WINDOWS操作系統(tǒng)原理

序（一）
序（二）
編者的話
第1章   操作系統(tǒng)概述    1
1.1   計算機系統(tǒng)概觀    2
1.1.1   計算機的發(fā)展與分類    2
1.1.2   計算機系統(tǒng)    3
1.2   操作系統(tǒng)的概念    6
1.2.1   操作系統(tǒng)的地位    6
1.2.2   操作系統(tǒng)的定義    6
1.2.3   操作系統(tǒng)的特征    7
1.3   操作系統(tǒng)的功能    7
1.4   操作系統(tǒng)簡史    8
1.5   操作系統(tǒng)分類    12
1.6   研究操作系統(tǒng)的幾種觀點    14
1.7   Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程    15
1.7.1   Windows的開發(fā)過程    16
1.7.2   Windows的版本    16
1.7.3   Windows 早期版本的技術(shù)特點    17
1.7.4   Windows 95和Windows 98    18
1.7.5   Windows NT操作系統(tǒng)的技術(shù)
特點    19
1.7.6   Windows Embedded家族    21
1.7.7   Windows 2000    22
1.7.8   Windows XP    24
1.7.9   Windows 2000開發(fā)的艱辛與規(guī)模    27
習(xí)題    28
第2章   Windows 2000/XP的體系結(jié)構(gòu)    31
2.1   操作系統(tǒng)的設(shè)計    32
2.1.1   操作系統(tǒng)的設(shè)計目標    32
2.1.2   操作系統(tǒng)的設(shè)計階段    34
2.1.3   操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)問題    34
2.1.4   操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計    35
2.2   Windows 2000/XP的操作系統(tǒng)模型    40
2.2.1   Windows 2000/XP的構(gòu)成    40
2.2.2   Windows 2000/XP的可移植性    41
2.2.3   Windows 2000/XP的對稱多處理的
支持    41
2.3   Windows 2000/XP的體系結(jié)構(gòu)    42
2.3.1   內(nèi)核    42
2.3.2   硬件抽象層    44
2.3.3   執(zhí)行體    44
2.3.4   設(shè)備驅(qū)動程序    45
2.3.5   環(huán)境子系統(tǒng)和子系統(tǒng)動態(tài)鏈接庫    46
2.3.6   系統(tǒng)支持進程    50
2.4   Windows 2000/XP的系統(tǒng)機制    51
2.4.1   陷阱調(diào)度    52
2.4.2   對象管理器    60
2.4.3   同步    64
2.4.4   本地過程調(diào)用    68
2.4.5   系統(tǒng)工作線程    69
2.5   Windows 2000/XP的注冊表    69
2.5.1   注冊表的數(shù)據(jù)類型    69
2.5.2   注冊表的邏輯結(jié)構(gòu)    70
2.6   Windows 2000/XP服務(wù)    71
2.6.1   服務(wù)應(yīng)用程序    71
2.6.2   服務(wù)帳號    73
2.6.3   交互式服務(wù)    74
2.6.4   服務(wù)控制器    74
2.7   Windows 2000/XP的管理機制    81
2.7.1   WMI的體系結(jié)構(gòu)    81
2.7.2   數(shù)據(jù)生產(chǎn)者    83
2.7.3   通用信息模型和管理對象格式
語言    83
2.7.4   WMI名字空間    84
2.7.5   類聯(lián)合    84
2.7.6   WMI對象瀏覽器    84
2.7.7   WMI執(zhí)行    84
2.7.8   WMI安全    84
習(xí)題    84
第3章   進程和處理器管理    89
3.1   進程    90
3.1.1   程序的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行    90
3.1.2   進程的定義和描述    91
3.1.3   進程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換    92
3.2   進程控制    96
3.2.1   進程的創(chuàng)建和退出    96
3.2.2   進程的阻塞和喚醒    97
3.2.3   Windows 2000/XP進程管理    98
3.3   線程    99
3.3.1   線程的概念    99
3.3.2   進程和線程的比較    101
3.3.3   Windows 2000/XP線程    101
3.4   進程互斥和同步    103
3.4.1   互斥算法    103
3.4.2   信號量    106
3.4.3   經(jīng)典進程同步問題    109
3.4.4   管程    111
3.4.5   Windows 2000/XP的進程互斥和
同步    112
3.5   進程間通信    114
3.5.1   Windows 2000/XP的信號    114
3.5.2   Windows 2000/XP基于文件映射的
共享存儲區(qū)    115
3.5.3   Windows 2000/XP管道    116
3.5.4   Windows 2000/XP郵件槽    116
3.5.5   套接字    117
3.6   死鎖問題    117
3.6.1   概述    117
3.6.2   死鎖的預(yù)防    118
3.6.3   死鎖的檢測    119
3.6.4   死鎖的避免    119
3.6.5   解決死鎖問題的綜合方法    120
3.7   處理器調(diào)度概述    120
3.7.1   處理器調(diào)度的類型    120
3.7.2   調(diào)度的性能準則    120
3.7.3   進程調(diào)度器    121
3.8   調(diào)度算法    122
3.8.1   先來先服務(wù)算法    122
3.8.2   最短作業(yè)優(yōu)先算法    122
3.8.3   時間片時鐘算法    123
3.8.4   多級隊列算法    123
3.8.5   優(yōu)先級算法    123
3.8.6   多級反饋隊列算法    124
3.9   Windows 2000/XP的線程調(diào)度    124
3.9.1   Windows 2000/XP的線程調(diào)度
特征    124
3.9.2   Win32中與線程調(diào)度相關(guān)的應(yīng)用程序
編程接口    125
3.9.3   線程優(yōu)先級    126
3.9.4   線程時間配額    128
3.9.5   調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    130
3.9.6   調(diào)度策略    132
3.9.7   線程優(yōu)先級提升    134
3.9.8   對稱多處理器系統(tǒng)上的線程調(diào)度    137
3.9.9   空閑線程    139
習(xí)題    139
參考文獻    140
第4章   存儲體系    141
4.1   存儲管理的基本原理    142
4.1.1   內(nèi)存管理方法    142
4.1.2   虛擬存儲器    147
4.1.3   磁盤存儲管理    151
4.1.4   高速緩存管理    155
4.2   Windows 2000/XP內(nèi)存管理    158
4.2.1   地址空間的布局    159
4.2.2   地址轉(zhuǎn)換機制    164
4.2.3   用戶空間內(nèi)存分配方式    170
4.2.4   系統(tǒng)內(nèi)存分配    175
4.2.5   缺頁處理    176
4.2.6   工作集    181
4.2.7   物理內(nèi)存管理    185
4.2.8   其他內(nèi)存相關(guān)機制    192
4.3   Windows 2000/XP外存管理    195
4.3.1   Windows 2000/XP存儲的演變    196
4.3.2   分區(qū)    197
4.3.3   驅(qū)動程序    199
4.3.4   多重分區(qū)管理    202
4.3.5   卷名字空間    206
4.4   Windows 2000/XP高速緩存管理    208
4.4.1   高速緩存的結(jié)構(gòu)    211
4.4.2   高速緩存的大小    212
4.4.3   高速緩存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    214
4.4.4   高速緩存的操作    218
4.4.5   高速緩存支持例程    223
4.4.6   寫阻塞    225
4.4.7   小結(jié)    225
習(xí)題    225
第5章   文件系統(tǒng)    227
5.1   文件概念與實現(xiàn)    228
5.1.1   文件    228
5.1.2   文件實現(xiàn)    231
5.2   目錄概念與實現(xiàn)    235
5.2.1   目錄    235
5.2.2   目錄實現(xiàn)    239
5.3   文件系統(tǒng)    240
5.3.1   文件系統(tǒng)模型    240
5.3.2   文件系統(tǒng)可恢復(fù)性    243
5.3.3   文件系統(tǒng)安全性    244
5.4   Windows FSD體系結(jié)構(gòu)    246
5.4.1   本地FSD    246
5.4.2   遠程FSD    246
5.4.3   FSD與文件系統(tǒng)操作    247
5.5   Windows文件系統(tǒng)概述    248
5.5.1   CDFS與UDF    249
5.5.2   FAT12、FAT16與FAT32    249
5.6   NTFS設(shè)計目標與高級特性    252
5.6.1   NTFS設(shè)計目標    252
5.6.2   NTFS的高級特性    253
5.7   NTFS文件系統(tǒng)驅(qū)動程序    258
5.8   NTFS磁盤結(jié)構(gòu)    259
5.8.1   卷    259
5.8.2   簇    259
5.8.3   主控文件表    260
5.8.4   文件引用號    262
5.8.5   文件記錄    262
5.8.6   文件名稱    264
5.8.7   常駐屬性與非常駐屬性    264
5.8.8   索引    266
5.8.9   數(shù)據(jù)壓縮    267
5.9   NTFS可恢復(fù)性支持    268
5.9.1   日志記錄的實現(xiàn)    268
5.9.2   可恢復(fù)性實現(xiàn)    272
5.10   NTFS壞簇恢復(fù)支持    274
5.11   NTFS安全性支持    275
5.11.1   注冊回調(diào)函數(shù)    277
5.11.2   首次加密文件    277
5.11.3   解密文件    279
5.11.4   備份加密文件    280
習(xí)題    280
第6章   I/O系統(tǒng)    281
6.1   I/O系統(tǒng)概述    282
6.1.1   設(shè)備管理的重要性    282
6.1.2   設(shè)備的分類    283
6.1.3   I/O設(shè)備的性能標準    284
6.1.4   I/O系統(tǒng)的功能    284
6.1.5   設(shè)備分配    288
6.1.6   I/O系統(tǒng)功能的實現(xiàn)    292
6.2   I/O 軟件的組成    293
6.2.1   I/O 軟件的目標    293
6.2.2   中斷處理程序    293
6.2.3   設(shè)備驅(qū)動程序    296
6.2.4   與設(shè)備無關(guān)的系統(tǒng)軟件    298
6.2.5   用戶空間的I/O 軟件    299
6.3   Windows 2000/XP的I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和
模型    301
6.3.1   I/O管理器    303
6.3.2   PnP管理器    303
6.3.3   電源管理器    304
6.4   Windows 2000/XP I/O系統(tǒng)的數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)    307
6.4.1   文件對象    307
6.4.2   驅(qū)動程序?qū)ο蠛驮O(shè)備對象    309
6.4.3   I/O請求包    310
6.5   Windows 2000/XP的設(shè)備驅(qū)動程序    311
6.5.1   驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)    314
6.5.2   同步    316
6.6   Windows 2000/XP的I/O處理    316
6.6.1   I/O的類型    317
6.6.2   對單層驅(qū)動程序的I/O請求    318
6.7   小結(jié)    320
習(xí)題    320
第7章   網(wǎng)絡(luò)    321
7.1   網(wǎng)絡(luò)基本原理    322
7.1.1   OSI參考模型    323
7.1.2   TCP/IP參考模型    324
7.1.3   其他基本概念    326
7.2   Windows 2000網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)    328
7.2.1   網(wǎng)絡(luò)API    329
7.2.2   網(wǎng)絡(luò)資源的名字解析    342
7.2.3   協(xié)議驅(qū)動程序    347
7.2.4   NDIS驅(qū)動程序    348
7.3   Windows 2000的層次化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)    350
7.3.1   遠程訪問    351
7.3.2   活動目錄    351
7.3.3   網(wǎng)絡(luò)負載平衡    352
7.3.4   文件復(fù)制服務(wù)    353
7.3.5   分布式文件系統(tǒng)    353
7.3.6   TCP/IP的一些擴展特性    354
7.4   小結(jié)    355
習(xí)題    356
第8章   Windows應(yīng)用程序設(shè)計    357
8.1   Win32 API    358
8.2   Windows應(yīng)用程序設(shè)計模式    359
8.2.1   窗口    360
8.2.2   事件驅(qū)動    361
8.2.3   Windows應(yīng)用程序的開發(fā)流程    363
8.3   Windows應(yīng)用程序的基本結(jié)構(gòu)    364
8.3.1   WinMain函數(shù)    364
8.3.2   窗口函數(shù)    369
8.4   結(jié)構(gòu)化異常處理    371
8.4.1   異常處理    372
8.4.2   終止處理    375
8.4.3   軟件異常    377
8.5   動態(tài)鏈接庫    378
8.5.1   動態(tài)鏈接與靜態(tài)鏈接    378
8.5.2   DLL到進程地址空間的映射    379
8.5.3   DLL的入口點函數(shù)    381
8.5.4   DLL的創(chuàng)建和使用    383
習(xí)題    384
第9章   Windows設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計    385
9.1   Windows 2000/XP的設(shè)備驅(qū)動程序    386
9.2   WDM的核心概念和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    388
9.2.1   設(shè)備和驅(qū)動程序的分層    388
9.2.2   驅(qū)動程序?qū)ο?nbsp;   390
9.2.3   設(shè)備對象    391
9.2.4   I/O請求包    393
9.3   WDM驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)    398
9.3.1   DriverEntry例程    398
9.3.2   AddDevice例程    400
9.3.3   DispatchPnp例程    404
9.3.4   DispatchPower例程    404
9.3.5   WMI 與DispatchWmi例程    405
9.3.6   其他例程    408
9.4   WDM驅(qū)動程序的編程    409
9.4.1   WdmDriver的源代碼組成    409
9.4.2   初始化與清除    410
9.4.3   PnP與電源管理    410
9.4.4   WMI支持    412
9.4.5   分發(fā)例程    416
9.4.6   驅(qū)動程序的編譯鏈接    419
9.4.7   驅(qū)動程序的安裝    419
9.4.8   驅(qū)動程序的測試    422
習(xí)題    425
實習(xí)    427
術(shù)語    439
參考文獻    445