WINDOWS操作系统原理

序（一）
序（二）
编者的话
第1章   操作系统概述    1
1.1   计算机系统概观    2
1.1.1   计算机的发展与分类    2
1.1.2   计算机系统    3
1.2   操作系统的概念    6
1.2.1   操作系统的地位    6
1.2.2   操作系统的定义    6
1.2.3   操作系统的特征    7
1.3   操作系统的功能    7
1.4   操作系统简史    8
1.5   操作系统分类    12
1.6   研究操作系统的几种观点    14
1.7   Windows操作系统的发展历程    15
1.7.1   Windows的开发过程    16
1.7.2   Windows的版本    16
1.7.3   Windows 早期版本的技术特点    17
1.7.4   Windows 95和Windows 98    18
1.7.5   Windows NT操作系统的技术
特点    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开发的艰辛与规模    27
习题    28
第2章   Windows 2000/XP的体系结构    31
2.1   操作系统的设计    32
2.1.1   操作系统的设计目标    32
2.1.2   操作系统的设计阶段    34
2.1.3   操作系统的结构问题    34
2.1.4   操作系统的结构设计    35
2.2   Windows 2000/XP的操作系统模型    40
2.2.1   Windows 2000/XP的构成    40
2.2.2   Windows 2000/XP的可移植性    41
2.2.3   Windows 2000/XP的对称多处理的
支持    41
2.3   Windows 2000/XP的体系结构    42
2.3.1   内核    42
2.3.2   硬件抽象层    44
2.3.3   执行体    44
2.3.4   设备驱动程序    45
2.3.5   环境子系统和子系统动态链接库    46
2.3.6   系统支持进程    50
2.4   Windows 2000/XP的系统机制    51
2.4.1   陷阱调度    52
2.4.2   对象管理器    60
2.4.3   同步    64
2.4.4   本地过程调用    68
2.4.5   系统工作线程    69
2.5   Windows 2000/XP的注册表    69
2.5.1   注册表的数据类型    69
2.5.2   注册表的逻辑结构    70
2.6   Windows 2000/XP服务    71
2.6.1   服务应用程序    71
2.6.2   服务帐号    73
2.6.3   交互式服务    74
2.6.4   服务控制器    74
2.7   Windows 2000/XP的管理机制    81
2.7.1   WMI的体系结构    81
2.7.2   数据生产者    83
2.7.3   通用信息模型和管理对象格式
语言    83
2.7.4   WMI名字空间    84
2.7.5   类联合    84
2.7.6   WMI对象浏览器    84
2.7.7   WMI执行    84
2.7.8   WMI安全    84
习题    84
第3章   进程和处理器管理    89
3.1   进程    90
3.1.1   程序的顺序执行和并发执行    90
3.1.2   进程的定义和描述    91
3.1.3   进程的状态转换    92
3.2   进程控制    96
3.2.1   进程的创建和退出    96
3.2.2   进程的阻塞和唤醒    97
3.2.3   Windows 2000/XP进程管理    98
3.3   线程    99
3.3.1   线程的概念    99
3.3.2   进程和线程的比较    101
3.3.3   Windows 2000/XP线程    101
3.4   进程互斥和同步    103
3.4.1   互斥算法    103
3.4.2   信号量    106
3.4.3   经典进程同步问题    109
3.4.4   管程    111
3.4.5   Windows 2000/XP的进程互斥和
同步    112
3.5   进程间通信    114
3.5.1   Windows 2000/XP的信号    114
3.5.2   Windows 2000/XP基于文件映射的
共享存储区    115
3.5.3   Windows 2000/XP管道    116
3.5.4   Windows 2000/XP邮件槽    116
3.5.5   套接字    117
3.6   死锁问题    117
3.6.1   概述    117
3.6.2   死锁的预防    118
3.6.3   死锁的检测    119
3.6.4   死锁的避免    119
3.6.5   解决死锁问题的综合方法    120
3.7   处理器调度概述    120
3.7.1   处理器调度的类型    120
3.7.2   调度的性能准则    120
3.7.3   进程调度器    121
3.8   调度算法    122
3.8.1   先来先服务算法    122
3.8.2   最短作业优先算法    122
3.8.3   时间片时钟算法    123
3.8.4   多级队列算法    123
3.8.5   优先级算法    123
3.8.6   多级反馈队列算法    124
3.9   Windows 2000/XP的线程调度    124
3.9.1   Windows 2000/XP的线程调度
特征    124
3.9.2   Win32中与线程调度相关的应用程序
编程接口    125
3.9.3   线程优先级    126
3.9.4   线程时间配额    128
3.9.5   调度数据结构    130
3.9.6   调度策略    132
3.9.7   线程优先级提升    134
3.9.8   对称多处理器系统上的线程调度    137
3.9.9   空闲线程    139
习题    139
参考文献    140
第4章   存储体系    141
4.1   存储管理的基本原理    142
4.1.1   内存管理方法    142
4.1.2   虚拟存储器    147
4.1.3   磁盘存储管理    151
4.1.4   高速缓存管理    155
4.2   Windows 2000/XP内存管理    158
4.2.1   地址空间的布局    159
4.2.2   地址转换机制    164
4.2.3   用户空间内存分配方式    170
4.2.4   系统内存分配    175
4.2.5   缺页处理    176
4.2.6   工作集    181
4.2.7   物理内存管理    185
4.2.8   其他内存相关机制    192
4.3   Windows 2000/XP外存管理    195
4.3.1   Windows 2000/XP存储的演变    196
4.3.2   分区    197
4.3.3   驱动程序    199
4.3.4   多重分区管理    202
4.3.5   卷名字空间    206
4.4   Windows 2000/XP高速缓存管理    208
4.4.1   高速缓存的结构    211
4.4.2   高速缓存的大小    212
4.4.3   高速缓存的数据结构    214
4.4.4   高速缓存的操作    218
4.4.5   高速缓存支持例程    223
4.4.6   写阻塞    225
4.4.7   小结    225
习题    225
第5章   文件系统    227
5.1   文件概念与实现    228
5.1.1   文件    228
5.1.2   文件实现    231
5.2   目录概念与实现    235
5.2.1   目录    235
5.2.2   目录实现    239
5.3   文件系统    240
5.3.1   文件系统模型    240
5.3.2   文件系统可恢复性    243
5.3.3   文件系统安全性    244
5.4   Windows FSD体系结构    246
5.4.1   本地FSD    246
5.4.2   远程FSD    246
5.4.3   FSD与文件系统操作    247
5.5   Windows文件系统概述    248
5.5.1   CDFS与UDF    249
5.5.2   FAT12、FAT16与FAT32    249
5.6   NTFS设计目标与高级特性    252
5.6.1   NTFS设计目标    252
5.6.2   NTFS的高级特性    253
5.7   NTFS文件系统驱动程序    258
5.8   NTFS磁盘结构    259
5.8.1   卷    259
5.8.2   簇    259
5.8.3   主控文件表    260
5.8.4   文件引用号    262
5.8.5   文件记录    262
5.8.6   文件名称    264
5.8.7   常驻属性与非常驻属性    264
5.8.8   索引    266
5.8.9   数据压缩    267
5.9   NTFS可恢复性支持    268
5.9.1   日志记录的实现    268
5.9.2   可恢复性实现    272
5.10   NTFS坏簇恢复支持    274
5.11   NTFS安全性支持    275
5.11.1   注册回调函数    277
5.11.2   首次加密文件    277
5.11.3   解密文件    279
5.11.4   备份加密文件    280
习题    280
第6章   I/O系统    281
6.1   I/O系统概述    282
6.1.1   设备管理的重要性    282
6.1.2   设备的分类    283
6.1.3   I/O设备的性能标准    284
6.1.4   I/O系统的功能    284
6.1.5   设备分配    288
6.1.6   I/O系统功能的实现    292
6.2   I/O 软件的组成    293
6.2.1   I/O 软件的目标    293
6.2.2   中断处理程序    293
6.2.3   设备驱动程序    296
6.2.4   与设备无关的系统软件    298
6.2.5   用户空间的I/O 软件    299
6.3   Windows 2000/XP的I/O系统结构和
模型    301
6.3.1   I/O管理器    303
6.3.2   PnP管理器    303
6.3.3   电源管理器    304
6.4   Windows 2000/XP I/O系统的数据
结构    307
6.4.1   文件对象    307
6.4.2   驱动程序对象和设备对象    309
6.4.3   I/O请求包    310
6.5   Windows 2000/XP的设备驱动程序    311
6.5.1   驱动程序结构    314
6.5.2   同步    316
6.6   Windows 2000/XP的I/O处理    316
6.6.1   I/O的类型    317
6.6.2   对单层驱动程序的I/O请求    318
6.7   小结    320
习题    320
第7章   网络    321
7.1   网络基本原理    322
7.1.1   OSI参考模型    323
7.1.2   TCP/IP参考模型    324
7.1.3   其他基本概念    326
7.2   Windows 2000网络体系结构    328
7.2.1   网络API    329
7.2.2   网络资源的名字解析    342
7.2.3   协议驱动程序    347
7.2.4   NDIS驱动程序    348
7.3   Windows 2000的层次化网络服务    350
7.3.1   远程访问    351
7.3.2   活动目录    351
7.3.3   网络负载平衡    352
7.3.4   文件复制服务    353
7.3.5   分布式文件系统    353
7.3.6   TCP/IP的一些扩展特性    354
7.4   小结    355
习题    356
第8章   Windows应用程序设计    357
8.1   Win32 API    358
8.2   Windows应用程序设计模式    359
8.2.1   窗口    360
8.2.2   事件驱动    361
8.2.3   Windows应用程序的开发流程    363
8.3   Windows应用程序的基本结构    364
8.3.1   WinMain函数    364
8.3.2   窗口函数    369
8.4   结构化异常处理    371
8.4.1   异常处理    372
8.4.2   终止处理    375
8.4.3   软件异常    377
8.5   动态链接库    378
8.5.1   动态链接与静态链接    378
8.5.2   DLL到进程地址空间的映射    379
8.5.3   DLL的入口点函数    381
8.5.4   DLL的创建和使用    383
习题    384
第9章   Windows设备驱动程序设计    385
9.1   Windows 2000/XP的设备驱动程序    386
9.2   WDM的核心概念和数据结构    388
9.2.1   设备和驱动程序的分层    388
9.2.2   驱动程序对象    390
9.2.3   设备对象    391
9.2.4   I/O请求包    393
9.3   WDM驱动程序的结构    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 与DispatchWmi例程    405
9.3.6   其他例程    408
9.4   WDM驱动程序的编程    409
9.4.1   WdmDriver的源代码组成    409
9.4.2   初始化与清除    410
9.4.3   PnP与电源管理    410
9.4.4   WMI支持    412
9.4.5   分发例程    416
9.4.6   驱动程序的编译链接    419
9.4.7   驱动程序的安装    419
9.4.8   驱动程序的测试    422
习题    425
实习    427
术语    439
参考文献    445