Windows操作系统原理 第2版PDF电子书下载

目录 1

序（一） 1

序（二） 1

编者的话 1

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 7

1.2.1　操作系统的地位 7

1.2.2　操作系统的定义 7

1.2.3　操作系统的特征 8

1.3　操作系统的功能 8

1.4　操作系统的用户接口 10

1.4.2　程序设计用户接口——系统调用 11

1.4.1　用户界面 11

1.5　操作系统简史 13

1.6　操作系统分类 16

1.7　研究操作系统的几种观点 19

1.8　Windows操作系统的发展历程 20

1.8.1　Windows的开发过程 20

1.8.2　Windows的版本 21

1.8.3　Windows 早期版本的技术特点 21

1.8.4　Windows 95和Windows 98 22

1.8.5　Windows NT操作系统的技术特点 24

1.8.6　Windows Embedded家族 26

1.8.7　Windows服务器 27

1.8.8　Windows Server 2003 29

1.8.9　Windows XP 31

1.8.10　Windows开发的艰辛与规模 36

1.8.11　微软公司下一代客户端Windows操作系统Longhorn 38

习题 41

第2章　Windows Server 2003的体系结构 45

2.1　操作系统的设计 46

2.1.1　操作系统的设计目标 46

2.1.2　操作系统的设计阶段 48

2.1.3　操作系统的结构问题 48

2.1.4　操作系统的结构设计 49

2.1.5　近十年来操作系统结构的发展 55

2.2　Windows Server 2003的操作系统模型 57

2.2.1　Windows Server 2003的构成 58

2.2.2　Windows Server 2003的可移植性 59

2.2.3　多处理机和集群支持 59

2.3　Windows Server 2003的体系结构 61

2.3.1　内核 62

2.3.2　硬件抽象层 62

2.3.3　执行体 63

2.3.5　环境子系统和子系统动态链接库 64

2.3.4　设备驱动程序 64

2.3.6　系统支持进程 68

2.3.7　安全考虑 70

2.4　Windows Server 2003的系统机制 71

2.4.1　陷阱调度 71

2.4.2　对象管理器 79

2.4.3　同步 83

2.4.4　本地过程调用 87

2.5.1　注册表的数据类型 88

2.4.5　系统工作线程 88

2.5　Windows Server 2003的注册表 88

2.5.2　注册表的逻辑结构 89

2.6　Longhorn的体系结构 90

习题 93

第3章　进程和处理机管理 95

3.1 进程 96

3.1.1　程序的顺序执行和并发执行 96

3.1.2　进程的定义和描述 97

3.1.3　进程的状态转换 98

3.2　进程控制 102

3.2.1　进程的创建和退出 102

3.2.2　进程的阻塞和唤醒 103

3.2.3　Windows Server 2003进程管理 103

3.3　线程 105

3.3.1　线程的概念 105

3.3.2　进程和线程的比较 107

3.3.3　Windows Server 2003线程 107

3.4　进程互斥和进程同步 109

3.4.1　互斥算法 110

3.4.2　信号量 113

3.4.3　经典进程同步问题 116

3.4.4　管程 118

3.4.5　Windows Server 2003的进程互斥和同步 119

3.5　进程间通信 120

3.5.1　Windows Server 2003的信号 121

3.5.2　Windows Server 2003基于文件映射的共亨存储区 122

3.5.3　Windows Server 2003管道 122

3.5.4　Windows Server 2003邮件槽 123

3.5.5　套接字 123

3.6　死锁问题 124

3.6.1　概述 124

3.6.2　死锁的预防 125

3.6.3　死锁的检测 125

3.6.4　死锁的避免 126

3.6.5　解决死锁问题的综合方法 126

3.7　处理机调度概述 126

3.7.1　处理机调度的类型 127

3.7.2　调度的性能准则 127

3.8　调度算法 128

3.8.1　先来先服务算法 128

3.7.3　进程调度器 128

3.8.2　最短作业优先算法 129

3.8.3　时间片轮转算法 129

3.8.4　多级队列算法 130

3.8.5　优先级算法 130

3.8.6　多级反馈队列算法 130

3.9　Windows Server 2003的线程调度 131

3.9.1　Windows Server 2003的线程调度特征 131

3.9.2　Win32的线程调度应用编程接口 132

3.9.3　线程优先级 132

3.9.4　线程时间配额 135

3.9.5　调度器数据结构 137

3.9.6　调度策略 138

3.9.7　线程优先级提升 140

3.9.8　对称多处理机系统上的线程调度 143

习题 146

3.9.9　空闲线程 146

第4章　存储管理 149

4.1　内存管理的基本原理 150

4.1.1　地址空间和存储空间 150

4.1.2　单一连续存储管理 151

4.1.3　分区式存储管理 151

4.1.4　覆盖和交换技术 153

4.1.5　页式存储管理 153

4.1.6　段式存储管理 157

4.1.7　段页式存储管理 158

4.1.8　页式和段式系统的区别 159

4.2　虚拟存储器 159

4.2.1　局部性原理 159

4.2.2　虚拟存储器的基本原理 159

4.2.3　请求分页系统 160

4.2.4　页面调度策略 161

4.2.5　工作集 163

4.3.1　磁盘结构 164

4.2.6　请求分段系统 164

4.3　磁盘存储管理 164

4.3.2　磁盘的种类 165

4.3.3　磁盘访问时间 165

4.3.4　磁盘调度算法 166

4.3.5　磁盘调度算法的选择 168

4.3.6　磁盘格式化 169

4.3.7　廉价冗余磁盘阵列 170

4.3.8　存储可靠性的实现 172

4.4　高速缓存管理 172

4.4.1　磁盘高速缓存的形式 173

4.4.2　数据交付 173

4.4.3　置换算法 173

4.4.4　周期性写回磁盘 174

4.4.5　提高磁盘I/O速度的其他方法 174

4.5　Windows Server 2003内存管理 175

4.5.1　32位地址空间的布局 176

4.5.2　32位地址转换机制 181

4.5.3　对64位地址模式的支持 188

4.5.4　体系结构兼容性设计 191

4.5.5　用户空间内存分配方式 192

4.5.6　系统内存分配 197

4.5.7　缺页处理 199

4.5.8　工作集 204

4.5.9　物理内存管理 208

4.5.10　其他内存相关机制 215

4.6　Windows Server 2003外存管理 219

4.6.1　Windows Server 2003存储的演变 219

4.6.2　分区 220

4.6.3　驱动程序 223

4.6.4　多分区卷管理 225

4.6.5　卷名字空间 229

4.7　Windows Server 2003高速缓存管理 231

4.7.1　高速缓存的结构 233

4.7.2　高速缓存的大小 235

4.7.3　高速缓存的数据结构 236

4.7.4　高速缓存的操作 240

4.7.5　高速缓存支持例程 245

4.8　小结 248

习题 248

第5章　文件系统 251

5.1　文件概念与实现 252

5.1.1　文件 252

5.1.2　文件实现 255

5.2　目录概念与实现 259

5.2.1　目录 259

5.2.2　目录实现 263

5.3　文件系统 264

5.3.1　文件系统模型 264

5.3.2　文件系统可恢复性 267

5.3.3　文件系统安全性 268

5.4　Windows文件系统概述 270

5.4.1　FSD 270

5.4.2　FSD与文件系统操作 271

5.4.3　FAT文件系统 272

5.5　NTFS文件系统 278

5.5.1 NTFS概述 278

5.5.2 NTFS文件系统驱动程序 280

5.5.3 NTFS的磁盘结构 280

5.5.4 NTFS文件组织 282

5.5.5 NTFS目录组织与索引 288

5.5.6 NTFS数据压缩 289

5.5.7 NTFS 可恢复性 290

5.5.8 NTFS安全性 297

5.6 下一代Windows文件系统 301

习题 302

第6章 设备管理与I/O系统 305

6.1 设备管理概述 306

6.1.1 设备管理的重要性 306

6.1.2 设备的分类 307

6.1.3 计算机I/O系统的结构 309

6.1.4 I/O设备数据传送控制方式 310

6.1.5 设备管理的任务和功能 313

6.2 设备管理的实现技术 318

6.2.1　中断技术 318

6.2.2　缓冲技术 320

6.2.3　设备分配技术 322

6.3　I/O软件的结构 325

6.3.1　设备驱动程序 325

6.3.2　与设备无关的系统软件 327

6.3.3　用户空间的I/O软件 329

6.4　Windows I/O系统的结构 330

6.4.1　概述 330

6.4.2　I/O管理器 332

6.4.3　PnP管理器 333

6.4.4　电源管理器 334

6.4.5　设备驱动程序 336

6.5　Windows I/O系统的核心数据结构 338

6.5.1　文件对象 338

6.5.2　驱动程序对象和设备对象 341

6.5.3　I/O请求包 346

6.6　Windows的I/O处理 351

6.6.1　I/O的类型 351

6.6.2　对单层驱动程序的I/O请求 352

6.6.3　对多层驱动程序的I/O请求 354

6.6.4　同步 355

6.7　小结 356

习题 357

第7章　Windows环境下的程序设计 359

7.1.1　Win32 API 360

7.1　Windows应用程序设计模式 360

7.1.2　窗口 362

7.1.3　事件驱动 363

7.1.4　Windows应用程序的开发流程 365

7.2　Windows应用程序的基本结构 366

7.2.1　WinMain函数 366

7.2.2　窗口函数 371

7.3　结构化异常处理 373

7.3.1　异常处理 374

7.3.2　终止处理 377

7.3.3　软件异常 379

7.4　动态链接库 379

7.4.1　动态链接与静态链接 380

7.4.2　DLL到进程地址空间的映射 381

7.4.3　DLL的入口点函数 383

7.4.4　DLL的创建和使用 385

7.5.1　设备和驱动程序的分层 386

7.5　Windows驱动程序模型 386

7.5.2　IRP的处理 388

7.5.3　WDM驱动程序的结构 389

7.6　WDM驱动程序的编程实例 400

7.6.1　WdmDriver的源代码组成 400

7.6.2　初始化与清除 401

7.6.3　PnP与电源管理 401

7.6.4　WMI支持 404

7.6.5　分发例程 408

7.6.6　驱动程序的编译链接 410

7.6.7　驱动程序的安装 412

7.6.8　驱动程序的测试 415

习题 418

参考文献 421

索引 423