offsetold-vector

int31h

sti

}

}

在窗口第一次被創(chuàng)建時(shí)會(huì)傳送它WM-CREATE消息,這時(shí)調(diào)用InitCom()即可。在主窗口關(guān)閉時(shí),即主窗口中收到WM-DESTROY消息時(shí),調(diào)用RestoreComm()恢復(fù)原來的狀態(tài)。

這樣在對(duì)串口初始化,設(shè)置中斷服務(wù)例程后,通信事件發(fā)生時(shí),會(huì)立即跳入中斷子程序中執(zhí)行,越過系統(tǒng)的消息隊(duì)列,達(dá)到實(shí)時(shí)處理通信事件的目的。而數(shù)據(jù)處理模塊可通過全局標(biāo)志flag訪問全局的數(shù)據(jù)通信緩沖區(qū)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這種實(shí)現(xiàn)方式與基于消息機(jī)制的Windows通信API實(shí)現(xiàn)相比具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn),因?yàn)樗^Windows系統(tǒng)的兩極消息機(jī)制。

上述程序已在實(shí)際系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在Windows3.1支持下,同時(shí)運(yùn)行三個(gè)Windows任務(wù):服務(wù)器SERVER(內(nèi)有實(shí)時(shí)串行通信,多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)子服務(wù)),客戶CLIENT,FOXPRO數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好。切換到WIN95平臺(tái)下(支持0.9版DPMI),系統(tǒng)也運(yùn)行良好。

參考文獻(xiàn)

1張?jiān)シ?、曹建文譯.【澳】BarryKauler著.Windows匯編語言及系統(tǒng)程序設(shè)計(jì).北京大學(xué)出版社,1995

程序設(shè)計(jì)論文范文第2篇

案例需要選取復(fù)雜程度適中，學(xué)生比較感興趣的實(shí)例，使課堂變得生動(dòng)活潑。每位同學(xué)設(shè)計(jì)自己的實(shí)施方案，鼓勵(lì)大家去思考、去創(chuàng)造，經(jīng)過老師的講解，可以完成整個(gè)案例的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生之間可以通過討論，經(jīng)驗(yàn)交流，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，完善自己的案例制作。當(dāng)學(xué)生完成作品時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)對(duì)此次案例的實(shí)施進(jìn)行總結(jié)，并且在此基礎(chǔ)上，將問題延伸，對(duì)其進(jìn)行完善或改進(jìn)，根據(jù)課時(shí)情況，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)。

2與自身專業(yè)相結(jié)合

為了提高VisualBasic程序設(shè)計(jì)的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用的能力，需要將該門課程與學(xué)生所學(xué)專業(yè)有機(jī)的結(jié)合在一起，這樣能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，提高學(xué)習(xí)熱情。以交通運(yùn)輸專業(yè)為例，課程開展至圖形圖像的使用時(shí)，可以選取紅綠燈變換例題作為學(xué)生的操作案例，如圖2所示。在這個(gè)案例中，與交通專業(yè)的專業(yè)知識(shí)也許還有一定的差距，但這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例足以吸引學(xué)生的注意力，控件要求也比較簡(jiǎn)單，代碼結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但是需要提醒學(xué)生注意的是需要對(duì)于Image3控件需要添加具有3個(gè)元素的控件數(shù)組，來存儲(chǔ)紅、黃、綠三種顏色。類似的案例教師可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索或圖書資料等多種方法搜集，難度不能太大，如果太復(fù)雜，反而會(huì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以上就是對(duì)于非專業(yè)學(xué)生，將案例教學(xué)法應(yīng)用于理論教學(xué)中的一些建議。

3程序?qū)嵺`教學(xué)改革

程序設(shè)計(jì)論文范文第3篇

1.1　課程結(jié)構(gòu)陳舊

現(xiàn)在民辦高職院校采用教學(xué)材料中的課程結(jié)構(gòu)往往跟不上時(shí)代變化的腳步，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與當(dāng)前的研究形式。而且在講授Java這門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，選擇的教學(xué)方式非常陳舊，以教師為中心的被動(dòng)化課堂模式，無法顯示學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，這種教學(xué)模式根本無法詮釋Java語言的精妙之處。

1.2　教學(xué)內(nèi)容編排存在問題

現(xiàn)階段民辦高職院校的Java程序語言課程教學(xué)內(nèi)容比較單一和落后，教學(xué)過程中，教師主要講解一些Java理論性的知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)了Java語言這門課程之后，往往對(duì)Java只是一個(gè)寬泛性的概念理解，對(duì)Java語言的實(shí)際操作的強(qiáng)大功能沒有切身領(lǐng)會(huì)和感受到[2]。

二、java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量保證體系構(gòu)建

2.1　提升教師教學(xué)水平

要有效提高Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量，提高教師的教學(xué)水平是首要途徑。Java語言的授課教師必須立足自身的優(yōu)勢(shì)和缺陷，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷豐富自身的專業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)專業(yè)技能，更新教學(xué)觀念，引入創(chuàng)新的教學(xué)方法，積極主動(dòng)參與Java實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，這樣才能在Java課堂教學(xué)中游刃有余。

2.2　改革課程結(jié)構(gòu)

課堂教學(xué)過程中，遵循“教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體”原則，選擇與學(xué)生知識(shí)水平相符合的教學(xué)課程，課程結(jié)構(gòu)要與學(xué)生的生活世界緊密結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的上機(jī)實(shí)操能力為主，讓學(xué)生成為課堂上的主體，積極培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力，提高學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。比如在講授類、圖形用戶界面設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)編程等內(nèi)容時(shí)，筆者特意將教科書的章節(jié)打亂，實(shí)際教學(xué)時(shí)由淺入深、循序漸進(jìn)的講解，適當(dāng)增加直觀化、生動(dòng)化的案例解析。

2.3　優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

Java程序設(shè)計(jì)課程作為一項(xiàng)跨學(xué)科、知識(shí)面廣的學(xué)科，在課程教學(xué)內(nèi)容上要進(jìn)行合理優(yōu)化組合，以符合學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)際生活為主，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源為學(xué)生提供Java程序設(shè)計(jì)課件、Java案例解析、Java學(xué)習(xí)論壇等[3]。

三、結(jié)束語

程序設(shè)計(jì)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：PCI總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序WDM模式DriverStudio

PCI總線規(guī)范是為提高微機(jī)總線的數(shù)據(jù)傳輸速度而制定的一種局部總線標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)自行開發(fā)的基于PCI總線的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備時(shí)，需要開發(fā)相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。通常開發(fā)PCI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序有多種模式，在Windows2000環(huán)境下，主要采用WDM模式。本文針對(duì)自行開發(fā)的基于PCI總線的CCD視頻信號(hào)傳輸控制卡，編寫了符合WDM模式的驅(qū)動(dòng)程序。

1WDM模式驅(qū)動(dòng)程序

1．1WDM模式（WindowsDriverModel）

Windows2000對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的編寫不再基于以往的Win3．x和Win9x下的VxD（虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）結(jié)構(gòu)，而是基于一種新的驅(qū)動(dòng)模型——WDM（WindowsDriverModel）。

WDM為Windows98／2000／XP操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)提供了統(tǒng)一的框架。WDM來源于WindowsNT的分層32位設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模型（layered32－bitdevicedrivermodel）。它支持更多的特性，如即插即用（PnP）、電源管理、WMI和NT事件。

1．2設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它由I／O管理器（I／OManager）管理和調(diào)動(dòng)。Windows2000操作系統(tǒng)下的I／O管理器功能描述如圖1所示。

I／O管理器每收到一個(gè)來自用戶應(yīng)用程序的請(qǐng)求就創(chuàng)建一個(gè)I／O請(qǐng)求包（IRP）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將其作為參數(shù)傳遞給驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序通過識(shí)別IRP中的物理設(shè)備對(duì)象（PDO）來區(qū)別是發(fā)送給哪一個(gè)設(shè)備。IRP結(jié)構(gòu)中存放請(qǐng)求的類型、用戶緩沖區(qū)的首地址、用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度等信息。驅(qū)動(dòng)程序處理完這個(gè)請(qǐng)求后，在該結(jié)構(gòu)中填入處理結(jié)果的有關(guān)信息，調(diào)用IoCompleteRequest將其返回給I／O管理器，用戶應(yīng)用程序的請(qǐng)求隨即返回。訪問硬件時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序通過調(diào)用硬件抽象層的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

1．3DriverStudio工具簡(jiǎn)介

NuMegaLab公司開發(fā)的DriverStudio是一整套開發(fā)、調(diào)試和檢測(cè)Windows平臺(tái)下設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的工具軟件包。它把DDK（DeviceDevelopmentKit）封裝成完整的C＋＋函數(shù)庫，根據(jù)具體硬件通過向?qū)煽蚣艽a，并且提供了一套完整的調(diào)試和性能測(cè)試工具SoftICE、DriverMonitor等。

2應(yīng)用實(shí)例

本文利用PCI專用接口芯片PCI9052設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸控制卡?？ㄉ现饕男酒蠵CI9052、FIFO（CY7C4221）、CPLD（MAX7064S）和A／D轉(zhuǎn)換器（MAX1197）。傳輸卡硬件框圖如圖2所示。面陣CCD得到的視頻信號(hào)經(jīng)過調(diào)理電路，生成的視頻調(diào)理信號(hào)通過A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化處理，送入FIFO中。在CPLD的控制下，數(shù)據(jù)經(jīng)過PCI9052送入PCI總線，再傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，并顯示在監(jiān)視器上。驅(qū)動(dòng)程序必須實(shí)現(xiàn)如下幾個(gè)基本功能：（1）硬件中斷；（2）能支持應(yīng)用程序獲取數(shù)據(jù)；（3）能根據(jù)外部FIFO（CY7C4221）的狀態(tài)啟動(dòng)或停止突發(fā)傳輸。

在數(shù)據(jù)輸入過程中，最重要的是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，因此需要硬件中斷。在中斷程序中，根據(jù)外部FIFO狀態(tài)完成數(shù)據(jù)的讀入。

2．1用DriverWizard生成驅(qū)動(dòng)程序框架

DriverStudio中的DriverWorks軟件為開發(fā)WDM程序提供了一個(gè)完整的框架。它包含一個(gè)可快速生成WDM驅(qū)動(dòng)程序框架的代碼生成向?qū)Чぞ逥riverWizard，而且還帶有許多類庫。在用DriverWizard生成的程序框架中寫入相對(duì)于設(shè)備的特定代碼，編譯后即可得到所需的驅(qū)動(dòng)程序。

在利用DriverWorksV2．7的向?qū)riverWizard完成驅(qū)動(dòng)程序的框架時(shí)共有11個(gè)步驟，其中關(guān)鍵步驟有：

（1）在第四步中選中PCI，并在VendorID和DeviceID中分別輸入廠商號(hào)和設(shè)備號(hào)，還需填入PCISubsystemID和PCIRevisionID。這四項(xiàng)可以用網(wǎng)上的免費(fèi)軟件PCITree或PCIView瀏覽PCI設(shè)備，用這兩個(gè)軟件也可以得到BAR0～BAR5的資源分配情況和中斷號(hào)。

（2）第七步IRP隊(duì)列排隊(duì)方法，它決定了驅(qū)動(dòng)程序檢查設(shè)備的方式。本設(shè)計(jì)選SystemManaged，則所有的IRP排隊(duì)都由系統(tǒng)（即I／O管理器）完成。

（3）第九步是最關(guān)鍵的一步。首先在Resources中添加資源，在name中輸入變量名，在PCIBaseAddress中輸入0～5的序列號(hào)。0～5和BAR0～BAR5一一對(duì)應(yīng)。在設(shè)置中斷對(duì)話框中，在name欄寫入中斷服務(wù)程序的名稱，選中創(chuàng)建中斷服務(wù)程序ISR?穴CreateISR?雪，不選創(chuàng)建延遲程序調(diào)用DPC（CreateDPC），選中MakeISR／DPCclassfunctions，使ISR／DPC成為設(shè)備類的成員函數(shù)。

其次選中Buffer以選取讀寫方式，用于描述與I／O操作相關(guān)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。本設(shè)計(jì)需要快速傳送大量數(shù)據(jù)，因此采用DirectI／O方式。

（4）在第十步中，需要加入與應(yīng)用程序或者其他驅(qū)動(dòng)程序通信的I／O控制代碼參量。

2．2驅(qū)動(dòng)程序模塊框圖和代碼分布

PCI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模塊包括配置空間的訪問模塊、IO端口模塊、內(nèi)存讀寫模塊和終端模塊等。各模塊之間是對(duì)等的。驅(qū)動(dòng)程序模塊框圖如圖3所示。

驅(qū)動(dòng)程序初始化模塊代碼段放在＃pragmacode＿seg（″INT″）和＃pragmacode＿seg（）之間。在系統(tǒng)初始化完成后，這部分代碼從內(nèi)存中釋放，防止占用系統(tǒng)寶貴的內(nèi)存資源。＃pragmacode＿seg（）之后是驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)的許多模塊的實(shí)現(xiàn)部分。這部分在驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行后不會(huì)從內(nèi)存中釋放。

2．3驅(qū)動(dòng)程序主要模塊的實(shí)現(xiàn)

（1）配置空間的訪問模塊

DriverWorks的KPciConfiguration類封裝了訪問PCI設(shè)備配置空間的所有操作。首先初始化這個(gè)類的實(shí)例：

KpciConfigurationPciConfig（）m＿Lower．TopOfStack（））；

／?觹m＿Lower是KpnpLowerDevice類的對(duì)象。m＿LowerTopOfStack（）返回當(dāng)前設(shè)備堆棧頂部的設(shè)備對(duì)象。*/

初始化完后可以直接利用成員函數(shù)ReadHeader／WriteHeader函數(shù)訪問所有的配置寄存器。

為了確定映射空間的類型和大小，先向目標(biāo)基地址寄存器寫入0Xffffffffh，然后回讀該寄存器的值。如果最低位為1，表示映射于I／O空間，反之為存儲(chǔ)空間；如果映射于存儲(chǔ)空間，從第四位開始計(jì)算0的個(gè)數(shù)可以確定內(nèi)存空間的大小；如果是I／O方式，從第二位開始計(jì)算0的個(gè)數(shù)可確定I／O空間的大小，最大為256字節(jié)。如果設(shè)備的存儲(chǔ)空間超過256字節(jié)，要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的整個(gè)存儲(chǔ)部分的訪問，就必須采用內(nèi)存映射。

（2）I／O操作模塊

Driverworks的KIoRange類封裝了I／O端口訪問的操作。部分代碼如下：

{……

KIORangeDevIoPort()；／／創(chuàng)建實(shí)例

NTSTATUSstatus＝DevIoPort()．Initialize(pResListTranslated，pResListRaW，PciConfig．BaseAddressIndexToOrdinal(0))；

／*第一個(gè)參數(shù)為轉(zhuǎn)換后的資源列表指針；第二個(gè)參數(shù)為原始資源列表指針；第三個(gè)參數(shù)中的0為I／O口對(duì)應(yīng)的基地址，用來轉(zhuǎn)換成特定端口資源的序數(shù)?*／

If(NT＿SUCCESS(status))

{……

DevIoPort．inb(0,LineBuf1,10);

／*成功初始化后可分別用KIoRange類的成員函數(shù)inb(／outb)從端口中讀／寫字節(jié)*／

}

else｛Invalidate()；returnstatus；

／*未能初始化成功，錯(cuò)誤信息在status中*／

{

……}

(3)內(nèi)存讀寫模塊

DriverWorks的KMemoryRange類封裝了端口訪問的操作。

status＝m＿M(jìn)emoryRange()．Initialize(pResListTranslated，pResListRaw，PciConfig．BaseAddressIndexToOrdinal(0))；

此函數(shù)的參數(shù)、意義及具體用法與I／O端口的操作基本相同。

內(nèi)存對(duì)象也用來發(fā)送控制字，以控制CPLD的開始和停止等。實(shí)際上控制字是通過PCI9052發(fā)送的。該控制字地址已被映射成PCI的內(nèi)存空間。所以定義一個(gè)指向內(nèi)存空間的內(nèi)存對(duì)象，通過該對(duì)象即可發(fā)送控制字。

（4）中斷模塊

在中斷模塊，首先要激活PCI9052中斷使能位，然后判斷硬件中斷響應(yīng)是否產(chǎn)生，如果有，則進(jìn)行突發(fā)傳輸，讀入FIFO中的數(shù)據(jù)。

BOOLEANTranCard::Isr＿M(jìn)yIrq(void)

{if(／／中斷未產(chǎn)生)

{……

returnFALSE;}

else

{／*如果產(chǎn)生硬件中斷，設(shè)置命令寄存器，進(jìn)行突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸*／

returnTRUE;}

}

為了將硬件中斷與編寫的中斷服務(wù)程序連接在一起，采用InitializeAndConnect方法，部分代碼如下：

NTSTATUSTranCardDevice?押?押OnStartDevice(KIrpI)

{……

status＝m＿M(jìn)yIrq．InitializeAndConnect(

pResListTranlated,

LinkTo(Isr＿M(jìn)yIrq),

This;)

……}

2．4驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)用

編寫驅(qū)動(dòng)程序本身不是最終目的，最終目的是調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序管理資源，并為用戶應(yīng)用程序使用。驅(qū)動(dòng)程序加載以后，它的許多進(jìn)程處于Idle狀態(tài)，實(shí)際上需要用戶應(yīng)用程序去調(diào)用激活。應(yīng)用程序利用Win32API直接調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序的信息交互。

首先用CreateFile()打開設(shè)備，獲得一個(gè)指向設(shè)備對(duì)象的句柄。使用CreateFile函數(shù)時(shí)應(yīng)注意：由于驅(qū)動(dòng)程序是*．sys，所以第一個(gè)參數(shù)應(yīng)該是這個(gè)設(shè)備對(duì)象的標(biāo)志連接（symboliclink）。該標(biāo)志連接名有一個(gè)設(shè)置數(shù)據(jù)文件搜索路徑的數(shù)字號(hào)，而這個(gè)數(shù)字號(hào)通常是零。如果這個(gè)連接名是″TranCard″，則傳遞給CreateFile的宇符串就是：″＼＼＼＼．＼＼TranCard0″。例如：

HANDLEhDevice＝CreateFile(″＼＼＼＼．＼＼TranCard0″)GENERIC＿READ｜GENERIC＿WRITE,FILE＿SHARE＿READ,NULL?,OPEN＿EXISTING,0,NULL);

然后用DeviceIoControl()進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。最后用CloseHandle（）關(guān)閉設(shè)備句柄。

下面是應(yīng)用DeviceIoControl()程序片段。

{……

m＿b＝DeviceIoControl(hDevice,TRANCARD＿IOCTL＿

RECEIVE(buffer,sizeof,buffer,NULL,0,＆buffersize，NULL);

……}

2．5驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)試

采用SoftICE、DriverMonitor作為調(diào)試工具，基本調(diào)試過程如下：（1）使用symbolloader加載驅(qū)動(dòng)程序，然后使用SoftICE跟蹤調(diào)試，確認(rèn)驅(qū)動(dòng)程序正常加載；（2）對(duì)核心的中斷響應(yīng)程序代碼，用SoftICE中的Genint命令產(chǎn)生虛擬中斷，單步跟蹤中斷；（3）硬件發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，通過查看內(nèi)存的數(shù)據(jù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸是否正確。

程序設(shè)計(jì)論文范文第5篇

西安理工大學(xué)工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)和計(jì)算機(jī)專業(yè)雖然都開設(shè)C語言程序設(shè)計(jì)課程，但是前者具有鮮明的專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)該課程的要求明顯不同，僅僅按照“面向?qū)ο蠼虒W(xué)”的原則，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)組織活動(dòng)和教學(xué)內(nèi)容對(duì)于后者是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。針對(duì)目前工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐中所暴露的主要問題，筆者積極開展了非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)設(shè)計(jì)的教改工作。

1．1教學(xué)設(shè)計(jì)概述

所謂教學(xué)設(shè)計(jì)，就是為了達(dá)到一定的教學(xué)目的，對(duì)教什么(課程、教學(xué)內(nèi)容等)和怎么教(組織、方法、媒體的使用等)進(jìn)行設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)不等同于傳統(tǒng)的備課寫教案。教學(xué)設(shè)計(jì)有利于教學(xué)工作的科學(xué)化，使教學(xué)活動(dòng)納入科學(xué)的軌道。教學(xué)設(shè)計(jì)的意義就在于追求教學(xué)效果的最優(yōu)化，不僅關(guān)心教師如何教，更關(guān)心學(xué)生如何學(xué)，注重將人類對(duì)教與學(xué)的研究結(jié)果和理論綜合應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。教學(xué)設(shè)計(jì)主要包括確定教學(xué)目標(biāo)、組織教學(xué)內(nèi)容、分析教學(xué)對(duì)象、選擇教學(xué)形式和方法及教學(xué)媒體、設(shè)計(jì)教學(xué)過程、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等基本環(huán)節(jié)，其中，設(shè)計(jì)教學(xué)過程是課程教學(xué)設(shè)計(jì)的核心。

1．2該課程教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

西安理工大學(xué)C語言程序設(shè)計(jì)課程組于2003年出版了《C語言程序設(shè)計(jì)教程》及配套的《C語言程序設(shè)計(jì)教程上機(jī)實(shí)驗(yàn)與學(xué)習(xí)指導(dǎo)》特色教材。自2011年開始，非計(jì)算機(jī)專業(yè)選用的教材與計(jì)算機(jī)專業(yè)不同。目前非計(jì)算機(jī)專業(yè)選用《C語言程序設(shè)計(jì)》(第1版，張毅坤教授，高等教育出版社，2011)作為該課程的教材。非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要包括課程教學(xué)設(shè)計(jì)、章節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，以西安理工大學(xué)C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱為指導(dǎo)，以《C語言程序設(shè)計(jì)》(第1版)及其配套教材為基礎(chǔ)，確定課程教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容:①將該課程的教學(xué)目標(biāo)確定為“掌握C語言的基本語法和語義，理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想和方法，提高學(xué)生的編程能力和調(diào)試程序的能力”。②組織教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵是進(jìn)行教材的組織呈現(xiàn)，理論教學(xué)內(nèi)容包括《C語言程序設(shè)計(jì)》(第1版)的第一章至第八章，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體現(xiàn)于該教材的第九章及配套教材。③學(xué)生作為教學(xué)對(duì)象始終是教學(xué)過程中的重要角色，工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)的種類多，分析教學(xué)對(duì)象就是掌握學(xué)生特點(diǎn)與了解專業(yè)背景并重。④重點(diǎn)突出課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)教學(xué)與案例教學(xué)有機(jī)結(jié)合，“講解+多媒體演示+課堂板書”缺一不可。⑤設(shè)計(jì)教學(xué)過程與“組織教學(xué)內(nèi)容”聯(lián)系最為緊密，主要包括課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)過程設(shè)計(jì)遵循的總原則是:激發(fā)學(xué)生興趣，注重能力培養(yǎng)，合理安排教學(xué)順序，講清重點(diǎn)與化解難點(diǎn)緊密結(jié)合，課堂提高與課后鞏固拓展有機(jī)統(tǒng)一，并預(yù)測(cè)教學(xué)實(shí)踐中可能出現(xiàn)的意外情況。⑥將學(xué)生評(píng)價(jià)、同行評(píng)價(jià)、教學(xué)督導(dǎo)組專家評(píng)價(jià)、主管教學(xué)的領(lǐng)導(dǎo)評(píng)價(jià)和教師自我評(píng)價(jià)這幾種評(píng)價(jià)的結(jié)果綜合起來，比較客觀的評(píng)價(jià)教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。

2教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐及效果

我們連續(xù)多年承擔(dān)非計(jì)算機(jī)專業(yè)C語言程序設(shè)計(jì)課程，先后承擔(dān)過西安理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化(電力)、水文與水資源工程、印刷工程、包裝工程和材料科學(xué)與工程等專業(yè)的C語言程序設(shè)計(jì)的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。始終將上述教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容貫穿于課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中。C語言程序設(shè)計(jì)本身是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加之各個(gè)理工科專業(yè)的特色鮮明，所以結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)特點(diǎn)與需求，同一門課程，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容，并在教學(xué)實(shí)踐中檢驗(yàn)教學(xué)效果。2012年以來，學(xué)生對(duì)筆者的教學(xué)評(píng)分一直在95分以上，也給予了肯定性的評(píng)價(jià)，例如“采用啟發(fā)式教學(xué)，闡述問題深入淺出，重點(diǎn)突出，能理論聯(lián)系實(shí)際或聯(lián)系學(xué)科發(fā)展的新成果”;“對(duì)于您的授課方式我們很滿意，感謝您對(duì)這門課程的熱忱，我們會(huì)努力學(xué)下去”;等等。

3結(jié)語