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出版者:

作者:武安河

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:2009-4

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787121084393

丛书系列:

图书标签:

• windows
• 驱动开发
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• KMDF

技术前沿探索：面向高性能计算与并行架构的系统级编程实践 图书名称： [此处应为另一本技术书籍的名称] 内容简介： 本书深入剖析了当前主流高性能计算（HPC）平台的核心架构、并行编程模型以及优化策略，旨在为系统程序员、编译器开发者和高性能应用工程师提供一套全面且实用的技术指南。全书结构严谨，从底层硬件的微架构细节入手，逐步扩展到复杂的软件栈和并行算法的实现，力求在理论深度与工程实践之间取得完美平衡。 第一部分：现代处理器架构与内存层次结构 本部分详细解读了当前主流CPU（如x86-64及ARM架构的最新迭代）的流水线设计、乱序执行机制、分支预测单元的工作原理。重点分析了多核、多路（NUMA）系统的互联拓扑，以及L1、L2、L3缓存与主存（DRAM）之间的复杂交互。读者将学习如何利用硬件性能计数器（如PMC）精确测量和诊断代码的缓存缺失率、TLB未命中情况，从而为后续的优化打下坚实的基础。特别地，我们对新出现的向量指令集扩展（如AVX-512、ARM Scalable Vector Extension, SVE）的编程模型和使用限制进行了深入的案例分析。 第二部分：并行编程模型与软件框架 软件部分聚焦于高效利用大规模并行资源的关键技术。本书首先系统地介绍了经典的共享内存模型（OpenMP）的高级特性，包括任务并行、嵌套并行、以及复杂数据依赖下的同步机制（如屏障、原子操作）。随后，本书将大量的篇幅投入到分布式内存编程——MPI（Message Passing Interface）的最新标准及其实现细节，包括点对点通信、集合通信的原语优化、以及基于RDMA（Remote Direct Memory Access）的高效传输技术。 更进一步，本书紧跟行业趋势，详细阐述了异构计算环境下的编程范式。我们提供了CUDA C/C++在NVIDIA GPU上的深度应用指南，涵盖了内核优化、共享内存管理、流（Stream）的使用以实现计算与数据传输的重叠。同时，我们也对比分析了OpenCL和SYCL等跨平台异构编程框架，探讨了它们在不同硬件后端（CPU, GPU, FPGA）上的编译和运行时行为差异。 第三部分：性能分析、调试与调优实践 性能优化是本书的核心价值所在。本部分提供了一套系统化的性能分析流程，从宏观的系统级监控到微观的代码级剖析。我们详细介绍了多种业界领先的性能分析工具（如Intel VTune Profiler, GNU GPROF, LLVM的剖析工具链），并指导读者如何解读火焰图、热点分析报告等复杂输出。 在调优实践方面，本书区分了不同层面的优化策略： 1. 算法级优化： 探讨了矩阵运算、图算法、快速傅里叶变换（FFT）等核心计算场景中，如何通过改进算法结构来匹配并行架构的特性。 2. 数据布局优化： 深入研究了结构体数组（AoS）与数组结构体（SoA）在SIMD对齐、缓存友好性方面的权衡，并介绍了数据重排技术。 3. 同步与通信优化： 针对大规模并行应用中常见的通信瓶颈，本书展示了如何减少通信开销、采用异步通信、以及实现高效的负载均衡技术，以最小化并行化带来的同步等待时间。 第四部分：面向未来架构的系统软件 本书的最后一部分展望了新兴的计算范式。我们探讨了非易失性内存（NPM）的持久化编程模型及其对标准库和文件系统的影响。此外，本书对现代编译器（GCC/Clang）的优化流水线进行了逆向分析，指导开发者如何通过特定的编译器指令（Attributes）或构建选项，引导编译器生成更优化的机器代码。最后，本书对新兴的量子计算（作为并行模型的终极形态）的基本概念和现有编程模型进行了简要介绍，为读者拓宽视野。 本书内容翔实，配有大量可执行的代码示例和实际案例，适用于具有C/C++基础，并希望深入理解和驾驭复杂并行硬件系统的专业人士。

评分☆☆☆☆☆

在新华文轩上买了这本书，因为便宜。 这本书和上一本他的书《windows 2000 /XP WDM设备驱动程序开发》章节差不多，例子很相似，讲的很简单易懂，可能本来WDF就比较简单。 其实最好的WDF教材就是微软提供的WDK Document，但是英文的，所以有了这本书的介绍之后再看WDK Document...

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评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解WDF的安全性方面，也做得非常出色。驱动程序开发本身就涉及到与操作系统内核的交互，安全性至关重要。作者在书中详细介绍了WDF提供的一系列安全机制，例如如何防止缓冲区溢出，如何进行输入验证，以及如何保护敏感数据。特别是对于用户模式驱动（UMDF），其相比于内核模式驱动（KMDF）具有更高的安全性隔离，作者也对此进行了详细的说明，并给出了相应的代码示例。理解这些安全机制，对于编写安全可靠的驱动程序至关重要，能够有效地避免潜在的安全漏洞。书中还强调了如何进行安全审计和漏洞扫描，这对于确保驱动程序的长期安全运行非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

让我印象最深刻的是，这本书不仅仅是在讲解技术，更是在传授一种“思想”。作者在书中反复强调了WDF的设计哲学，即“面向对象”和“事件驱动”。这种思想的转变，对于很多习惯了传统C语言风格编程的开发者来说，可能需要一个适应的过程。但是一旦掌握了这种思想，你会发现驱动程序的开发变得更加清晰、模块化，并且更容易进行维护和扩展。书中对于如何设计良好的驱动程序架构，以及如何处理驱动程序中的各种错误和异常情况，都提供了非常有价值的建议。比如，如何正确地使用异常处理机制，如何在驱动程序中记录日志，以及如何进行有效的错误恢复。这些都帮助我从更宏观的角度去思考驱动程序的健壮性。

评分☆☆☆☆☆

作为一个曾经在内核模式驱动开发中摸爬滚打过的老兵，这本书的出现，仿佛为我打开了一扇新的大门。长久以来，我们在编写内核驱动时，总是被各种低级API折磨得苦不堪言，稍有不慎就会触碰内核的禁区，导致系统不稳定。而WDF，尤其是KMDF，提供了一个更高层次的抽象，让开发者能够在一个更安全、更易于管理的环境中进行开发。这本书在介绍KMDF时，非常深入地剖析了其对象模型，包括框架对象、设备对象、驱动程序对象等等，以及它们之间的层级关系。作者对于同步机制的讲解也让我印象深刻，比如如何使用框架锁来保护共享资源，如何通过等待队列来处理异步操作。这些都是在内核模式开发中至关重要的安全保障。我特别赞赏书中关于设备状态管理的论述，例如如何处理设备的启动、停止、暂停等状态转换，以及如何响应PnP（即插即用）事件。这使得驱动程序能够更好地与操作系统集成，实现更平滑的设备管理。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解WDF的I/O模型时，真的让我眼前一亮。过去，我们处理I/O请求的时候，总是要面对那些复杂的IRP结构，需要手动地分配、管理和完成IRP。这不仅容易出错，而且代码也显得非常冗长。而WDF将I/O请求封装成了更加简洁的WDFREQUEST对象，并且提供了一套事件驱动的回调机制，这极大地简化了I/O的处理流程。我特别喜欢书中对于I/O队列管理的详细阐述，例如如何创建输入队列、输出队列，如何设置队列的并发性，以及如何将I/O请求分派到合适的队列。这使得驱动程序能够更有效地管理I/O流量，避免了因为并发问题而导致的性能瓶颈。书中还对DMA（Direct Memory Access）的集成进行了深入的探讨，对于需要高性能数据传输的设备来说，这一点至关重要。作者通过实例演示了如何配置DMA，如何进行数据传输，以及如何处理DMA相关的中断。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，无疑是为Windows设备驱动程序开发领域，尤其是对那些热衷于WDF（Windows Driver Framework）技术的开发者们，注入了一剂强心剂。我在接触这本书之前，就已经对驱动程序开发有过一些初步的了解，但深知其复杂性和挑战性，尤其是在Windows这样一个高度抽象和严谨的操作系统中。很多时候，我们会被那些看似不起眼的细节所困扰，例如中断处理、同步机制、内存管理，以及各种API的调用顺序和返回值。而WDF的出现，正是为了简化这些复杂性，提供一个更加面向对象的、事件驱动的开发模型。这本书恰恰抓住了这一核心，从最基础的概念入手，循序渐进地引导读者理解WDF的架构，包括其核心组件——用户模式驱动框架（UMDF）和内核模式驱动框架（KMDF）。我尤其欣赏作者在介绍这两个框架时，并没有简单地列举API，而是深入剖析了它们各自的适用场景、设计哲学以及在内存管理、I/O请求处理等方面的差异。这使得我能够更好地根据实际需求选择合适的框架，从而避免在开发过程中走弯路。

评分☆☆☆☆☆

对于那些刚刚踏入Windows驱动程序开发这个神秘领域的新手来说，这本书绝对是他们的启蒙之作。在接触这本书之前，驱动程序的开发在我看来就像是一门玄学，充满了各种晦涩难懂的概念和隐晦的规则。然而，这本书用一种非常友好的方式，将这些复杂的知识一一拆解，并用清晰易懂的语言和生动的图示加以解释。从最基本的WDF概念，到如何搭建开发环境，再到第一个“Hello, World!”驱动程序的编写，作者都进行了详尽的指导。书中对于各种调试技巧的介绍，也让我受益匪浅。在驱动开发过程中，调试往往是耗时耗力的一环，而掌握有效的调试方法，能够极大地提高开发效率。作者不仅介绍了WinDbg的使用，还分享了许多实用的调试技巧，比如如何设置断点、如何查看内存、如何分析堆栈信息等等。这些都帮助我克服了初期的畏难情绪，建立了对驱动程序开发的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计也值得称赞。清晰的章节划分，精美的图表，以及适度的留白，都使得阅读体验非常舒适。即使是长篇大论的技术内容，也不会让人感到枯燥乏味。作者在文字的组织上也十分讲究，逻辑严谨，语言精练，避免了不必要的术语堆砌，使得技术概念更容易被理解。我特别喜欢书中穿插的一些“经验之谈”，这些都是作者在实际开发过程中积累下来的宝贵经验，能够帮助我们规避一些常见的陷阱。例如，关于如何处理硬件的兼容性问题，如何进行性能优化，以及如何与硬件厂商进行有效的沟通。这些实际操作层面的建议，对于初学者来说尤为重要。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书是Windows设备驱动程序开发，尤其是WDF开发领域的一本不可多得的宝藏。它不仅系统地介绍了WDF的各种概念和技术，而且深入浅出，理论与实践相结合，为读者提供了一套完整、清晰的学习路径。无论你是初学者，还是有一定经验的开发者，都能从中获益良多。这本书的出现，大大降低了Windows驱动程序开发的门槛，并且提高了开发效率和驱动程序的质量。我强烈推荐这本书给所有对Windows驱动程序开发感兴趣的朋友们。它不仅是一本技术书籍，更是一本能够引导你深入理解Windows操作系统底层运行机制的指南。在阅读的过程中，我感觉自己对驱动程序的理解层面得到了极大的提升，也对未来在这个领域的探索充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解WDF的核心概念时，给我的感觉非常扎实，就像是在给一座大厦打地基，一点都不马虎。作者花了大量的篇幅去阐述WDF对象的生命周期管理，这在我看来是驱动程序开发中最为关键的一环。一个不慎，就可能导致内存泄露或者蓝屏死机，后果不堪设想。书中对于如何正确地创建、引用、释放WDF对象，以及如何处理对象之间的依赖关系，都有非常详尽的说明和生动的例子。特别是关于I/O请求包（IRP）在WDF中的替代品——I/O请求（WDFREQUEST）的讲解，让我对整个I/O处理流程有了全新的认识。不再是过去那种零散的、低级的I/O模型，而是通过更高级的抽象，让开发者能够更专注于业务逻辑，而不是底层细节。书中还强调了回调函数的正确使用，以及如何通过注册各种事件回调来响应系统的通知，这对于理解WDF的事件驱动模型至关重要。我记得书中有一个关于USB设备驱动的例子，作者一步步地展示了如何处理USB设备的插入、拔出，以及如何读写USB端点的数据，整个过程清晰明了，让我觉得即使是复杂的硬件交互，在WDF的帮助下也变得触手可及。

评分☆☆☆☆☆

这本书在代码示例的质量和数量上，给我留下了非常深刻的印象。不仅仅是简单的API调用展示，而是包含了大量可以实际运行、并且涵盖了各种典型场景的代码片段。从最简单的WDM驱动到更加复杂的WDF驱动，从用户模式到内核模式，从USB设备到PCIe设备，书中几乎囊括了驱动开发中可能遇到的各种情况。我尤其欣赏作者在编写代码时，非常注重代码的可读性和可维护性，并且在关键的地方都附有详尽的注释。这使得我能够非常容易地理解代码的逻辑，并且可以直接借鉴到自己的项目中。书中对于如何将WDF与现有的WDM驱动进行集成，以及如何进行驱动程序的迁移，也提供了非常有价值的指导。这对于那些有现有WDM驱动需要升级的开发者来说，无疑是福音。

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