基于虚拟机的虚拟实验室可编程控制模型研究

摘要

回顾了国内外在相关课题研究成果的基础上,通过对虚拟机机制的分析,结合具体的计算机接口实验,讨论了一种基于虚拟机的虚拟实验室可编程控制模型.通过对虚拟机机制的研究,在分析了用户程序、虚拟机和操作系统的交互机制的基础上,确定了构造虚拟实验室的思路,即从用户程序运行时环境出发,截获虚拟机对操作系统的系统调用,然后针对每一种系统调用采取对应的操作,从而使用户的每一个指令,都可以获得相应的反馈,最终构造可编程控制的虚拟实验室.根据计算机接口技术课程实验所运行的具体软硬件环境,分析了我们的模型在操作系统既定的架构下,如何使用虚拟设备驱动程序,对DOS虚拟机环境和保护模式进行必要的补充和改造,建立起类似真实DOS环境的虚拟机平台,最终通过截获、翻译和转发机制,建立起虚拟设备和用户程序通讯的链路,实现了虚拟实验室的可编程控制. 实验结果表明,基于虚拟机的虚拟实验室可编程控制模型不但可以比较有效解决可编程虚拟实验问题,在一些地方甚至优于真实的硬件实验,取得了良好的效果.而且根据虚拟机机制实现虚拟实验室可编程控制的思想在反病毒、网络安全方面也有一定的借鉴意义.

目录

文摘

英文文摘

1绪言

1.1课题背景

1.2国内外概况

1.3课题主要研究工作

2基于虚拟机的虚拟实验室可编程控制模型

2.1虚拟机的特性

2.2虚拟机的运行机制

2.3基于虚拟机的虚拟实验室可编程控制模型

2.4小结

3Windows环境下的模型分析与系统体系结构

3.1 Windows NT/2000操作系统体系结构

3.2 DOS虚拟机与保护模式

3.3系统体系结构

3.4模块划分

3.5小结

4虚拟设备驱动VDD

4.1 WDM驱动模型I/O子系统

4.2虚拟设备驱动程序VDD的运行机制

4.3I/O指令和中断指令截获

4.4小结

5虚拟设备的开发与通讯协议

5.1进程间通讯与同步

5.2步进电机实验

5.3虚拟步进电机的设计

5.4小节

6总结与展望

致谢

参考文献

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