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Pavel Yosifovich & Mar... 著

圖書標籤:

• Windows
• 操作係統
• 內核
• 係統架構
• 驅動程序
• 係統編程
• 調試
• 性能優化
• Windows API
• 底層原理

店铺： 澜瑞外文Lanree图书专营店

出版社： Microsoft Press

ISBN：9780735684188

商品编码：12510177028

包装：平装

外文名称：Windows Internals, Par...

出版时间：2017-05-05

页数：800

正文语种：英语

圖書基本信息

Windows Internals, Part 1: System Architecture, Processes, Threads, Memory Management, and More
作者： Pavel Yosifovich;Mark E. Russinovich;David A. Solomon;
ISBN13： 9780735684188
類型： 平裝(簡裝書)
語種： 英語（English）
齣版日期： 2017-05-05
齣版社： Microsoft Press
頁數： 800
重量（剋）： 1224
尺寸： 22.606 x 18.796 x 4.064 cm

商品簡介

The definitive guide-fully updated for Windows 10 and Windows Server 2016 Delve inside Windows architecture and internals, and see how core components work behind the scenes. Led by a team of internals experts, this classic guide has been fully updated for Windows 10 and Windows Server 2016. Whether you are a developer or an IT professional, you'll get critical, insider perspectives on how Windows operates. And through hands-on experiments, you'll experience its internal behavior firsthand-knowledge you can apply to improve application design, debugging, system performance, and support. This book will help you: - Understand the Window system architecture and its most important entities, such as processes and threads - Examine how processes manage resources and threads scheduled for execution inside processes - Observe how Windows manages virtual and physical memory - Dig into the Windows I/O system and see how device drivers work and integrate with the rest of the system - Go inside the Windows security model to see how it manages access, auditing, and authorization, and learn about the new mechanisms in Windows 10 and Server 2016

《深度解析Linux內核：從硬件到應用的用戶空間交互》 圖書簡介 在現代計算領域，操作係統是連接硬件與應用程序的橋梁。而Linux，作為全球最流行、應用最廣泛的開源操作係統內核之一，其內部機製的精妙與復雜性吸引瞭無數係統工程師、驅動開發者和高級係統程序員的目光。本書《深度解析Linux內核：從硬件到應用的用戶空間交互》，旨在為讀者提供一個全麵、深入且實戰導嚮的視角，剖析Linux內核從最底層的硬件抽象層（HAL）到上層應用程序接口（API）的完整工作流程和核心設計哲學。 本書的寫作風格側重於清晰的邏輯結構、詳盡的代碼級解釋以及與實際應用場景的緊密結閤，力求讓讀者不僅知其“然”，更能明其“所以然”。我們摒棄瞭過於宏觀的概述，而是紮根於Linux內核的源代碼實現細節，特彆是近年來穩定版內核（如5.x及以上版本）的關鍵數據結構和算法。 第一部分：內核的基石——啓動、內存與中斷管理 本部分是理解Linux內核運行環境的基礎。我們將詳細描繪係統啓動序列，從引導加載程序（Bootloader，如GRUB）如何將控製權移交給內核，到內核如何自我初始化，建立起第一個進程`init`。 1.1 啓動與初始化： 深入探討BIOS/UEFI與引導程序的協同工作，內核映像的解壓與加載，以及`start_kernel()`函數內部的執行路徑。重點解析頁錶（Paging）的建立，這是內存管理工作得以展開的前提。 1.2 內存管理（MM）： 這是內核中最復雜、最關鍵的模塊之一。我們將徹底拆解Linux的虛擬內存（VM）係統。 物理內存管理： 詳細闡述夥伴係統（Buddy System）如何分配和迴收物理頁框，以及區域（Zone）的概念如何適應不同硬件內存的限製（如DMA限製）。 虛擬內存結構： 剖析進程地址空間布局（VMA，Virtual Memory Areas），以及內核如何通過頁錶項（PTE）將虛擬地址映射到物理地址。 內存迴收與置換： 深入探討LRU（Least Recently Used）列錶在頁麵緩存和活動/非活動列錶中的作用，以及OOM Killer（Out-of-Memory Killer）的觸發機製和評分算法，這對於係統穩定性至關重要。 1.3 中斷與異常處理： 處理器如何響應外部事件和內部錯誤。我們會分析中斷描述符錶（IDT）的設置，中斷控製器（如APIC）的編程，以及內核如何通過中斷上下文安全地處理這些高優先級事件，並區分軟中斷（Softirqs）和任務隊列（Tasklets）的調度機製。 第二部分：進程與調度——係統資源的仲裁者 現代操作係統的核心功能是並發和資源共享。本部分聚焦於Linux如何管理進程的生命周期和CPU時間片的分配。 2.1 進程與綫程管理： 深入理解Linux中進程（Task）與綫程的統一模型。解析`task_struct`結構體的每一個關鍵字段，及其在內核中如何代錶一個執行單元。探討進程的創建（`fork`, `vfork`, `clone`）和終止過程中的資源迴收。 2.2 調度器深度剖析： 我們將聚焦於完全公平調度器（CFS, Completely Fair Scheduler）。 CFS核心原理： 詳細解析虛擬運行時間（vruntime）的概念，以及紅黑樹（Red-Black Tree）在存儲和檢索可運行進程中的高效應用。 調度類（Scheduling Classes）： 區分實時調度策略（SCHED_FIFO, SCHED_RR）與普通調度策略，以及它們如何在高低優先級任務間切換。 負載均衡（Load Balancing）： 探討多核係統下，內核如何通過周期性任務在CPU之間遷移進程以優化整體吞吐量。 2.3 上下文切換（Context Switching）： 詳細剖析一次完整的上下文切換過程，包括寄存器保存、頁錶切換以及TLB（Translation Lookaside Buffer）的維護策略，這是理解係統性能瓶頸的關鍵。 第三部分：係統調用與I/O子係統 用戶空間程序與內核的交互主要通過係統調用（Syscalls）完成。本部分將橋接用戶態和內核態的鴻溝，並詳解數據傳輸的路徑。 3.1 係統調用機製： 從用戶態指令（如`syscall`或`int 0x80`）觸發到內核入口的整個流程。分析係統調用錶的查找、參數傳遞的約定，以及返迴用戶空間的機製。我們會對比x86_64架構下的係統調用實現與傳統機製的差異。 3.2 文件係統接口（VFS）： 虛擬文件係統層（VFS）是Linux支持多種文件係統的關鍵抽象。 核心結構： 深入講解`superblock`, `inode`, `dentry`, 和`file`結構體之間的關係。 操作集（Operations）： 分析內核如何通過動態查找對應的文件係統實現（如ext4, XFS）來執行通用的VFS操作（如`open`, `read`, `write`）。 3.3 塊設備I/O與存儲棧： 數據如何從用戶空間最終寫入物理介質。 I/O調度器： 探討CFQ, Deadline, Noop以及新的MQ（Multi-Queue Block Layer）架構如何優化磁盤訪問順序。 Bio結構與請求隊列： 描述數據請求（Bio）如何在內核中被組織和傳遞給特定的塊設備驅動程序。 第四部分：進程間通信（IPC）與同步機製 高效的並發程序需要可靠的通信和同步手段。本部分將詳盡介紹Linux提供的各種IPC機製及其內核實現。 4.1 傳統與現代IPC： 對System V IPC（共享內存、消息隊列、信號量）進行概述，並重點分析POSIX IPC的實現細節。 4.2 信號量與鎖機製： 這是內核並發控製的生命綫。 原子操作與內存屏障： 解釋底層硬件如何保證操作的原子性，以及編譯器和CPU亂序執行對並發編程的影響。 自鏇鎖（Spinlocks）與互斥鎖（Mutexes）： 闡明兩者在不同場景下的適用性、優先級繼承機製（Priority Inheritance）在互斥鎖中的應用，以及Futex（快速用戶空間互斥鎖）如何優化用戶空間的同步操作。 總結與展望 本書不僅僅是內核源碼的羅列，更是對係統設計思想的提煉。通過對Linux內核各個關鍵子係統的模塊化拆解和深入剖析，讀者將建立起一個紮實、全麵的操作係統內部運行模型，從而能夠更有效地進行性能調優、編寫健壯的內核模塊和深入理解現代係統軟件的底層邏輯。本書適閤有C語言基礎，並希望深入理解操作係統“黑箱”的高級係統開發人員和研究人員。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為那些渴望一窺操作係統宏偉藍圖的硬核技術人員量身定做的寶典。我拿到手後，首先被它那厚重的分量和嚴謹的排版所震撼，這絕不是那種輕描淡寫的入門讀物。內容上，它似乎將整個Windows操作係統的“骨架”都拆解開來，一絲不苟地嚮你展示CPU調度、內存管理這些核心模塊是如何協同運作的。我印象最深的是它對進程和綫程生命周期的描述，那種將抽象概念具象化到寄存器和內核結構層麵的講解方式，讓人茅塞頓開。讀起來需要極高的專注度，每讀完一個小節，都像是在腦海中重建瞭一個微縮的虛擬世界，你開始能理解為什麼某些看似簡單的係統調用背後，需要調用鏈條如此復雜和精妙的內部機製。對於那些日常工作中隻是“使用”Windows的人來說，這本書的內容或許顯得過於底層和晦澀，但對於係統架構師、內核開發者或是係統安全研究者而言，這簡直是教科書級彆的深度剖析，是理解係統穩定性和性能瓶頸的基石。它不是告訴你“怎麼做”，而是告訴你“它是怎麼做的”，這種自底嚮上的認知構建，無可替代。

评分☆☆☆☆☆

這份材料的深度是令人敬畏的，它帶來的不是即時可見的效率提升，而是長期的、戰略性的技術視野。我周圍不少同事都對它望而卻步，認為過於學術化，但對我來說，它更像是一份“特權訪問”的許可證。它沒有提供任何花哨的技巧或流行的框架解讀，而是專注於最核心、最不易變的底層原理。比如，在討論虛擬內存和物理內存映射的部分，作者們對TLB（轉換後援緩衝區）的刷新機製、分頁錯誤的處理流程進行瞭極其細緻的梳理，這對於理解性能陷阱，比如緩存汙染或不當的內存訪問模式，提供瞭無可辯駁的理論依據。這本書的行文風格極其客觀和精確，幾乎沒有冗餘的形容詞，每一個句子都承載著大量的技術信息。你必須放慢速度，反復咀嚼那些關於同步機製和鎖粒度的討論。它迫使你停止猜測，轉而依賴經過嚴格驗證的設計決策來構建你的認知結構。

评分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的閱讀體驗像是在攀登一座技術的高峰，過程是艱辛的，但頂峰的風景無與倫比。我花瞭很多時間去對照書中的流程圖和數據結構定義，試圖在自己的腦海中構建起一個實時運行的模型。它對I/O子係統的闡述尤其精彩，那種關於“快速路徑”和“慢速路徑”的區分，以及對IRP（I/O請求包）生命周期的跟蹤，簡直是藝術品級彆的設計文檔解讀。我記得有一次調試一個奇怪的係統掛起問題，市麵上所有流傳的解決方案都無法奏效，後來翻閱這本書中關於DPC（延遲過程調用）處理順序的章節，纔猛然意識到是我對某個驅動程序中斷處理機製的理解齣現瞭偏差。這本書的價值就在於，它提供瞭官方的、未經修飾的內部視角，讓你能夠跳齣應用層的思維定勢，直接與內核的邏輯對話。它要求你掌握匯編、C語言基礎以及一定的硬件知識，但迴報是巨大的——你不再是盲目地信任操作係統，而是真正理解瞭它的局限與強大。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，更像是一場漫長的、與頂尖工程師進行深度對話的旅程。它坦誠地揭示瞭操作係統的復雜性，以及為瞭實現高效能和穩定性所做的無數權衡取捨。我特彆贊賞作者們在解釋復雜算法時，總是能夠輔以足夠多的上下文和曆史原因，這使得我們理解這些設計決策不再是孤立的知識點，而是曆史和需求演進的結果。例如，關於啓動和關機序列的描述，展示瞭一個龐大、精密的機器如何被一步步喚醒和休眠，其中包含瞭多少對硬件時序的精確控製。這本書的閱讀難度極高，它不適閤“刷完”；它需要被當作工具書一樣，伴隨著實際的工作和研究，反復查閱和印證。每次重讀，都會有新的理解浮現，因為你的自身技術水平也在不斷提高，能夠解析齣更深層次的邏輯。它不是一本讓你讀完就束之高閣的書，而是真正融入你技術血脈的參考標準。

评分☆☆☆☆☆

如果你期望這本書能像一本“如何快速修復Bug”的手冊那樣立竿見影，那你的期待可能會落空。它的價值在於“預防勝於治療”，在於從根源上理解係統的行為模式。我尤其欣賞它對係統對象管理器如何處理句柄、引用計數以及命名空間隔離的闡述。這種對資源生命周期管理的精細控製，是保障係統長期穩定運行的關鍵。每當我遇到一些關於權限提升或沙箱逃逸的討論時，我都會迴過頭來查閱書中關於安全引用的部分，你會發現，很多所謂的“漏洞”，其實都是對設計者預設的邊界條件的誤用或濫用。這本書提供的不僅僅是知識，更是一種嚴謹的、自洽的係統思維框架。它讓你學會用設計者的眼光去看待每一個API調用，去質疑每一個看似理所當然的係統響應，從宏觀的架構到微觀的內存頁對齊，無所不包，展現瞭那個時代頂尖工程師們的智慧結晶。