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设备驱动非内核化通信机制的研究与实现的任务书
任务书
一、任务背景
在计算机系统中，设备驱动程序是连接操作系统和硬件设备之间的重要桥梁。设备驱动程序要完成硬件设备的初始化、控制、数据传输等操作。在传统的内核化驱动程序中，驱动程序运行在内核态，具有直接访问硬件设备的权限，但是因为运行在内核态，驱动程序代码需要特别注意，否则存在导致系统崩溃、安全问题等严重后果。
为了提升系统的安全性和稳定性，现在出现了非内核化驱动程序。这种驱动程序在用户态下运行，可以与硬件通信，但是不能直接访问硬件设备。由于不存在特权级别的限制，非内核化驱动程序更加安全稳定。
但是，设备驱动程序是需要与硬件设备通信的，如何在非内核化模式下与硬件设备进行通信是当前的研究热点之一。本次任务将研究非内核化通信机制，并对该机制进行实现。
二、任务目标
1.研究非内核化通信机制的原理和实现方法。
2.实现一种非内核化的通信机制，可以与硬件设备进行通信。
3.对开发的通信机制进行测试，验证通信机制的可行性和准确性。
三、任务方案
1.研究非内核化通信机制的原理和实现方法
我们将通过查阅多篇相关文献，了解非内核化通信机制的原理和实现方法，以及已有的非内核化通信机制的特点和局限性，为后续的实现提供有利的参考。
2.实现一种非内核化的通信机制，可以与硬件设备进行通信
我们将使用C/C++语言对通信机制进行实现。首先需要编写一个用户态的驱动程序，该驱动程序可以实现与硬件设备的通信，并将通信的结果返回给应用程序。其次，我们需要采用一定的方法，将用户态驱动程序与应用程序之间建立起通信的桥梁，以实现通信的功能。
3.对开发的通信机制进行测试，验证通信机制的可行性和准确性
我们将通过编写测试程序，对开发的通信机制进行测试。测试的内容包括：连接硬件设备、通信正确性、效率和稳定性等方面。通过测试，可以验证通信机制的可行性和准确性。
四、任务进度安排
1.第一周：查阅相关文献，对非内核化通信机制进行了解。
2.第二周：确定通信机制的实现方案。编写用户态驱动程序。
3.第三周：采用一定的方法建立通信桥梁。编写应用程序。
4.第四周：对非内核化通信机制进行测试，完善通信机制。
五、任务验收标准
1.完成非内核化通信机制的开发。
2.通过测试程序测试，证明通信机制能够正常通信，并达到预期的效率和稳定性要求。
3.编写任务总结报告，详述开发的过程和存在的问题，并提出未来开发的方向和展望。
六、任务参考文献
1.“ANon-kernelbasedCommunicationMechanismbetweenUserSpaceandHardwareDevices”.Wu,Wei;Sun,Yong;Xu,Dake.IEEEInternationalConferenceonInformationandAutomation,2007.
2.“InterfacingUserSpaceApplicationswithHardwareDevicesviaLinuxKernel-Bypass”.AmitChoudhary;ThomasWenisch.USENIXAnnualTechnicalConference,2014.
3.“User-ModeDriverFrameworkDesignGuide”.MicrosoftCorporation,2016.
4.“UnderstandingUser-ModeDriversandKernel-ModeDrivers”.MicrosoftCorporation,2016.