㈠ Windowsxp采取的是什么结构管理文件和文件夹
树形结构（C盘像树干一级一级向下打开文件就像一棵倒置的树）
㈡ WINDOWS的文件夹组织结构是什么形状的
WINDOWS中文件夹的组织结构是一种树型的结构。
㈢ windows xp文件系统是什么结构
windows xp文件系统是FAT32或者是NTFS。1)windows XP能够读写任何大小的FAT32文件系统，但是这些平台上的格式化程序只能创建最大32GB的FAT32文件系统。2)FAT32是Windows系统硬盘分区格式的一种。这种格式采用32位的文件分配表，使其对磁盘的管理能力大大增强，突破了FAT16对每一个分区的容量只有2 GB的限制。由于现在的硬盘生产成本下降，其容量越来越大，运用FAT32的分区格式后，我们可以将一个大硬盘定义成一个分区而不必分为几个分区使用，大大方便了对磁盘的管理。但由于FAT32分区内无法存放大于4GB的单个文件，且性能不佳，易产生磁盘碎片。目前已被性能更优异的NTFS分区格式所取代。3)NTFS (New Technology File System)，是 WindowsNT 环境的文件系统。新技术文件系统是Windows NT家族（如，Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7和 windows 8.1）等的限制级专用的文件系统（操作系统所在的盘符的文件系统必须格式化为NTFS的文件系统，4096簇环境下）。NTFS取代了老式的FAT文件系统。
㈣ 文件在windowsXP中是以什么形式组织的
“文件夹”资源管理器是以树状列表查看管理文件夹的系统自带功能。更方便些。但是就这个问题来说的话答案是“文件夹”
㈤ Windows XP的文件管理
一、文件的基本概念
为了提高使用计算机的效率，用户需要熟练地操作和使用文件和文件夹。所谓文件，就是存储在磁盘上的程序和文档以及硬件设备的总称；而文件夹则是存放文档和程序的区域。文件夹内除文件外，还包含快捷方式和其他文件夹。我们提到的文件系统就是指操作系统命名、存储和组织文件的全部结构。
1.文件的类型
在Windows XP中，系统可以支持多种类型的文件。这些文件按照它多包含的不同信息分为：程序文件、文本文件、图像文件、多媒体文件、字体文件和数据文件等。
（1）程序文件 程序文件是由可执行的代码组成的，程序文件的扩展名一般为.COM和.EXE等。在Windows XP中每一个应用程序都用特定的图标来标识。双击大多数的程序文件图标都可以自动启动某一程序。
（2）文本文件 文本文件通常由字符、字母和数字组成。文本文件的扩展名为.TXT。
（3）图像文件 图像文件是指存放图片信息的文件。图像文件的格式很多，将在本书第七章中介绍。Windows XP的“画图”应用程序可以创建位图文件，并以扩展名.BMP来命名。
（4）多媒体文件 多媒体文件是指数字形式的声音和音像文件。在Windows XP中，普通的多媒体文件很多，如录音机生成的波形文件，其扩展名为.WAV。
（5）数据文件 数据文件中一般包含数字、名字、地址和其他由数据库和电子表格等程序创建的信息。
2.文件与文件夹的命名
Windows XP中允许文件名长达256个字符。同时，为Windows XP设计的各种应用程序都可以使用这些长文件名进行访问。在Windows XP中，文件的命名规则如下：
（1）在文件或文件夹的命名中，最多可用256个字符。
（2）可使用多间隔的扩展名。如果需要，可创建一个与下面的文件名类似的文件名：Photo.Stroom.4588.bmp.arj，但不提倡这样做。
（3）文件名中除开头以外的任何地方都可以有空格，但不能有下列符号：
| */“＜ ＞
（4）Windows XP保留用户指定名字的大小写格式，但不能利用大小写区别文件名。例如：myfile.exe和MYFILE.EXE被认为是同一个文件。
（5）可以使用通配符“?”、“*”查找和排列文件。
（6）汉字可以用于文件的命名。为了便于识别，用户自己建立的文件夹最好用汉字命名，文件名一般与内容相符，做到望名知义。
（7）一个文件的文件名一般由主名和扩展名组成，主名和扩展名之间用圆点隔开。主名给出文件的名称，扩展名一般用于指出文件的类别，因此扩展名也称为文件的后缀或属性名。
（8）在同一文件夹中，不能有同名的文件。
（9）文件夹可看作是一类特殊的文件，其命名除了没有扩展名之外，其他也都遵守文件的命名规则。
二、我的电脑和Windows资源管理器
“我的电脑”是Windows XP的一个系统文件夹，通过“我的电脑”提供一种快速访问计算机资源的途径。“我的电脑”显示软磁盘、硬盘、U盘、CD-ROM驱动器和网络驱动器中的内容，例如某个分区的总容量、已用空间的大小等。也可以搜索和打开文件及文件夹，并且可以访问控制面板中的选项以修改计算机设置。
1.打开“我的电脑”
点击“开始”图标，在弹出的开始菜单的右侧单击“我的电脑”选项。如果桌面上有“我的电脑”图标，也可以直接双击此图标打开“我的电脑”窗口。桌面上有没有“我的电脑”图标与用户的显示主题设置有关。
2.“我的电脑”窗口
“我的电脑”窗口如图3-4所示，主要分为三部分，上部是菜单栏，工具栏和地址栏，下边左侧为提示栏，右侧为内容栏。
提示栏分为三部分，第一部分显示与内容栏中显示或选定的对象相关的任务列表。例如当进入到“我的电脑”默认界面时（即内容栏列出磁盘列表时），此处显示为系统任务栏，包括“查看系统信息”、“添加/删除程序”、“更改一个设置”三个链接。当内容显示文件和文件夹时，此处显示为“文件和文件夹任务”栏，包括许多对于文件和文件夹的常用操作，并且随着选定的对象而改变。第二部分是“其他位置”栏，列出系统各种资源的链接，包括“网上邻居”、“共享文档”、“控制面板等”，可以方便地进行系统资源的管理。第三部分是“详细信息”栏，这里显示选定对象的详细信息，包括磁盘的文件系统，可用空间等等。
3.设置项目显示方式
Windows XP中有五种不同的项目显示类型：缩略图、平铺、图标、列表、详细信息。单击“我的电脑”窗口菜单栏中的“查看”菜单，可以下拉出含有这几个选项的菜单，单击需要的选项即可按照对应的方式来显示项目信息。这几个命令是按互斥的方式工作的，即任何时候只能有一个命令处于有效状态，有效命令的左侧会出现一个圆点标记。
（1）缩略图显示方式 缩略图显示方式是Windows XP中一个很有特色的显示方式。使用这种显示方式时，一些多媒体文件（包括图片，视频文件等）都会改变原来默认的黄色文件夹图标，而直观地显示预览图像作为图标；一些包含图片和视频文件的文件夹图标也会改变，显示为一个大文件夹图标，上面排列着文件夹中前四个文件的预览图像。这种缩略图显示方式使用起来非常方便，无需打开文件和文件夹，就可以知道大概的内容，非常适宜查找、浏览图像文件和视频文件。
（2）平铺显示方式 这种方式下文件和文件夹的名字显示在大图标的右侧，对于具体的文件还显示了文件类型和大小。
（3）图标方式 图标方式是一种比较简洁的显示方式，仅仅显示小图标和列在小图标下的名称，显示非常紧凑有序。
（4）列表方式 列表方式比图标方式还要简洁整齐，这种方式非常适用于要在一个窗口内尽可能多地显示很多内容的场合。
（5）详细信息显示方式 详细信息显示方式也是一种很常用的显示方式。这种方式下，每个文件或者文件夹占用一行的空间，显示几乎所有的信息，包括名称、大小、修改日期等。如果是图片和视频文件，还显示其画面的大小；对于视频文件，甚至显示播放时间，可以说，所有的信息都可以通过这种显示方式看到。
4.设置项目排列方式
除了项目显示可以由用户自由选择以外，Windows XP还提供了多种项目排列方式，用户可以根据自己的喜好或需要选择项目按照字母顺序、大小、类型、修改时间等进行排列。比如，若用户选定按修改时间分组，则系统将自动分出“今天”、“这个星期的前些时候”、“上星期”等时间段来显示在相应时间段内修改的文件。
5.设置文件夹选项
对于文件夹来说，除了可以在文件夹的“属性”对话框中进行一些设置以外，还可以通过“文件夹选项”进行一些高级设置。单击“我的电脑”窗口中的“工具/文件夹选项”命令，即可打开“文件夹”选项对话框，如图3-7，包含“常规”、“查看”、“文件类型”和“脱机文件”四个选项卡。
“常规”选项卡由“任务”、“浏览文件夹”和“打开项目的方式”三个选项区域组成。
（1）任务 如果用户选中“在文件夹中显示常见任务”单选按钮，则会在文件夹的左侧显示一些常用任务的超级链接，便于用户对文件或文件夹进行管理；如果选中“使用Windows传统风格的文件夹”单选按钮，则按以往Windows的风格显示文件或文件夹。
（2）浏览文件夹 如果用户选中“在同一窗口中打开每个文件夹”单选按钮，则每次打开一个文件夹都会在同一个窗口中显示；如果选中“在不同窗口中打开不同的文件夹”单选按钮，则每次打开一个文件夹都会在新窗口中显示。
（3）打开项目的方式 如果用户选中“通过单击打开项目（指向时选定）”单选按钮，则用鼠标指向项目时选定它，单击项目时打开，用户还可以选择加下划线的方式。如果选中“通过双击打开项目（单击时选定）”单选按钮，则用鼠标单击项目时选定，双击时打开。
“查看”选项卡包含“文件夹视图”栏和“高级设置”列表框。
（4）文件夹视图 用户可以单击“应用到所有文件夹”按钮，将当前的文件夹设置应用到系统所有的文件夹；也可以单击“重置所有文件夹”恢复系统默认的设置。
图3-7“文件夹选项”对话框
（5）高级设置 用户可以在高级设置中对文件夹进行一些高级设置，例如隐藏已知文件类型的扩展名，不显示隐藏的文件或文件夹等等，此处不再赘述。
“文件类型”选项卡主要用来显示和设置用户计算机上应用程序的关联文件。在“已注册的文件类型”列表框中，列出已经在系统中注册过的文件类型与文件扩展名之间的关联关系，用户可以注册一种新的文件类型的关联，也可以更改或者删除已经注册的文件关联。
6.资源管理器
Windows XP中的资源管理器是一个功能非常强大的资源管理工具，它集成了“我的文档”、“我的电脑”、“网上邻居”，“回收站”等一系列组件。通过资源管理器，可以快捷地实现到上述组件的访问。
用户可以通过“开始/所有程序/附件/Windows资源管理器”打开Windows XP资源管理器，也可以按住Shift不动，双击桌面上的“我的电脑”图标打开Windows XP资源管理器。
Windows XP资源管理器主要的工作部分分为左右两部分。在左侧窗格中显示了整个计算机资源的结构，分为四类：我的文档、我的电脑、网上邻居和回收站。右侧窗格中显示了左窗格选定项目的内容。当文件或文件夹较多的时候，左右窗格都会出现各自的滚动条，在某一窗格中滚动内容不会影响另一窗格所显示的内容。
资源管理器左右窗格的大小分配也可以自由改变，用鼠标指针指向窗格交界处并拖动即可调整窗格大小。
在资源管理器的左窗格目录框中。单击左窗格右上角的关闭按钮，则可以隐去目录区，原来窗格的位置显示为“我的电脑”中的提示栏，此时的资源管理器外观事实上与“我的电脑”窗口一样。点击工具栏中的“文件夹”按钮，可以切换目录区的隐藏和打开状态。
三、文件夹和文件的操作
在Windows XP中，文件的管理工作是非常重要的，为了更好地管理磁盘上上众多的文件，使文件便于查询和调用，Windows XP是通过文件夹来实现文件的有序存放的。本节介绍文件和文件夹的管理方法，包括文件夹的创建、选择文件和文件夹、文件和文件夹的重命名、复制和移动文件和文件夹、删除和恢复文件和文件夹、设置文件及文件夹的属性以及文件和文件夹的快捷方式的建立等等。
1.创建一个新的文件夹
用户可以在磁盘的根目录上创建一个新的文件夹，或者在其他的文件夹中创建新的文件夹。此后就可以在其中存放程序和文件了。
例如，要在C盘上创建一个名为“练习”的文件夹，用来专门存放有关练习的文件。
操作步骤如下：
①双击桌面上的“我的电脑”图标，打开“我的电脑”窗口，双击“C：”图标，打开驱动器C：的窗口。②单击菜单“文件/新建/文件夹”命令，此时在窗口工作区出现一个新的文件夹，其名字是反显的，并有光标闪烁。③输入“练习”并回车确认。这样，一个名为“练习”的新文件夹就创建成了。
也可以在驱动器C：的窗口工作区的空白处，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“新建/文件夹”命令，其效果和上面直接使用菜单操作是一样的。
2.文件和文件夹的选定与撤消
在文件管理过程中，为了完成文件和文件夹的创建、改名、复制、移动和删除等操作，首先必须要选定进行操作的文件或文件夹。当我们选取某个文件或文件夹时，只需把鼠标指针移动到对应的图标上，然后单击鼠标，图标变为反白显示，即表示被选中。当我们要选取多个文件或文件夹时，有以下几种方法：
（1）按住“Ctrl+A”键或单击菜单栏“编辑”菜单中的“全部选取”命令，就可以选取当前窗口中的全部目标。
（2）若想选取多个不连续的文件或文件夹，可先按住“Ctrl”键不放，再用鼠标逐个单击想选择的文件或文件夹所对应的图标。
（3）若想选取多个连续的文件或文件夹，可先单击第一个图标，然后按住“Shift”键不放，再单击最后一个图标即可。或者把鼠标移动到第一个图标的左上方，按住鼠标左键，然后拖动鼠标到最后一个图标的右下方，此时有一虚线把被选中的图标包围起来，放开鼠标。
若要撤消一项或多项选定，可先按住“Ctrl”键，然后用鼠标逐一单击要取消的项目。
3.文件和文件夹的复制
在文件管理中，文件和文件夹的复制是一种常用的基本操作。“复制”是指原来位置上的文件和文件夹保留不动，而在指定的新位置上建立原有文件的备份。复制操作可在不同磁盘之间进行，也可在同一磁盘中进行，甚至可以在同一路径下进行，此时，复制得到的文件和文件夹在原名之前一般会增加“复制”两字。复制操作有几种方法：
（1）使用工具栏快捷按钮方式 使用工具栏中的“复制”和“粘贴”两个按钮可以快速实现复制操作。操作步骤是：
①选择要复制的文件或文件夹。
②单击工具栏中的“复制”按钮。
③打开复制目标的目的窗口。
④单击工具栏中的“粘贴”按钮。
（2）使用菜单命令方式 与上面的方法类似，只是“复制”和“粘贴”两个操作的选择命令的位置不同，这两部的操作是单击菜单栏中的“编辑”菜单中的“复制”和“粘贴”命令，其他步骤完全一样。
（3）拖动图标复制方式 这种复制方式可以把一个或多个图标复制到目的文件夹中。操作步骤是：选取图标后，按住“Ctrl”键不放，在鼠标指针下方有一加号图样，表示复制，然后用鼠标把图标拖动到目标文件夹，目标文件夹此时反显，放开鼠标和“Ctrl”键，即可完成操作。
4.文件和文件夹的移动
文件和文件夹的移动是把文件或文件夹从一个地方移动到另一个地方，通过“移动”使原来位置上的文件或文件夹消失，出现在新的指定的位置。移动操作有如下几种方法：
（1）使用快捷工具栏按钮方式 使用工具栏中的“剪切”和“粘贴”两个按钮可以快速实现移动操作，操作步骤是：
①选择要复制的文件或文件夹。
②单击工具栏中的“剪切”按钮。
③打开复制目标的目的窗口。
④单击工具栏中的“粘贴”按钮。
（2）使用菜单命令方式 与上面的方法类似，只是“剪切”和“粘贴”两个操作的选择命令的位置不同，这两部的操作是单击菜单栏中的“编辑”菜单中的“剪切”和“粘贴”命令，其他步骤完全一样。
（3）拖动图标移动方式 这种移动方式可以把一个或多个图标移动到目的文件夹中。操作步骤是：选取图标后，直接把图标拖动到目标文件夹，目标文件夹此时反显，即可完成操作。注意：和上述复制操作不同的是，此时不用按住“Ctrl”键。
5.文件和文件夹的重命名
重命名就是把原来已存在的文件和文件夹的名字改变。操作步骤如下：
在窗口中先选中某个要重命名的文件或文件夹，再单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“重命名”命令，然后输入新文件名，最后再单击鼠标（或按回车键确认）即可。
在更改文件名时，如果所更换的文件名与已存在的文件名有重复，则系统会弹出消息框，提示用户无法命名。在更改文件名时，一般不能将扩展名改变，否则可能会导致文件不可用。
6.文件和文件夹的删除
在使用计算机的过程中，有时可能有很多过时的、没用的文件，为了节省计算机磁盘的空间，需要删除这些文件。
删除文件或文件夹的操作步骤是：首先选中要删除的文件或文件夹（可以是一个或多个），然后单击“文件”菜单的“删除”命令，或者直接在选中的图标上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“删除”命令，系统会弹出一个对话框，提示用户确认是否确实删除所选内容，提示信息会根据用户所选内容而定，用户单击消息框中的“是”按钮，系统会将选中的内容移动到回收站（系统默认设置），如果单击“否”按钮，则取消删除操作。
在Windows XP中，默认情况下，被删除的文件或文件夹如果没有超过回收站容量的话，系统会将它们移入回收站中，目的是对偶然错误删除的文件起保护作用。在存放过程中，如果“回收站”满了，则最先删除的文件被“挤”出回收站，即被永久删除。如果用户一次性删除的文件过多，容量过大，或用户选择的是软盘或移动存储器上的文件，此时系统会给出“确认文件删除”消息框，此时如果单击“是”按钮，则会直接永久删除文件。
7.已删除文件的恢复和清除
回收站中收容的文件和文件夹是可以恢复的，方法是：打开回收站，选中要恢复的文件或文件夹，单击“文件”菜单中的“还原”命令，或直接在要恢复的文件或文件夹图标上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“还原”命令，被选中的对象就会被还原到原来的位置。
已删除的文件或文件夹虽然被放到了“回收站”中，但它们实际上仍然占用硬盘的空间，所以要及时地清理“回收站”。操作步骤是：直接在桌面的回收站图标上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“清空回收站”命令，或打开回收站，在“文件”菜单中选择“清空回收站”命令，这样就可以永久地删除回收站中原有的文件或文件夹了。
8.查看及设置文件和文件夹的属性
在Windows XP中，每一个文件或文件夹都有其自身特点，包括文件的类型、在磁盘中的位置、所占空间的大小、修改时间和创建时间，以及文件在磁盘中存在的方式，这些信息都可以称为文件的属性。
（1）查看及设置文件夹的属性查看和设置文件夹的属性的操作是：选中文件夹，单击“文件”菜单中的“属性”命令，或直接在文件夹的图标上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，可以打开文件夹属性的对话框，如图3-8。从图中可看见，对话框由“常规”、“共享”和“自定义”三个选项卡组成。
图3-8 文件夹属性对话框
“常规”选项卡由四部分组成，第一部分列出了文件夹的图标和名称。第二部分列出了文件夹的类型、位置、大小和所包含的文件和文件夹的个数等信息。第三部分列出了文件夹的DOS名称和文件夹创建的时间，第四部分包括了2个复选框和高级属性，它们规定文件夹在磁盘中的存在方式。
①只读：若选择它，则文件夹被设为只读属性，具有只读性质的文件夹不能被修改和删除。
②隐藏：若选择它，则文件夹具有隐藏属性，表示该文件夹将隐藏起来。如果设置为“不显示隐藏的文件和文件夹”，则具“隐藏”属性的文件夹不显示。
打开高级属性对话框，则显示“存档和编制索引属性”和“压缩或加密属性”两个标签。
（2）查看及设置文件的属性 查看文件属性的操作与查看文件夹属性的操作一样，在某个文件图标上右击，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，系统将弹出文件属性对话框，用户除了可以查看文件属性以外，还可以对“只读”、“隐藏”等属性进行修改。
9.压缩与提取文件
使用以往的Windows操作系统时，用户通常需要安装WINZIP或WINRAR等软件，以便打开经压缩的文件及将文件压缩为占用磁盘空间较少的文件。为了方便用户使用，Windows XP新增了压缩和解压缩功能。在Windows XP中，用户可通过执行“压缩”命令将选定的文件压缩成ZIP格式的文件。对文件的解压缩则被称为提取文件。
（1）压缩文件
操作步骤是：首先在“我的电脑”或“Windows资源管理器”窗口中选中要压缩的文件或文件夹；然后选择菜单中的“文件/发送到/压缩（zipped）文件夹”命令，或者直接在选中的对象上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“文件/发送到/压缩（zipped）文件夹”命令，系统便开始压缩文件。完成压缩后，被压缩的文件将显示在窗口中，且图标变为压缩文件图标。
（2）提取文件
操作步骤是：首先在“我的电脑”或“Windows资源管理器”窗口中选中要提取的压缩文件；然后选择菜单中的“全部提取”命令，或者直接在选中的对象上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“全部提取”命令，打开“提取向导”对话框，再按照提示内容操作即可完成提取文件的操作。
10.备份或还原文件
存储在磁盘上的文件可能会受到损坏而丢失，如介质的损坏或病毒的感染，均会造成数据丢失。保护数据最有效的方法就是对磁盘上的文件进行备份，一旦文件损坏或丢失，可以将备份还原。备份的方法很多，这里介绍如何使用Windows XP备份工具。
备份或还原文件的操作步骤是：选择“开始”菜单中的“所有程序/附件/系统工具/备份”命令，即可打开“欢迎使用备份或还原向导”对话框，再根据向导提示即可完成备份或还原操作。
㈥ Windows XP文件系统的组织形式属于什么文件夹结构
树形结构
㈦ Windows操作系统中，由于各级文件夹之间有包含关系，使得所有文件夹构成—–结构
WindowsXP中，由于各级文件夹之间有包含关系，使得所有文件夹构成树状结构。
电脑程式员常会用到树状结构的资料形态，电脑的挡案资料储存方式也都是用树状结构的方式去做挡案文件的管理，当我们在建立树状资料结构时，必须要先定义"根目录"，一切的树状结构都是从根目录开始往下伸展、发展。
(7)关于windowsxp的文件组织结构扩展阅读：
树状结构是可以无限制层数的扩展组织，所有在组织内的资料都是此树状结构的一个"元素"，不管是横向还是纵向都可以无限制的扩展；横向扩展时就要先建立群组的概念，以根目录下的第一层中的所有元素都可以视为同一群组；
而纵向的扩展时，这时就要先建立层数的概念，每往下扩展一个资料，就是往下扩展一层，而所扩展出来的资料必须是与上面的横向群组中的一个元素互相关联。
在C#程式语言，首先建立一个阵列(sortarrayList)，将所有的资料都存于阵列内，将父元素写到sortarrayList()的KEY值，将子元素写入到sortarrayList()的VALUE值；
接下来在建立一个dictionary()，此时就可以将相同父元素的建立群组；使用foreach的方法遍历sortList()，dictionary()的KEY值写入父元素，VALUE写入从sortList()内相同的子元素；如此就完成整个树状资料结构的建立。
㈧ windows xp 文件名由哪几部分组成
文件名由三部分抄组成。文袭件名和扩展名，以及中间的连接符.号，文件名是可以更改的，而扩展名是决定文件的类型和打开方式。例如jinqiao.doc这个文件，jinqiao是文件名，doc是扩展名，代表这个文件是Word文档。
㈨ Windows XP文件的目录结构是什么
DocumentsandSettings文件夹是WindowsNT/2000/XP/2003操作系统中用来存放用户配置信息的文件夹。默认情况下在系统分区根目录下，其下包括：Administrator、AllUsers、DefaultUser、用户文件夹还有个WINDOWS这个是放系统的文件夹ProgramFiles是放软件的
㈩ windows xp 的系统结构
简析Windows XP体系结构 Windows XP是一个把消费型操作系统(Windows 9x核心系列)和商业型操作系统(Windows NT核心系列)融合为统一系统代码的新型Windows操作系统，它的发布标志着微软在操作系统领域“两条腿走路”的研发和营销策略的结束。 毫不夸张地说，Windows XP是操作系统历史上的全才，既有华丽堂皇的外表，更有卓越不凡的性能。对于广大的电脑爱好者而言，除了关心Windows XP友好的界面、简易的操作和齐全的功能外，是否还有更进一步认识它的兴趣呢？怎样开始我们对Windows XP的深层次认识呢——它的体系结构就是最佳的着眼点。 操作系统作为一种大型软件，在它的发展过程中，出现过多种多样的体系结构，概括起来，大致可以分为以下四种类型：模块组合结构、分层结构、虚拟机结构和客户/服务器结构(又称微内核结构)。历史上的众多操作系统不外乎都采用了这些体系结构，例如我们熟知的DOS就是“模块组合结构”的代表。作为一个实际应用型的操作系统，Windows XP没有单纯地采用某一种体系结构，而是把分层结构操作系统和客户/服务器结构操作系统的特点融合到了一起。 所谓分层结构，指的是把操作系统的所有功能模块按照调用的次序分别划分为若干层，各层之间的模块只能单向依赖或单向调用。这样做的好处是：既把复杂的整体问题分解成了若干易于解决的相对独立的子模块；同时又使得各个子模块之间的结构关系很清晰明了，不容易隐藏潜在的逻辑错误，而且也便于在不同的硬件环境中移植。可以说，Windows XP的可靠性、稳定性和可移植性都跟它采用了分层的体系结构是有密切联系的。 当然，Windows XP采用的最主要的体系结构是客户/服务器结构，因为采用这种结构的操作系统将非常适于应用在网络环境下。作为面向网络的操作系统，Windows XP没有理由不采用客户/服务器结构来设计。该结构的内核只提供了操作系统最基本的功能，如基本调度操作和中断处理等。微内核结构的优点是可靠、灵活以及适宜于网络计算机环境，但也存在工作效率不高的缺陷。Windows XP在设计上没有一味地承袭微内核结构，而是把效率问题更多地考虑了进去，做了很多改进和优化，例如把文件服务、图形引擎等功能组件植入到微内核中，使得Windows XP在效率与稳定之间找到了一个最佳的平衡点。实际的测试也表明，Windows XP的高效性并没有导致其稳定性的降低。 下面，需要引入两个重要的概念：核心态(kernel mode)和用户态(user mode)，它们各自代表程序不同的运行状态。计算机里运行的程序，不是处于核心态就是处于用户态。当程序处于用户态时，它为用户服务。例如，当你使用Office系列软件办公时，这些软件就在为你服务，所以其运行状态就处于用户态。当程序处于核心态时，既可为用户服务，又可为系统服务。例如，内存管理器和安全控制程序，它们并非是用户直接需要的，但却必不可少，因为它们的任务是维护系统不出问题，所以要运行在核心态。可见，系统服务是用户服务的前提，因为首先要保证计算机系统能正常地运行，才谈得上为用户提供可靠的服务。也就是说，如果你用的操作系统经常出现“蓝屏”或者死机的现象，那你还能很好地工作吗？因此，保证核心态的稳定可靠，是操作系统在设计上必须着重考虑的。 Windows XP通过硬件机制现实了核心态以及用户态，并为前者赋予了很高的特权，允许处于核心态的程序调用特权指令来封杀任何用户态的程序，而用户态的程序只能调用常规的指令。一般来说，只有那些至关重要的、对性能影响很大的代码和组件才运行在核心态。例如，内存管理器、高速缓存管理器、安全管理器、网络协议、进程管理以及文件系统等就运行在核心态。而用户的应用程序都只准运行在用户态，而且不允许直接访问操作系统的特权代码和数据，以免被恶意的应用程序侵扰。当用户的应用程序试图调用特权指令时，操作系统会借助硬件提供的保护机制剥夺这些程序的控制权并将它们强制关闭。有了这样的保护措施，Windows XP既可作为一般的工作平台，又可成为坚固稳定的服务器。 有了对核心态和用户态的认识，Windows XP体系结构的框架也应运而生，图1所示的就是以核心态和用户态为划分原则的Windows XP体系结构示意框图。 图1中的粗线将Windows XP分为用户态和核心态两部分。粗线上部的、处于用户态的方框分别代表的是四种基本类型的用户进程：系统支持进程、服务进程、应用程序、环境子系统。另外，子系统动态链接库也归类于用户态。 在介绍上述四种类型的用户进程之前，需要先来认识一下“进程”的概念，凡是研究操作系统，都不能不涉及这个概念。简而言之，“进程”就是程序的执行过程。程序通常是以文件形式静态地存放在磁盘上的，而当程序被执行时，会产生一个动态的执行过程，如何来描述这个动态的过程呢？于是就引入了“进程”的概念。所以，一个处于运行状态的程序都对应了一个相应的进程。例如，你在使用Microsoft Word时，系统就会创建一个映像名称为WINWORD.EXE的进程。为了能更细致地描述程序的执行过程，又引入了“线程”的概念，一个进程可以被细化为一个或多个线程。用线程来描述程序的执行过程，显得更深入、更精确。一般来说，从用户角度，线程是观察不到的。 1.系统支持进程(system support process) 属于“系统支持进程”类型的进程，虽然处于用户态，但它们却是由操作系统启动的。在Windows XP中，属于该类型的进程主要有：System Idle进程，用于统计CPU的空闲时间；System进程，是系统核心操作的载体；会话管理器(smss.exe)，主要用于系统初始化工作；登录进程(winlogon.exe)，用于处理用户的登录和注销请求，按下“Ctrl+Alt+Del”组合键时，可以激活该进程；本地安全身份验证服务器(lsass.exe)，该进程用于接收来自登录进程的身份验证请求，然后调用适当的身份验证机制来完成实际的验证。 2.服务进程(service process) 属于“服务进程”类型的进程，其对应的程序实体应该是Win32模式的程序。在客户/服务器结构的Windows XP系统中，这些服务进程其实完成的是服务器的功能。例如，Services.exe、Spoolsv.exe、Svchost.exe、Winmgmt.exe等程序，在执行时都归类于服务进程。 3.应用程序(user application) 这个概念应该是最容易理解的，因为所有由用户启动的、被用户直接使用的程序都属于应用程序的范畴。Windows XP支持的应用程序的类型包括Win32模式、Windows3.1模式和MS-DOS模式。例如，上网用的IE浏览器、办公用的Office系列软件、听音乐用的Winamp以及用于进程查看的任务管理器(taskmgr.exe)等都属于应用程序。 4.环境子系统(environment subsystem) 简而言之，环境子系统的作用是向应用程序提供必要的运行环境。也就是说，应用程序的执行，实际上是通过调用环境子系统提供的功能函数实现的。在此前的Windows 2000操作系统中，提供了三种环境子系统：Win32、POSIX(UNIX类型的子系统)和OS/2(用于x86系统的)；而在Windows XP中，去掉了后两者，只保留了Win32环境子系统。 Win32环境子系统的程序实体是csrss.exe文件，而且它必须始终处于运行状态，否则Windows XP就不能正常工作。同时，Win32子系统还包括以下重要组件：各种可供调用的函数；核心态设备驱动程序(Win32k.sys)，用于控制窗口显示、屏幕输出以及收集来自鼠标、键盘的输入信息；图形设备接口(Graphics Device Interface，GDI)，提供文本、图形输出的各种函数；子系统动态链接库(subsystem DLLs)，它是服务进程、应用程序与核心态的系统组件之间交互的中介。其具体的作用是将文档形式的函数转换成Windows XP内部的系统调用，相当于一个再编译的过程。例如，Ntdll.dll、User32.dll、Gdi32.dll、Kernel32.dll等都是该链接库的成员。 以上是Windows XP体系中的用户态的概况。其中列举了不少具体的程序文件，它们都可以在Windows XP的系统目录下找到；如果它们处于运行状态，那么在任务管理器中还能观察到它们(图2)。 粗线以下的部分是Windows XP的核心态组件，它们都运行在统一的核心地址空间中。核心态组件包括以下五项：核心、硬件抽象层、执行体、设备驱动程序以及图形引擎。 1.核心(Kernel) Windows XP的核心(程序实体是Ntoskrnl.exe)始终运行在核心态，其代码短小紧凑，可移植性很好，主要提供下列功能：线程安排和调度；异常情况处理和调度；中断处理和调度；多处理器同步；为执行体提供“内核对象”调用。 2.硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer，HAL) 在多种硬件平台上的可移植性是Windows XP设计的一个至关重要的方面，除了核心以外，硬件抽象层(HAL)是完善可移植性的另一个关键部分。在实际的系统中，HAL表现为一个可加载的核心态模块hal.dll，它运行在最靠近硬件的地方，将核心、设备驱动程序以及执行体同硬件分隔开，从而使Windows XP能适应多种硬件平台。 3.执行体(Executive) 执行体是核心的上层，作用是为用户态的用户进程提供函数的调用，使用户进程的功能得以实现。从外部看，用户交给的任务都好像是在执行体中完成的。而实际上，执行体的功能又是建立在调用核心的“内核对象”的基础上的。这样就避免了用户进程直接调用核心的情况的出现，减少了不稳定因素的产生。 4．设备驱动程序(Device Drivers) 设备驱动程序是一系列可加载的、以SYS为扩展名的核心态模块，它们负责I/O系统和相关硬件之间的交互。但Windows XP的设备驱动程序又并非是直接控制硬件的，而是通过硬件抽象层(HAL)来间接实现的。 Windows XP对“即插即用”和“高级电源选项”有很强大的支持，它使用Windows驱动程序模型(Windows Driver Model，WDM)作为标准驱动程序模型。WDM是微软专门为NT核心的Windows研发的一种分层化的驱动程序模型，并在Windows 2000系统中首次应用。从WDM的角度看，Windows XP中的驱动程序可分三种：总线驱动程序，负责硬件设备与总线控制器的连接；功能驱动程序，用于硬件自身内部的驱动；过滤器驱动程序，用于为现有硬件设备添加新的功能。在Windows XP中，每一个硬件设备都至少有总线驱动程序和功能驱动程序，前者负责与总线的交互，后者控制内部的运转。这是Windows XP的设备驱动程序机制的一大重要特点。 5.图形引擎(Graphics Engine) 简言之，图形引擎的用处就是提供实现图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)的基本函数。前面提到过，在Win32子系统中已经包含了图形设备接口(GDI)，但其图形功能毕竟有限，不能满足高质量的图形应用的要求。为此，就采取了将图形系统移入到核心态来运行的策略，以提高图形处理能力。可以说，核心态的图形引擎是塑造出Windows XP华丽外表的艺术师。 到此，我们对Windows XP的体系结构应该有了一个概括性的认识。实际上，对于Windows XP这种庞大的操作系统而言，其体系结构细节的复杂程度是难以想象的。如果用程序语言来描述的话，岂止一本书能够涵盖。为大家简析Windows XP体系结构旨在于增长见识、了解一点操作技巧之外的知识。
