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出版者:Microsoft Press

作者:Mark E. Russinovich

出品人:

页数:1232

译者:

出版时间:2009-1-7

价格:GBP 43.99

装帧:Hardcover

isbn号码:9780735625303

丛书系列:

图书标签:

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好的，这是一份针对一本名为《深度操作系统原理与实践》的图书的详细简介。该书旨在深入剖析现代操作系统的核心机制、设计哲学以及底层实现细节，为系统工程师、内核开发者和高级应用程序员提供全面的技术指导。 --- 图书简介：深度操作系统原理与实践 第一部分：操作系统的基石与核心概念 (Foundations and Core Concepts) 本书首先构建了一个坚实的理论基础，带领读者穿越操作系统的起源与演进。我们不满足于停留在教科书式的定义上，而是深入探讨了多道程序设计、分时系统、批处理系统等历史阶段对现代操作系统架构的深远影响。 1. 进程与线程的生命周期与抽象模型： 本部分详尽阐述了进程作为资源分配基本单位的本质。我们细致分析了进程上下文（Context）的构成——包括程序计数器、寄存器集合、栈指针、内存映射表等，以及操作系统如何在内核态精确地进行进程切换（Context Switching）的机械流程。更进一步，我们深入对比了用户级线程（User-Level Threads）与内核级线程（Kernel-Level Threads）的优劣，并探讨了混合模型（如Solaris LWP）的设计考量。特别地，我们提供了详尽的图示来解释线程阻塞、唤醒、就绪和运行等状态转换图谱，以及线程同步原语（如互斥锁、信号量）在硬件支持下的原子性保证机制。 2. 内存管理的宏观与微观视角： 内存管理是操作系统的核心挑战之一。本书将内存管理分解为两个层次：逻辑地址空间与物理地址空间。我们详细剖析了分页（Paging）机制，包括多级页表的构建、TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作原理及其对性能的影响。对于页表项（PTE）中的标志位（如Present, Accessed, Dirty, User/Supervisor）的功能，我们进行了逐一的解析。同时，本书也覆盖了分段（Segmentation）的现代应用（例如作为内存保护的辅助机制），并讨论了段页式混合管理的复杂性。 3. 虚拟内存的实现与性能优化： 虚拟内存（VM）的引入，极大地扩展了可用内存并隔离了进程。本书重点讲解了缺页中断（Page Fault）的处理流程，包括页目录项查找失败、需要从磁盘加载页面的完整内核处理序列。我们对比分析了主流的页面置换算法（如FIFO, LRU, OPT, Clock/Second Chance）的理论基础和实际实现复杂度，并提供了如何通过工作集模型（Working Set Model）来预测和管理进程的内存需求。 第二部分：并发、同步与资源调度 (Concurrency, Synchronization, and Scheduling) 本部分聚焦于如何有效管理并行活动，确保数据一致性，并公平高效地分配有限的CPU资源。 4. 互斥与同步的底层机制： 超越简单的信号量，本书深入到硬件层面探讨同步的实现。我们详细考察了硬件提供的原子操作，如 x86 架构下的 `LOCK` 前缀指令（如 `CMPXCHG`），以及它们如何被构建成高效的无锁（Lock-Free）数据结构。对于多处理器系统（SMP），我们讨论了缓存一致性协议（如MESI协议）对锁的性能影响，并分析了读写锁（Reader-Writer Lock）在不同访问模式下的性能权衡。 5. 死锁的预防、检测与恢复： 死锁分析是系统健壮性的关键。本书不仅重述了著名的银行家算法（Banker's Algorithm），还重点探讨了在不可预测的、动态变化的系统环境中，如何实施资源分配图（Resource Allocation Graph）的实时检测与规约策略。我们分析了实际系统中常见的“资源请求链”的构造与遍历方法。 6. CPU调度的复杂性与权衡： 操作系统调度器是性能的最终仲裁者。本书系统地分类了各种调度算法：从抢占式（如Round Robin、优先级调度）到非抢占式。我们详细分析了现代Linux内核中完全公平调度器（CFS）的设计哲学，阐述了其如何利用“虚拟运行时（vruntime）”的概念来实现“倾向于”公平的调度。此外，本书还涵盖了实时系统（RTOS）中的关键调度策略，如截止时间首次（EDF）和固定优先级可继承（PCP）等，以应对严格的时间约束。 第三部分：I/O系统与文件管理 (I/O Systems and File Management) 本部分关注系统如何与外部设备交互，以及如何可靠地组织和持久化数据。 7. 设备驱动与中断处理： 我们剖析了设备驱动程序在操作系统中的地位——作为用户空间与硬件之间的桥梁。本书深入讲解了中断（Interrupt）的生命周期，包括硬件触发、中断向量表查找、上下文保存与恢复、以及中断处理程序（ISR）与下半部（Bottom Half/Deferred Procedure Call, DPC）的分离设计，以最小化中断延迟。我们还分析了轮询（Polling）与直接内存访问（DMA）在I/O效率上的区别与应用场景。 8. 文件系统的结构与持久性保证： 现代文件系统（如Ext4, NTFS, ZFS）的复杂性远超简单的目录结构。本书详细解释了索引节点（Inode）的结构、数据块的组织方式（直接块、间接块）。针对数据持久性，我们重点分析了写屏障（Write Barriers）和写时复制（Copy-on-Write, CoW）技术在保证事务一致性方面的核心作用。此外，还探讨了日志（Journaling）机制如何实现快速恢复。 9. 块设备的调度与缓冲： 磁盘I/O往往是系统瓶颈。我们考察了用于优化寻道时间的I/O调度算法，如先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、电梯算法（Elevator/SCAN）及其变种。同时，本书详述了操作系统如何通过缓冲区缓存（Buffer Cache）来减少对慢速设备的访问，并分析了缓存一致性策略。 第四部分：系统安全与网络基础 (System Security and Networking Fundamentals) 最后，本书将视野扩展到操作系统如何保障隔离性、安全性和网络通信。 10. 进程隔离与权限模型： 安全起始于严格的隔离。我们详细分析了操作系统如何利用内存保护单元（MPU）或内存管理单元（MMU）来实现地址空间隔离，防止一个进程非法访问另一个进程的内存。书中深入探讨了用户态（User Mode）与内核态（Kernel Mode）的权限划分，以及系统调用的安全边界检查机制。对于多用户系统，我们分析了访问控制列表（ACL）和权限继承的工作原理。 11. 网络协议栈的内核实现： 本书简要概述了TCP/IP协议栈在内核中的层次结构。重点讲解了套接字（Socket）抽象如何与底层协议层交互，以及数据包在内核中的接收和发送路径（零拷贝技术初步介绍）。我们将解析网络缓冲区（如TCP发送窗口、接收窗口）的管理与流量控制在内核中的体现。 --- 本书面向读者： 操作系统内核开发者、系统软件工程师、专注于性能优化的程序员、以及希望掌握底层系统运行机制的计算机科学高级学生。阅读本书需要具备C/C++编程基础和基础数据结构与算法知识。 本书特色： 深度剖析： 聚焦于实现细节而非高层概念。 实践导向： 结合主流开源内核（如Linux或BSD风格）的实现模式进行阐述。 结构严谨： 从硬件抽象层（HAL）向上层应用接口层层递进，逻辑清晰。 本书旨在提供一个全面、深入且实用的操作系统技术蓝图，帮助读者真正理解“操作系统是如何工作的”。

评分☆☆☆☆☆

基本上是一本好书，但是翻译的质量就不好说了。可能潘老师在翻译的时候也不是。。。一些译文很长很拗口，不是很好理解。 没有讲怎么写代码，没有讲怎么用API，没有讲怎么做项目，讲了为什么windows这样设计，估计看上几遍能初窥windows内幕。  

评分☆☆☆☆☆

如果对Windows的ring3运用很熟练，或者做了较长时间的Windows驱动开发，这本书对于修炼内功非常有好处。如果之前没有接触过Windows驱动或者内核开发，一上来就看这个，难免会很吃力，而且提高有限。这就好比练功，如果没有很深厚的内功或者武学根基，是没办法修炼上乘武功的  

评分☆☆☆☆☆

我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看过了 我看...

评分☆☆☆☆☆

同学给推荐的这本书，我也算是从这里起步的，没能读完，比转头还厚，所以只能当做字典来查，还是很全面的！  

评分☆☆☆☆☆

基本上是一本好书，但是翻译的质量就不好说了。可能潘老师在翻译的时候也不是。。。一些译文很长很拗口，不是很好理解。 没有讲怎么写代码，没有讲怎么用API，没有讲怎么做项目，讲了为什么windows这样设计，估计看上几遍能初窥windows内幕。  

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《Windows Internals》这本书比我想象中要更具挑战性，也更令人着迷。它不是一本轻松的读物，需要你投入大量的精力去消化和理解。然而，正是这种挑战性，让我在克服困难后获得的成就感更加强烈。这本书最大的亮点在于它对Windows内核各个组件的深入剖析，特别是那些隐藏在用户界面背后，默默支撑着一切运作的机制。例如，它详细讲解了Windows的启动过程，从BIOS/UEFI的初始化，到引导加载程序的执行，再到内核的加载和初始化，每一个环节都细致入微。我尤其对书中关于内存管理的部分印象深刻，它不仅仅停留在虚拟内存的概念上，更是深入到页面文件、工作集、内存分配器等细节，让我理解了Windows是如何高效地管理系统内存，并为应用程序提供隔离和保护的。书中关于进程间通信（IPC）的论述也极大地拓宽了我的视野，我了解到除了简单的消息传递，还有像内存映射文件、命名管道、RPC等更复杂、更强大的通信方式。这些知识对我开发分布式系统或者需要高效数据交换的应用程序非常有帮助。总而言之，《Windows Internals》是一本为真正追求技术深度的人准备的书籍，它提供了无与伦比的洞察力，让你能够自信地驾驭Windows的复杂性，并在技术问题面前游刃有余。

评分☆☆☆☆☆

《Windows Internals》这本书，对我来说，与其说是一本书，不如说是一场深入Windows内核的探索之旅。我曾经以为自己对Windows已经足够了解，但直到我开始阅读这本书，才发现自己之前所知的只是冰山一角。书中对Windows对象管理器、进程与线程管理、内存管理、I/O管理等核心组件的剖析，都达到了令人惊叹的深度。我特别着迷于书中关于中断处理和异常处理的讲解，它详细阐述了当硬件中断发生时，CPU是如何从用户模式切换到内核模式，以及中断服务例程是如何被执行的，这让我对实时性要求极高的系统操作有了更清晰的认识。此外，书中关于虚拟内存的深入探讨，包括页表、TLB（Translation Lookaside Buffer）、内存保护等概念，彻底颠覆了我之前对内存管理的理解。我学会了如何分析内存转储文件，找出导致系统性能瓶颈或崩溃的根本原因。这本书的语言虽然严谨，但并不晦涩难懂，作者们用清晰的逻辑和大量的图示，将复杂的概念化繁为简。它教会了我如何用更系统、更底层的视角去思考问题，并提供了解决复杂技术难题的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

《Windows Internals》这本书的阅读过程，对我来说是一次充满挑战但又极其 rewarding 的体验。它不仅仅是关于Windows操作系统的技术细节，更是一种对计算机科学底层原理的深入理解。我尤其对书中关于Windows的电源管理机制的阐述印象深刻，它详细解释了CPU的功耗状态、设备休眠以及系统待机和休眠的原理，这对于开发低功耗设备或进行系统性能调优非常有帮助。书中关于Windows的错误处理和恢复机制的详尽讲解，包括各种错误代码的含义、系统日志的分析以及如何使用调试工具来定位和解决问题，让我能够更自信地应对各种系统故障。它教会了我如何像侦探一样去分析问题，并找到隐藏的线索。此外，这本书还涉及到了Windows的安全模型，包括访问控制列表（ACL）、安全令牌以及权限继承等概念，这让我对Windows的安全性有了更全面的认识。它为我提供了构建安全可靠系统的基础。

评分☆☆☆☆☆

《Windows Internals》这本书的价值，在于它提供了一种前所未有的洞察力，让我能够深入了解Windows操作系统的每一个角落。它不仅仅是理论知识的堆砌，更是对实际系统运作方式的详尽解读。我尤其喜欢书中关于网络协议栈（TCP/IP）在Windows中的实现方式的讲解，包括Winsock API、NDIS（Network Driver Interface Specification）以及TCP/IP协议的内部处理流程，这对我理解和优化网络应用程序的性能非常有帮助。书中关于进程和线程同步机制的详细论述，包括各种锁的类型、使用场景以及潜在的性能影响，让我能够更好地编写高效且健壮的多线程应用程序。此外，这本书还涉及到了Windows的可扩展性设计，比如DLL（Dynamic Link Library）的加载和使用机制，以及如何通过COM（Component Object Model）来实现组件的互操作性。这些知识对于理解Windows的模块化设计和软件架构至关重要。总的来说，《Windows Internals》是一本能够真正提升技术能力的工具书，它提供的知识是如此宝贵，以至于我会将其作为我职业生涯中的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《Windows Internals》这本书给我带来的改变是颠覆性的。它让我从一个仅仅会使用Windows的用户，变成了一个能够理解Windows“灵魂”的探索者。书中对Windows注册表、系统配置以及策略管理的详细介绍，让我能够更深入地理解Windows是如何配置和管理系统资源的，也为我进行系统优化和故障排除提供了宝贵的参考。我对书中关于Windows的消息队列机制的讲解尤为着迷，它揭示了应用程序之间如何通过消息传递进行高效的通信和协作，这对于开发响应式和健壮的应用程序至关重要。此外，这本书还涉及到了Windows的错误报告和调试机制，包括Dr.Watson、Windbg等工具的使用方法，这让我能够更有效地诊断和解决系统崩溃和应用程序错误。它教会了我如何运用科学的方法来分析问题，并找到根本的解决方案。总而言之，《Windows Internals》是一本能够让你在技术道路上更进一步的启迪之书，它提供的知识是如此深入和实用，以至于我无法想象没有它的日子。

评分☆☆☆☆☆

《Windows Internals》这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅是一本技术手册，更是一本能够培养深入思考能力的指南。我特别着迷于书中对Windows性能计数器的详细介绍，它揭示了如何利用这些计数器来监控和分析系统的性能瓶颈，从而进行有针对性的优化。书中关于Windows的内存管理策略，包括预读、工作集管理和内存压缩等技术，让我对Windows如何高效地利用内存有了全新的认识。它帮助我理解了为什么有些应用程序会占用大量内存，以及如何优化内存使用。此外，这本书还涉及到了Windows的API（Application Programming Interface）设计哲学，包括Win32 API的演进和改进，以及如何利用这些API来构建强大而灵活的应用程序。它让我对Windows的开发生态有了更深入的理解。总而言之，《Windows Internals》是一本能够帮助你成为Windows领域专家的书籍，它提供的知识是如此宝贵，以至于我会将其作为我学习和工作的必备参考。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，《Windows Internals》这本书的深度和广度都让我叹为观止。它是一部真正意义上的Windows内核“圣经”，为我打开了通往操作系统内部世界的大门。我从这本书中不仅学到了Windows的各种组件是如何协同工作的，还深入理解了它们背后的设计哲学和权衡。例如，书中对文件系统（NTFS）的深入讲解，包括它的目录结构、文件元数据、日志机制以及缓存管理，让我对文件读写的效率和可靠性有了全新的认识。我还对书中关于设备驱动程序的开发原理和调试方法非常感兴趣，了解了WDM（Windows Driver Model）和WDF（Windows Driver Framework）是如何帮助开发者编写高质量的设备驱动程序的。这本书的实用性体现在它能够帮助我解决实际开发中遇到的各种棘手问题，比如性能调优、内存泄漏诊断、并发问题排查等等。它提供的知识是如此扎实和深入，以至于我感觉自己已经拥有了一套强大的“内功心法”，能够应对Windows平台上出现的各种技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《Windows Internals》这本书的阅读过程，是一次对我技术认知的一次彻底洗礼。它深入探讨了Windows操作系统的方方面面，从最底层的硬件交互到最上层的应用程序逻辑，无所不包。我特别欣赏书中关于Windows的调度器算法的详细解释，它阐述了Windows是如何在多个进程和线程之间分配CPU时间的，以及各种优先级和调度策略是如何影响系统性能的，这对我编写高性能的并发程序非常有帮助。书中关于Windows的文件I/O模型，包括缓存管理、异步I/O以及零拷贝技术，让我对文件读写的效率和性能有了更深入的理解。它帮助我理解了如何优化文件操作，以提高应用程序的响应速度。此外，这本书还涉及到了Windows的事件跟踪机制，比如ETW（Event Tracing for Windows），它提供了一种强大的工具来记录和分析系统事件，从而帮助我们诊断和解决各种复杂的性能问题。它教会了我如何利用这些工具来深入了解系统的运作。

评分☆☆☆☆☆

这本《Windows Internals》实在是太震撼了，我从一个对Windows系统只是浅层了解的用户，到现在感觉自己已经窥探到了这个庞大操作系统的灵魂深处。一开始翻开这本书，我被它的厚度和严谨性所折服，这绝对不是那种可以随意翻阅的入门读物，而是一部真正需要沉下心来，带着问题去啃的巨著。我特别喜欢它循序渐进的讲解方式，从最基础的进程管理、线程调度，到复杂的内存管理、I/O模型，再到更深层次的内核对象、系统服务，每一步都解释得非常透彻。书中大量的图示和代码片段更是起了画龙点睛的作用，帮助我将抽象的概念具象化，理解起来事半功倍。尤其是在讲到线程上下文切换时，书中不仅详细描述了寄存器的保存与恢复，还结合了时钟中断、调度器算法等内容，让我对CPU是如何在多个任务之间无缝切换有了全新的认识。之前我总觉得Windows运行起来就像一个黑盒子，现在我能更清楚地看到里面发生的“事情”，比如为什么某个程序会占用大量CPU，为什么内存使用会突然飙升，甚至在遇到一些棘手的系统崩溃问题时，我也能更有针对性地去排查。这本书的价值，在于它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的引导，让我学会如何用更底层的视角去理解和分析问题。我强烈推荐给所有想要深入理解Windows操作系统的开发者、系统管理员，或者任何对计算机底层原理充满好奇的人。它会改变你对Windows的看法，让你重新认识这个我们每天都在使用的强大工具。

评分☆☆☆☆☆

读完《Windows Internals》后，我感觉自己对Windows操作系统的理解进入了一个全新的维度。这本书就像一本武功秘籍，为我揭示了Windows内核层面的种种奥秘。它没有回避任何复杂的技术细节，而是将这些细节清晰地呈现在读者面前，并进行深入的讲解。我尤其对书中关于安全机制的描述赞不绝口，它详细解释了用户模式和内核模式的隔离，以及如何通过各种安全对象（如安全描述符、访问令牌）来保护系统资源。了解这些让我对Windows系统的安全性有了更深刻的认识，也为我开发更安全可靠的应用程序提供了指导。书中关于线程同步机制的讲解也让我受益匪浅，我学会了如何使用互斥体、信号量、事件等同步原语来避免竞态条件和死锁，这对于编写多线程程序至关重要。更让我感到兴奋的是，这本书还涉及到了Windows图形子系统（Win32k.sys）的内部工作原理，让我了解到窗口的创建、消息的传递、图形的绘制是如何在内核层面实现的。这种对底层细节的深入探索，是其他任何书籍都无法比拟的。如果你想成为一名真正精通Windows开发的工程师，或者想深入了解操作系统的工作原理，那么《Windows Internals》绝对是你的不二之选。

评分☆☆☆☆☆

不错，就是没读完

评分☆☆☆☆☆

最近对 win7 的安全机制比较感兴趣, 所以开始翻这本书. 重点看了开头, 及安全的那一章, 感觉全是细节, 缺乏总体的思路介绍, 不过讲的还算清楚.

评分☆☆☆☆☆

这本书就不用多少了，深入了解Windows操作系统的没有不看的。可惜的是由于一直没有充足的时间在完整的看完后再反复推敲和研究...不管怎样说这个书的一系列都绝对是值得深入学习的。

评分☆☆☆☆☆

短期要学好Windows Internal，长期还是学好Windows Internal

评分☆☆☆☆☆

不错，就是没读完