WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:科欣翻译组

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-12

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787111060307

丛书系列:

图书标签:

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《操作系统内核与底层编程实践》 图书简介 在飞速发展的软件行业中，对于底层系统架构的深刻理解和精湛的编程能力，始终是区分优秀工程师与普通开发者的关键所在。本书《操作系统内核与底层编程实践》正是一本旨在为读者构建坚实操作系统基础、深入剖析底层运行机制，并提供大量前沿实践指导的权威著作。它并非侧重于某一特定操作系统的驱动程序细节，而是聚焦于跨平台、更具通用性的内核设计思想、内存管理策略、进程与线程调度机制，以及系统服务接口的实现原理。 第一部分：操作系统核心理论的重构与深化 本书的开篇部分，将彻底重塑读者对操作系统这一抽象概念的认知。我们摒弃了传统教科书的碎片化叙述，转而采用现代多核、多处理器架构的视角，系统性地梳理了操作系统的核心职能。 现代系统架构的基石： 详细解析了从硬件抽象层（HAL）到用户空间之间的复杂交互模型。重点探讨了现代处理器（如x86-64、ARMv8）的特权级别（Rings/ELs）如何定义了内核与用户态的隔离边界，以及硬件中断向量表、系统调用机制（如Syscall/Sysenter）的设计哲学。 并发与同步的艺术： 深入剖析了并发控制的经典与现代方法。不仅涵盖了传统的信号量、互斥锁、条件变量，更对原子操作（Atomic Operations）的底层实现原理进行了详尽的硬件级解释。特别地，本书引入了无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）的设计范例，展示了如何在不依赖传统锁机制的情况下，实现高效、无死锁的并发访问控制。 内存管理的宏观与微观： 内存是操作系统的生命线。本部分对虚拟内存系统进行了彻底的解剖。从页表的结构、多级页表的转换过程，到TLB（Translation Lookaside Buffer）的刷新与管理策略，都有深入的论述。我们探讨了页面置换算法（如LRU、时钟算法）在实际系统中的变种实现，并详细讲解了内核如何处理缺页异常（Page Fault），以及现代操作系统如何利用内存保护机制隔离进程。 第二部分：高效能进程与调度理论的实践 进程与线程是操作系统执行单元的基础。本书将理论与性能优化紧密结合，探讨了如何设计一个既公平又高效的调度器。 调度的演进： 详细比较了分时系统、实时系统中的不同调度策略（如优先级继承、轮转、多级反馈队列）。重点分析了现代主流内核（如Linux CFS、BSD的Adaptive Total Order Scheduler）所采用的平衡树或时间片共享模型的内部运作逻辑。 上下文切换的性能开销分析： 上下文切换是程序执行效率的隐形杀手。本书通过性能分析工具和代码级跟踪，量化了不同调度策略导致的寄存器保存、缓存污染等性能损耗，并提供了优化上下文切换路径的工程实践技巧。 线程模型与用户态线程： 除了内核线程，本书也深入探讨了用户态线程库（如Green Threads/Fibers）的实现机制，并分析了其在I/O密集型应用中相对于内核线程的优势与局限性。 第三部分：文件系统与持久化存储的底层交互 存储系统的设计直接影响了整个系统的I/O性能和数据可靠性。本部分将引导读者深入到块设备驱动层之上。 日志与一致性： 深入讲解了日志结构文件系统（Journaling File Systems）如何保证数据在意外断电时的原子性和一致性。探讨了写入屏障（Write Barriers）在确保数据顺序写入中的关键作用。 缓存与缓冲区管理： 分析了操作系统如何利用缓冲区缓存池来优化对磁盘的访问。研究了脏页（Dirty Pages）的回写策略、回写守护进程的工作机制，以及如何设计高效的缓存淘汰策略以最大化缓存命中率。 异步I/O模型（AIO）： 详细介绍了Completion Port（Windows）、io_uring（Linux）等现代异步I/O框架的原理，展示了如何通过零拷贝（Zero-Copy）技术，在用户空间和内核空间之间高效地传输数据，显著降低延迟。 第四部分：系统编程的边界与安全 本书的最后一部分，聚焦于操作系统提供的接口以及如何在这个受限环境中实现安全和可扩展的服务。 系统调用接口的设计哲学： 分析了系统调用集的演化历史，探讨了如何设计一个简洁、健壮且易于维护的系统调用接口。书中通过对特定系统调用（如`mmap`, `ioctl`）的源码级分析，揭示了其在内核中的处理流程。 进程间通信（IPC）的深度优化： 除了共享内存和消息队列，本书重点关注了高性能的IPC机制，如Domain Sockets、基于共享内存的环形缓冲区（Ring Buffer）的构建，以及如何利用这些机制构建微服务间的低延迟通信。 内核模块化与可扩展性： 讨论了现代操作系统如何通过模块化设计（如Linux的Loadable Kernel Modules）来实现内核功能的动态扩展，并探讨了在不重启系统的前提下安全加载和卸载代码所面临的挑战与解决方案。 目标读者 本书适合具备扎实C/C++编程基础，对汇编语言有基本认识，希望深入理解操作系统核心原理，并致力于从事高性能计算、嵌入式系统、虚拟化技术或系统级软件开发的工程师、高级技术人员及计算机科学专业研究生。通过阅读本书，读者将不再满足于调用API，而是能够洞察API背后的运行逻辑，从而设计出更健壮、更高效的底层软件。

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这本书的写作风格让我印象深刻，它既有专业技术书籍的严谨性，又不失通俗易懂的教学性。作者在书中对Windows NT内核架构的梳理，就像一位经验丰富的向导，带领我穿越复杂的内核世界。我尤其喜欢他对I/O子系统和设备驱动程序交互的讲解。作者通过对I/O请求包（IRP）的详细剖析，让我看到了数据在内核中流动的完整过程，以及驱动程序在其中的重要作用。书中的代码示例，更是如虎添翼，让我能够将理论知识转化为实践。我曾经花费了大量时间去研究一个关于设备枚举的示例程序，并成功地将其运行起来，这让我对驱动程序开发充满了信心。这本书的价值不仅仅在于它提供了丰富的信息，更重要的是，它能够激发读者的学习兴趣，并且培养读者独立解决问题的能力。对于那些想要深入了解Windows NT内核，并有志于驱动程序开发的开发者来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。

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这本书简直是为我量身定做的！作为一个在Windows领域摸爬滚打多年的开发者，我一直对底层驱动的开发充满好奇，但又苦于无从下手。市面上关于驱动开发的资料不少，但很多都过于晦涩难懂，要么是官方文档的堆砌，要么是过于理论化，缺乏实操指导。直到我遇到了《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》，我感觉我找到了救星！这本书的讲解方式非常独特，它不像其他教材那样上来就抛给你一堆晦涩的API函数和内核结构，而是循序渐进，从最基础的概念讲起。作者仿佛知道我这个读者的每一个疑问，每一个可能遇到的坑，都在书中以一种非常清晰、易于理解的方式展现出来。比如，刚开始讲到IRQL的时候，我脑海里一团乱麻，什么DPC、APC、ISR，听起来就像天书。但这本书用了大量的类比和图示，把这些抽象的概念变得生动形象，我甚至能感觉到CPU在不同IRQL下的状态变化。而且，书中的代码示例也异常给力，不仅仅是简单的“Hello World”式的驱动，而是涵盖了从简单的字符设备到更复杂的总线驱动，每一步都带着我深入理解其背后的原理。我尤其喜欢作者在讲解同步与并发部分时，那种抽丝剥茧的细致，让我终于理解了内核中的锁机制到底是怎么回事，以及为什么一旦用错就会导致系统崩溃。总而言之，这本书让我对Windows NT内核的理解上升了一个新的台阶，也让我有了信心去尝试编写属于自己的驱动程序。

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一直以来，驱动程序开发对我来说都是一个充满神秘色彩的领域，感觉那是只有极少数资深工程师才能涉足的“禁区”。直到我读了《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》，我才发现，原来如此复杂的系统，也可以被如此清晰地呈现出来。作者的叙述风格非常独特，他仿佛知道我可能遇到的每一个困惑，并且总能在恰当的时机给出解答。他对Windows NT内核架构的梳理，让我在脑海中构建了一个清晰的体系框架。我尤其喜欢他在讲解I/O管理器时，对I/O请求包（IRP）的拆解。他把一个看似庞杂的结构，一点一点地剥开，让我看到了数据在内核中传递的完整路径，以及驱动程序在其中扮演的角色。书中的代码示例，更是如虎添翼，让我能够将理论知识转化为实践。我尝试着修改了书中的一个字符设备驱动程序，运行后我感觉自己真的能够“掌控”硬件了，那种成就感无与伦比。这本书对我来说，不仅仅是一本技术书籍，更像是一个点亮我职业道路的灯塔。

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读完《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》，我感觉自己仿佛打开了新世界的大门。之前我对驱动程序的理解，停留在“写个程序操作硬件”的模糊概念。这本书则把我带到了一个全新的维度，让我看到了Windows NT操作系统背后那个庞大而精密的内核世界。作者在书中对内核对象的管理、内存分配、线程调度等核心机制的讲解，简直是淋漓尽致，让人拍案叫绝。特别是关于内存管理的部分，作者详细讲解了分页机制、虚拟内存、物理内存等概念，并且结合驱动程序开发中的实际应用，让我深刻理解了如何在内核模式下安全有效地使用内存。而且，这本书在讲解同步与并发控制方面，更是做到了极致。对于多线程、多处理器环境下容易出现的竞态条件、死锁等问题，作者给出了非常详尽的解决方案，包括各种锁机制的原理和使用场景。我特别喜欢书中关于内核同步原语（如Spin Lock, Mutex, Semaphore）的详细讲解，以及它们在实际驱动程序中的应用。通过书中提供的代码示例，我不仅学会了如何编写高效率、高可靠性的驱动程序，更重要的是，我对Windows NT内核的理解得到了质的飞跃。这本书绝对是驱动程序开发领域的一本里程碑式的著作。

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不得不说，这是一本真正能够“授人以渔”的书。《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》并没有简单地罗列API函数和代码片段，而是深入讲解了Windows NT内核的设计哲学和工作原理。作者在书中对各种内核对象的创建、销毁、管理机制的讲解，简直是淋漓尽致，让我对内核的理解上升到了一个新的高度。我尤其对关于同步与并发控制的章节印象深刻。作者详细讲解了Spin Lock、Mutex、Semaphore等同步原语的原理和使用场景，并且通过大量的示例代码，让我能够理解如何在多线程、多处理器环境下编写安全可靠的驱动程序。这本书的价值还在于，它不仅仅教你如何写驱动，更重要的是，它教会你如何思考。作者在书中提出的很多设计思路和最佳实践，都让我受益匪浅。对于那些想要深入了解Windows NT内核，并希望成为一名优秀的驱动程序开发者的工程师来说，这本书绝对是必不可少的枕边书。

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作为一名长期与Windows打交道但对底层驱动开发知之甚少的开发者，我一直对那些能够直接与硬件交互的程序充满了敬畏。《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》这本书，可以说是为我这样的“小白”量身打造的敲门砖。它并没有一开始就用艰深的技术术语轰炸我，而是非常耐心地从最基本的概念讲起。比如，作者对Windows NT内核架构的介绍，就好像带我参观了一个庞大的科技公司，让我对各个部门（子系统）的职责和相互关系有了清晰的认识。我尤其喜欢书中对I/O管理器和设备驱动程序之间交互的描述，简直是细致入微。作者通过对I/O请求包（IRP）的详细剖析，让我理解了数据是如何在内核中流动的，以及驱动程序是如何响应这些请求的。书中的代码示例，更是如同量身定制的训练营，让我能够亲手实践书中所学的知识。我反复研读了关于字符设备驱动程序的章节，并且成功地修改并运行了其中的示例代码，这让我信心倍增。这本书的价值不仅仅在于提供了技术知识，更重要的是，它建立了我对驱动程序开发的信心，让我相信我也可以掌握这项技能。

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我必须承认，起初我对这本书抱有一些怀疑的态度。毕竟，“设备驱动程序设计指南”听起来就不是那种轻松愉快的读物，我预设它会是一本充斥着枯燥技术术语和晦涩理论的“砖头”。然而，当我翻开第一页，这种顾虑就烟消云散了。作者的文笔出奇地流畅，而且带着一种亲切的教学感。他不像很多技术书籍那样，把读者当成拥有深厚背景知识的专家，而是更像一个经验丰富的导师，一步一步地引导你进入驱动程序设计的世界。书中的章节划分非常合理，从对Windows NT内核架构的宏观介绍，到对内存管理、I/O子系统、进程与线程等核心组件的深入剖析，每一个环节都衔接得天衣无缝。我印象最深刻的是作者在讲解中断处理机制时，对硬件和软件如何协同工作的那段描述，简直是神来之笔。他不仅解释了中断的产生过程，还详细讲解了中断服务例程（ISR）和延迟过程调用（DPC）的设计思想，以及它们在驱动程序中的重要性。而且，书中提供的所有示例代码都经过了精心设计和测试，不仅能够直接运行，更重要的是，它们能够清晰地展示出所讲解的技术点。我甚至花了不少时间去调试那些示例代码，每一次调试都让我对驱动程序的内部运作有了更深刻的认识。对于那些想要深入理解Windows NT底层机制，并有志于驱动程序开发的开发者来说，这本书绝对是必不可少的参考。

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我必须说，这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》不仅仅是一本关于如何编写驱动程序的“菜谱”，更像是一本关于Windows NT内核运作的百科全书。作者在书中对内核数据结构、调度器、同步机制等核心组件的讲解，简直是鞭辟入里，让我茅塞顿开。我尤其对书中关于中断和异常处理的章节印象深刻。作者不仅详细讲解了硬件中断的产生和处理流程，还深入分析了软件中断、DPC、APC等概念，以及它们在驱动程序中的应用。通过书中的图示和代码示例，我终于理解了这些看似抽象的概念是如何在实际工作中发挥作用的。而且，这本书在讲解设备管理、即插即用（PnP）、电源管理等方面，也做得非常出色。作者用清晰的语言解释了这些复杂的功能，并提供了实用的代码示例，让我能够快速上手。对于那些希望深入了解Windows NT内核，并从事驱动程序开发的专业人士来说，这本书绝对是不可或缺的参考资料。

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我一直认为，能够将复杂的技术讲得浅显易懂，并且能激发读者学习兴趣的书籍，才是真正的“宝藏”。《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》无疑就是这样一本宝藏。作为一名在用户模式下开发了多年的程序员，我对驱动程序的神秘感一直很强，总觉得那是一个高不可攀的领域。这本书却以一种非常友好的方式，将我带入了内核的世界。作者在书中对Windows NT内核模型做了非常精辟的阐述，让我不再对那些抽象的概念感到困惑。他用了大量生动的比喻，比如将内核比作一个大城市的交通系统，将进程比作城市里的车辆，将线程比作车辆上的乘客，将IRQL比作不同交通管制等级，这些都极大地帮助我理解了内核中的各种机制。而且，在讲解设备对象的创建、I/O请求包（IRP）的处理流程时，作者更是将整个过程分解得细致入微，每一个步骤都清晰可见。我尤其喜欢书中关于即插即用（PnP）和电源管理（WDM）的部分，这些都是驱动程序开发中非常重要的方面，而这本书给了我非常系统和全面的指导。通过书中的示例代码，我不仅学习到了如何编写符合WDM标准的驱动，还了解了如何处理PnP事件，以及如何实现电源管理功能。这本书的价值在于，它不仅仅教你“怎么做”，更重要的是教你“为什么这样做”，让你从根本上理解驱动程序设计的精髓。

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我之前一直认为，写驱动程序是一件非常“硬核”的事情，需要对计算机底层有极其深入的了解，并且掌握大量的冷门API。然而，《WINDOWS NT 设备驱动程序设计指南》这本书，彻底颠覆了我的看法。作者以一种非常温和且循序渐进的方式，将我引入了Windows NT内核的世界。他并没有一开始就用堆砌式的API列表来压迫读者，而是先从宏观的内核架构入手，让我对整个操作系统的运作模式有一个整体的认识。我尤其喜欢他对内存管理和进程线程管理的讲解。作者用了很多生动的比喻，让这些抽象的概念变得容易理解。比如，他将内存比作一个巨大的仓库，将进程比作不同的仓库分区，将线程比作在仓库里搬运货物的工人。通过这些比喻，我终于理解了内核是如何管理内存的，以及进程和线程是如何协同工作的。而且，书中提供的代码示例，都经过了精心的设计，不仅能够运行，更重要的是，它们能够清晰地展示出所讲解的技术点。我花了很多时间去研究这些示例代码，并从中受益匪浅。

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