Windows XP/Server 2003 Internals Update pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:David Solomon Expert Seminars, Inc.

作者:David A. Solomon

出品人:

頁數:1

译者:

出版時間:2003-3-15

價格:USD 195.00

裝幀:CD-ROM

isbn號碼:9780972679930

叢書系列:

圖書標籤:

• Windows XP
• Server 2003
• Internals
• 操作係統
• 內核
• Windows
• 技術
• 編程
• 調試
• 係統架構
• 安全
• 底層原理

洞悉操作係統核心：Windows XP/Server 2003 內部機製深度解析 本書深入剖析瞭 Windows XP 和 Windows Server 2003 這兩款裏程碑式操作係統背後的運作原理。它並非一本淺嘗輒止的入門指南，而是麵嚮希望理解操作係統底層機製、挖掘其深層工作流程的專業人士和資深技術愛好者的力作。通過詳盡的闡述和對關鍵組件的細緻分析，本書將帶您踏上一段令人興奮的技術探索之旅，揭示這些經典係統為何能如此高效、穩定地運行。 第一部分：核心概念與基礎架構 在深入探討具體組件之前，本書首先為您構建一個堅實的基礎。我們將從操作係統的基本概念入手，包括進程、綫程、內存管理、I/O 模型以及核心的內核對象。您將瞭解 Windows 如何在硬件抽象層之上提供一個統一的編程接口，以及各種內核對象（如事件、信號量、互斥體）是如何在不同進程和綫程之間進行協調與同步的。 進程與綫程管理： 深入理解進程的創建、銷毀、上下文切換以及綫程的生命周期、調度算法。探討多綫程編程的挑戰與優化策略，以及如何在 XP/Server 2003 環境下高效地利用多核處理器。 內存管理機製： 詳細解析虛擬內存、物理內存、頁錶、頁麵文件等概念。剖析內存分配器的工作原理，包括堆分配、棧分配以及低碎片堆（LFH）的優化。理解內存泄漏的根源以及調試技巧。 I/O 子係統： 探討 Windows I/O 模型，包括 I/O 請求包（IRP）、驅動程序棧、文件係統（NTFS）以及設備驅動程序的開發。理解異步 I/O 的優勢，以及如何通過高效的 I/O 操作來提升係統性能。 內核對象與同步機製： 詳細講解各種內核對象的用途和內部實現，如事件（Events）、信號量（Semaphores）、互斥體（Mutexes）、臨界區（Critical Sections）等。理解它們在多綫程環境下的作用，以及如何避免死鎖、競態條件等同步問題。 第二部分：內核模式下的核心組件 本部分將聚焦於 Windows XP/Server 2003 內核模式下的關鍵組件，這些組件是操作係統得以運行的基石。我們將詳細剖析這些組件的內部數據結構、算法以及它們之間的交互方式。 Kernel (NTOSKRNL.EXE)： 這是 Windows NT 內核的直接實現。我們將深入探討其主要的子係統，包括： 調度器（Scheduler）： 分析進程和綫程的優先級、時間片分配、上下文切換的細節。理解軟中斷、硬中斷以及 DPC（Deferred Procedure Calls）的優先級和執行流程。 內存管理器（Memory Manager）： 深入解析虛擬地址空間、物理地址空間、頁幀分配器、內存保護機製。理解內存映射文件、頁麵錯誤處理、以及與頁麵文件（Pagefile.sys）的交互。 對象管理器（Object Manager）： 瞭解 Windows 對象模型的概念，包括命名對象、句柄錶、安全描述符。探討對象管理器如何管理內核對象，以及安全檢查的流程。 進程和綫程管理器（Process and Thread Manager）： 詳細介紹進程環境塊（PEB）和綫程環境塊（TEB）的數據結構，以及它們如何存儲進程和綫程的關鍵信息。 Executive (EXECUTIVE.EXE)： 這是內核模式下的服務層，提供瞭許多高級功能。我們將重點關注： I/O 管理器（I/O Manager）： 深入理解 IRP 的生成、傳遞、處理過程。分析驅動程序堆棧的工作原理，以及文件係統（NTFS）和設備驅動程序之間的交互。 即插即用管理器（Plug and Play Manager）： 瞭解即插即用設備如何在係統啓動時被識彆、枚舉和配置。 電源管理器（Power Manager）： 分析係統電源狀態的切換，以及應用程序如何響應電源事件。 配置管理器（Configuration Manager）： 探討注冊錶（Registry）的內部結構和訪問機製，以及它如何存儲係統和應用程序的配置信息。 微內核（Microkernel）組件： 雖然 Windows NT 使用的是混閤內核架構，但其核心功能仍然由微內核實現。本書將簡要介紹微內核的概念，以及它在 Windows NT 架構中的定位。 第三部分：用戶模式下的關鍵組件與交互 瞭解瞭內核模式下的運作機製後，本書將進一步探討用戶模式下的關鍵組件，以及它們如何與內核模式組件進行高效的通信和協作。 Win32 子係統（csrss.exe）： 這是 Windows API 的用戶模式實現。您將深入瞭解： 窗口管理器（Window Manager）： 探討窗口的創建、繪製、消息循環、以及用戶輸入的處理。 圖形設備接口（GDI）： 解析 GDI 如何負責圖形繪製，包括位圖、矢量圖形、文本渲染等。 用戶賬戶控製（UAC）的早期實現： （在 Server 2003 中有所體現，XP 早期版本機製不同，但概念相通）分析用戶權限管理和特權分離的基礎。 進程和綫程創建： 詳細分析 `CreateProcess` API 的調用流程，以及它如何在用戶模式和內核模式之間進行切換，創建新的進程和綫程。 動態鏈接庫（DLL）： 探討 DLL 的加載、卸載機製，以及它們如何實現代碼共享和模塊化。理解 DLL 注入和 DLL 劫持的原理。 Windows API 調用： 詳細分析用戶模式應用程序如何通過係統調用（System Calls）與內核模式組件進行交互。理解係統調用的流程和參數傳遞。 第四部分：文件係統與存儲管理 文件係統是操作係統存儲和組織數據的關鍵。本書將深入剖析 Windows XP/Server 2003 中使用的主要文件係統——NTFS（New Technology File System）的內部結構和運作原理。 NTFS 文件係統結構： 詳細解析主文件錶（MFT）、文件記錄、文件屬性、數據流、索引等概念。理解文件是如何在磁盤上存儲和組織的。 NTFS 操作： 深入探討文件創建、讀取、寫入、刪除等操作的底層實現。分析事務性 NTFS（TxF）在 Server 2003 中的應用（如有）。 緩存管理器（Cache Manager）： 探討文件緩存是如何工作的，以及它如何平衡係統性能和內存使用。 磁盤管理： 簡要提及磁盤分區、捲管理等概念，為理解存儲的底層提供背景。 第五部分：網絡協議棧與通信 網絡通信是現代操作係統的核心功能之一。本書將剖析 Windows XP/Server 2003 的網絡協議棧，並深入理解 TCP/IP 協議的實現細節。 TCP/IP 協議棧架構： 詳細解析分層模型，從物理層到應用層，包括以太網、IP、TCP、UDP 等核心協議。 Winsock API： 探討 Windows Sockets API 如何為應用程序提供網絡通信接口。 網絡驅動程序接口（NDIS）： 分析 NDIS 如何在網絡適配器驅動程序和 TCP/IP 協議棧之間進行通信。 網絡服務的實現： （針對 Server 2003）探討一些核心的網絡服務，如 DNS、DHCP、SMB 等的實現原理。 第六部分：安全機製與權限管理 安全是任何操作係統不可或缺的一部分。本書將深入探討 Windows XP/Server 2003 的安全模型。 訪問控製模型： 詳細解析安全標識符（SID）、訪問令牌（Access Token）、安全描述符（Security Descriptor）、訪問控製列錶（ACL）。理解用戶和對象之間的權限是如何管理的。 特權（Privileges）： 探討係統特權的含義和用途，以及它們是如何分配和使用的。 安全審計（Security Auditing）： 分析安全事件日誌的生成和審計機製。 加密與認證： 簡要介紹 Windows 在加密和認證方麵的應用，如 Kerberos 協議（在 Server 2003 中尤為重要）。 第七部分：調試與性能分析 對於任何深入研究操作係統的技術人員來說，調試和性能分析都是必備的技能。本書將為您提供實用的工具和技巧。 內核調試： 介紹如何使用 WinDbg 等工具進行內核模式調試。分析斷點、內存查看、堆棧跟蹤等基本調試技術。 用戶模式調試： 探討用戶模式下的調試方法，以及如何定位和解決應用程序錯誤。 性能監控工具： 介紹性能監視器（Performance Monitor）等工具的使用，以及如何分析 CPU、內存、磁盤、網絡等關鍵性能指標。 故障排除與根源分析： 結閤本書講解的內部機製，提供一套係統性的故障排除方法論，幫助您快速定位和解決係統問題。 本書的價值與讀者對象 本書適閤以下人群： 係統管理員和網絡工程師： 深入理解操作係統的工作原理，能更有效地管理和維護 Windows XP/Server 2003 服務器，並快速診斷和解決復雜問題。 軟件開發人員： 掌握操作係統底層 API 的工作方式，能編寫齣更高效、更穩定、更安全的應用程序。深入理解多綫程、內存管理、I/O 操作等對性能至關重要的方麵。 安全研究人員： 瞭解操作係統的內部結構，有助於發現潛在的安全漏洞，並進行更深入的安全分析。 操作係統原理的學習者： 對於希望深入理解現代操作係統（特彆是 NT 內核傢族）的運作原理的學生和愛好者，本書提供瞭詳實且易於理解的解析。 通過閱讀本書，您將不僅能夠“使用”Windows XP/Server 2003，更能“理解”它。您將能夠自信地分析復雜的係統行為，優化係統性能，並解決其他技術書籍可能無法觸及的深層問題。這是一本能夠提升您 Windows 係統功底的寶貴參考書。

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這本書的章節組織邏輯嚴密到令人發指，仿佛作者在設計一個復雜的迷宮，每走一步都有明確的指引，但每一步都通往更深層的秘密。我尤其欣賞作者處理安全子係統的方式。在XP/Server 2003那個時期，安全模型（Security Reference Monitor, SRM）的復雜性是齣瞭名的。許多技術人員都停留在理解ACL（訪問控製列錶）和SID（安全標識符）的錶麵邏輯，但這本書卻深入到瞭Token的創建、權限的驗證過程，以及內核對象句柄的繼承策略的底層實現細節。作者沒有迴避那些晦澀難懂的係統調用棧，反而將其視為展示係統設計智慧的舞颱。通過對LSA（本地安全機構）服務進程與內核組件之間IPC（進程間通信）機製的剖析，我們能清晰地看到權限提升和拒絕訪問是如何在不同安全邊界上被高效且安全地處理的。這對我理解後來Windows Vista及後續版本中引入的UAC（用戶賬戶控製）的演變方嚮，提供瞭極其堅實的基礎。讀完這部分，我再也不把安全機製看作是一個黑盒子，而是成瞭一係列精巧設計的組件協同工作的成果。

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這本書的價值不僅在於它揭示瞭代碼的“是什麼”，更在於它解釋瞭“為什麼”是這樣的設計。在討論進程間通信（IPC）時，特彆是命名管道和共享內存的實現細節，作者花費瞭大量的篇幅來探討性能和安全之間的權衡。他們沒有簡單地推薦使用哪種IPC機製，而是通過展示內核中同步原語（如Executive Mutexes和Spin Locks）在不同IPC路徑上的爭用情況，讓讀者自己去權衡。例如，在描述管道寫入操作時，作者深入到內核緩衝區滿溢時，係統如何高效地進行上下文切換和等待機製的設計，這比任何性能調優手冊都來得實在。閱讀體驗上，這本書的語言風格非常“硬核”，它幾乎不使用任何比喻性的語言，全部是精確的技術術語和邏輯陳述，這使得它在作為技術參考時具有極高的可靠性。總而言之，這是一本需要耐心、需要反復研讀纔能真正掌握精髓的著作，它更像是一份關於操作係統DNA的詳細圖譜，而不是一本速查手冊。

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對於一本麵嚮“Update”的內部參考書來說，它對係統啓動過程的詳盡描述著實令人驚嘆。我原本以為這部分內容會相對靜態，畢竟啓動流程相對固定，但作者卻敏銳地捕捉到瞭在Service Pack級彆更新中，啓動加載器（Boot Loader）和內核映像加載（NTLDR/BOOTMGR的早期版本）過程中可能發生的變化和兼容性處理。他們不僅解釋瞭`ntoskrnl.exe`是如何被加載到內存並初始化各個核心子係統，還詳細對比瞭XP RTM版本和後續SP版本在啓動時注冊錶加載順序、設備驅動程序延遲加載策略上的細微差異。這種對比分析，對於需要維護生命周期較長的企業級係統尤其關鍵，因為舊係統的性能問題往往可以追溯到某個不經意的啓動配置變更。此外，關於注冊錶Hives在內存中的映射和緩存機製的討論，簡直是一篇獨立的、關於高性能持久化存儲的論文。作者的論述嚴謹到可以拿來作為法庭證據的程度，每一個斷言都有代碼或內核結構支持，讓人無從辯駁，隻能心悅誠服地接受。

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我購買這本書的初衷其實是希望解決一個睏擾我很久的性能瓶頸問題，那涉及到Windows Server 2003環境下，在大量並發I/O請求下，係統響應時間不穩定的現象。我期待看到一些針對特定硬件架構或特定驅動模型（比如老的WDM模型）的優化技巧。這本書在這方麵的處理方式非常獨特，它沒有直接給齣“你應該用什麼參數”的答案，而是從根本上重構瞭我們理解I/O子係統的方式。它詳細梳理瞭I/O請求包（IRP）的生命周期，從用戶層發起請求到最終硬件響應的每一個環節，都用匯編級的視角進行瞭審視。特彆是對緩存管理器和文件係統驅動層交互的部分，作者用近乎解剖學的精確度，展示瞭數據是如何在內核緩衝區中流轉、復製和同步的。雖然閱讀過程略顯枯燥，因為它充滿瞭指針、偏移量和復雜的結構體定義，但當你最終能夠將書中的理論映射到實際抓包分析的結果時，那種成就感是無與倫比的。它教會我的不是如何“使用”係統，而是如何“理解”係統為何會以那種方式運作，即便在最新的Server版本中很多內部細節可能有所演變，但這種底層思維的訓練，是永不過時的寶貴財富。

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這本書的封麵設計很樸實，拿到手上感覺沉甸甸的，那種厚重感就預示著裏麵內容的分量。我本來以為這是一本側重於新特性的介紹手冊，畢竟書名裏帶著“Update”字樣，希望能快速瞭解XP和Server 2003在後期補丁和維護層麵有哪些關鍵的、不為人知的細節變化。然而，翻開前幾章，我立刻意識到這本書的定位遠比我想象的要深邃得多。它並沒有過多地糾纏於用戶界麵或應用層麵的小修小補，而是直接潛入瞭操作係統的核心機製。比如，在內存管理章節，作者對虛擬內存的分配與迴收策略進行瞭令人咋舌的細緻剖析，我甚至看到瞭很多在官方MSDN文檔中也難以尋覓的內核級數據結構定義和函數調用流程圖。對於那些熱衷於調試（Debugging）或者希望編寫高性能驅動程序的工程師來說，這簡直就是一本“武功秘籍”。我花瞭整整一個下午，纔勉強啃完關於綫程調度器如何處理優先級反轉問題的部分，那種茅塞頓開的感覺，遠非閱讀一般的技術博客或論壇帖子可以比擬。作者的行文風格嚴謹而專業，沒有絲毫的贅述，每一個段落都像是經過精密的邏輯推導，每一個示例代碼都直指問題的核心。這本書顯然不是寫給初學者的，它要求讀者已經對操作係統理論有相當的理解，纔能真正跟上作者的思路，體會到那種“洞悉一切”的快感。

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