中文名: 深入解析Windows操作系統
原名: Microsoft Windows Internals
作者: (美)所羅門(Solomon,D.A.) / 美)羅斯(Russinovich,M.E.)
譯者: 潘愛民
資源格式: PDF
版本: 中文第4版
出版社: 電子工業出版社
書號: 9787121039690
發行時間: 2007年04月01日
地區: 大陸
語言: 簡體中文
簡介:

內容簡介：
　　本書是著名的操作系統內核專家Mark Russinovich和David Solomon撰寫的Windows操作系統原理的最新版著作，全面和深入地闡述了Windows操作系統的整體結構以及內部工作細節。本書針對Windows Server 2003、Windows XP和Windows 2000做了全面更新，通過許多練習實驗讓你直接感受到Windows的內部行為。另外，本書還介紹了一些高級診斷技術，以便使你的系統運行得更加平穩和高效。無論你是開發人員還是系統管理員，你都可以在本書中找到一些關鍵的、有關體系結構方面的知識，通過這些知識你可以更好地做系統設計、調試，以及性能優化。全書內容豐富、信息全面，主要包括的Windows操作系統深度知識有：理解Windows的關鍵機制，包括系統服務分發和調度機制、啟動和停機，以及注冊表；挖掘Windows的安全模型，包括訪問控制、特權和審計；利用內核調試器和其他的工具來檢查內部系統結構；檢查與進程、線程和作業相關的數據結構和算法；觀察Windows如何管理虛擬內存和物理內存；理解NTFS的操作和格式，診斷文件系統訪問問題；從上往下查看Windows的網絡棧，包括映射、API、名稱解析和協議驅動程序；診斷引導問題，執行崩潰分析。本書適合廣大Windows平台開發人員、IT專業從業人員等參考使用。
關於譯者：
　　潘愛民：浙江海寧人獲得了南開大學數學學士學位清華大學工學碩士學位以及北京大學計算機科學博士學位。他從中學時代開始接觸計算機編程經歷了從DOS到Windows各種版本的發展歷程。潘愛民曾經長期從事軟件技術的研究和開發工作撰寫了大量軟件技術文章1999年曾經是《微電腦世界》雜志社的合作專家。他著寫了《COM原理與應用》(1999年出版)翻譯了多部經典名作如:《Visual C++技術內幕》(第四六版)、《C++ Primer中文版》(第三版)、《COM本質論》、《計算機網絡》(第四版)等。從2001年開始潘愛民在北京大學計算機科學技術系承擔研究生課程教學共講授了三門課程：《組件技術》、《網絡與信息安全》、《程序開發環境分析與實踐》深受學生歡迎。2006年秋季在清華大學軟件科學實驗班講授《程序設計與算法基礎》課程。潘愛民獲得了2001年微軟亞洲研究院“微軟學者”稱號2002年度北京大學優秀教學獎。他現在微軟亞洲研究院從事系統與安全方向的研究工作。

最近潘愛民新出版《Windows 內核原理和實現》一書，讀的如火如荼，卻發現"WRK"工具和研究環境的匮乏。微軟對此光盤雖免費索取的政策，但非大專院校教師幾乎不可獲得。幾經周折，終獲該光盤，使得獲得潘大寶典的芸芸同胞不在煩惱，特此制作分享，以敬潘老師嘔心瀝血之初衷：為我國計算機工業界的基礎研究做些貢獻。
網址：“Windows內核原理與實現” 配書學習環境光盤http://www.ed2000.com/ShowFile.asp?vid=2820285
WRK的全稱是“Windows Research Kernel”，它是微軟為學校操作系統課程提供的可修改和跟蹤的操作系統教學平台。它給出了Windows這個成功的商業操作系統的內核大部分代碼，可以對其進行修改、編譯，並且可以用這個內核啟動Windows操作系統。可讓學生將操作系統基本原理和商業操作系統內核聯系起來，進一步加深對操作系統整體的理解。微軟的WRK計劃（Windows Research Kernel），這個計劃是讓高校師生以及親密的合作商有一個機會能夠了解和學習windows的內核代碼。WRK包含了以下模塊：
* Processes
* Threads
* Virtual memory and cache managers
* I/O management
* The registry
* Executive functions, such as the kernel heap and synchronization
* Object manager
* Local procedure call mechanism
* Security reference monitor
* Low-level CPU management (thread scheduling, Asynchronous and Deferred Procedure calls, interrupt/trap handling, exceptions)
WRK的特點功能介紹：
在本科的操作系統教學中，能夠提供一個展示真實操作系統是如何工作的環境是很重要的。但目前普遍使用的教學平台大多是非真實的、模擬的環境，這可能使同學對操作系統的理解出現偏差。同時教學平台要求在學生的理解和修改的基礎上能夠真實的運行起來，所以我們采用WRK作為操作系統課程的教學實踐平台。WRK 平台隸屬於Windows Academic Program項目，是微軟公司將Windows Kernel的核心技術融入到高校的教學和科研中的產物。該平台是基於Windows操作系統的真實內核代碼進行提煉、修改形成的。它在操作系統教學方面具有以下幾個突出的優點：
1.可運行在真實的硬件平台:WRK是建立在真實的NT內核基礎上的，實現了線程調度、內存管理、I/O管理、文件系統等操作系統所必須的組成部分。可以將編譯出的內核放到裝有Windows 2003的機器上，通過增加啟動項，指定從WRK內核啟動。通過修改編譯時的選項，可以支持X86和AMD64兩種架構。當然，我們也可以使用虛擬機運行WRK。可以防止修改過的代碼對真實的硬件和文件系統產生負面影響；也可以方便的通過串口進行調試。
2.包含操作系統中很多概念的具體實現:現代操作系統原理中包含了很多的概念，如線程、虛擬內存、硬件抽象等等。一些模擬的操作系統由於各種原因無法將這些概念付諸實際，這樣就導致學生在學習的過程中，獲得的只是一些空洞的知識。WRK中將Windows的各種實現都展示了出來。
3.調試比較方便，隨機性使體驗更加真實:一般來說，操作系統內核的調試需要兩台計算機。一台作為宿主機，運行需要調試的內核；另一台作為調試機，運行調試程序。兩台機器通過串口進行連接，傳送調試指令和調試數據。因為WRK可以運行在虛擬機上，我們可以通過一個命名管道連接虛擬機和物理機。將虛擬機作為宿主機，而物理機器作為調試機來進行調試。不確定性是操作系統所必須具有的特征。WRK運行在真實的硬件平台上，各種硬件中斷的隨機性和不確定性賦予了WRK天生的不確定性。當然，這個不確定性對於我們也是具有兩面性的，一方面展示的真實操作系統的特征；另一方面，對於我們內核的調試也具有不確定性。
4.結構清晰，易於分模塊閱讀:WRK具有非常清晰的目錄結構，將所有代碼分布在16個文件夾中。如下表：
　　
模塊目錄：：模塊功能
cache：：cache manager
config：：registry implementation
dbgk：：user-mode debugger support
ex：：executive functions (kernel heap, synchronization, time)
fsrtl：：file system run-time support
io：：I/O manager
ke：：scheduler, CPU management, low-level synchronization
lpc：：local procedure call implementation
mm：：virtual memory manager
ob：：kernel object manager
ps：：process/thread support
se：：security functions
wmi：：Windows Management Instrumentation
inc：：NTOS-only include files
rtl：：kernel run-time support
init：：kernel startup
WRK的代碼量相當大，源代碼有47M。所以，隨著操作系統課程的進行，同學可以有針對性的閱讀某一個模塊的代碼，能夠更好的理論聯系實際。
5.代碼質量高:WRK是用C語言來實現的。這是考慮到了操作系統內核效率的問題。WRK代碼質量很高，規范很好，可以通過閱讀提高自己的水平。
編譯WRK
01. 用VMware安裝一個windows server 2003系統(以下所指系統如未加說明均為該windows 2003虛擬機)
02. 將WRK源碼拷貝到系統下C盤，將文件夾取名wrk(可以任意命名)
03. 將系統中的環境變量Path設置為C:wrktoolsx86;%path%
04. (在命令提示符中輸入)cd wrkbasentos
05. (在命令提示符中輸入)nmake -nologo x86=(內核正在編譯...編譯完後在wrkbasentosBUILDEXE下生成內核文件)
06. 將wrkbasentosBUILDEXE下的內核文件拷貝到C:windowssystem32下
07. (在命令提示符中輸入)在C:windowssystem32路徑下輸入link -dump -all hal.dll | findstr pdb命令，查看你的hal按照下面對照：
halacpi.dll -> halacpim.dll ; ACPI PIC-based PC [used by VirtualPC]
halaacpi.dll -> halmacpi.dll ; ACPI APIC-based PC
halapic.dll -> halmps.dll ; MPS
08. 進入C:wrkWS03SP1HALSx86目錄下，將相應的hal文件夾下的文件(2個)拷貝到C:windowssystem32下
09. 進入C盤，將隱藏的文件boot.ini打開，在最後一行加入：multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)WINDOWS="test" /kernel=wrkx86.exe /hal=halmacpi.dll
10. 重新啟動，進入新編譯好的內核。
PS: 一、注意第09步驟中，發光的數字"2"，該數值應與原來最後一句中的一致(否則進入系統時會出現沒有找到引導盤)；二、如果還是進入不了系統，則下載win2003sp1ch進行系統升級。
WRK的安裝
WRK 1.2可以在兩種環境下運行：
* X86(Windows Server 2003 Service Pack 1)
* AMD64(Windows XP x64 Professional)
可以在運行上述操作系統的物理計算機上安裝WRK，但是，為了實驗方便同時也為了保護物理計算機的操作系統，建議在虛擬機下安裝WRK。目前最為流行的虛擬機軟件有VMware 和Virtual PC，這兩種軟件都可以用來安裝WRK。
內頁截圖：


簡介：


目錄:
第1章 概念和工具
1.1 Windows操作系統的版本
1.2 基礎概念和術語
1.3 挖掘Windows內部機理
1.4 本章總結
第2章 系統結構
2.1 需求和設計目標
2.2 操作系統模型
2.3 總體結構
2.4 關鍵的系統組件
2.5 本章總結
第3章 系統機制
3.1 陷阱分發
3.2 對象管理器
3.3 同步
3.4 系統輔助線程
3.5 Windows全局標志
3.6 本地過程調用(LPC)
3.7 內核事件追蹤
3.8 Wow64
3.9 本章總結
第4章 管理機制
4.1 注冊表
4.2 服務
4.3 Windows管理規范
4.4 本章總結
第5章 啟動和停機
5.1 引導過程
5.2 引導和啟動問題的故障檢查
5.3 停機
5.4 本章總結
第6章 進程、線程和作業
6.1 進程的內部機理
6.2 CreateProcess的流程
6.3 線程的內部機理
6.4 檢查線程活動
6.5 線程調度
6.6 作業對象
6.7 本章總結
第7章 內存管理
7.1 內存管理器簡介
7.2 內存管理器提供的服務
7.3 系統內存池
7.4 虛擬地址空間的布局結構
7.5 地址轉譯
7.6 頁面錯誤處理
7.7 虛擬地址描述符
7.8 內存區對象
7.9 工作集
7.10 邏輯預取器
7.11 頁面幀編號數據庫
7.12 本章總結
第8章 安全性
8.1 安全系統組件
8.2 保護對象
8.3 賬戶權限和特權
8.4 安全審計
8.5 登錄(Logon)
8.6 軟件限制策略
8.7 本章總結
第9章 I/O系統
9.1 I/O系統組件
9.2 設備驅動程序
9.3 I/O處理
9.4 即插即用(PnP)管理器
9.5 電源管理器
9.6 本章總結
第10章 存儲管理
10.1 有關存儲的術語
10.2 磁盤驅動程序
10.3 卷的管理
10.4 本章總結
第11章 緩存管理器
11.1 緩存管理器的關鍵特性
11.2 緩存的虛擬內存管理
11.3 緩存的大小
11.4 緩存的數據結構
11.5 文件系統接口
11.6 快速I/O
11.7 預讀(Read Ahead)和滯後寫(Write Behind)
11.8 本章總結
第12章 文件系統
12.1 Windows文件系統格式
12.2 文件系統驅動程序總體結構
12.3 診斷文件系統的問題
12.5 NTFS文件系統驅動程序
12.6 NTFS在磁盤上的結構
12.7 NTFS的恢復支持
12.8 加密文件系統(EFS)安全性
12.9 本章總結
第13章 網絡
13.1 Windows的網絡總體結構
13.2 網絡API
13.3 多重定向器支持
13.4 名稱解析
13.5 協議驅動程序
13.6 NDIS驅動程序
13.7 綁定
13.8 分層的網絡服務
13.9 本章總結
第14章 崩潰轉儲分析
14.1 Windows為什麼會崩潰
14.2 藍屏
14.3 崩潰轉儲文件
14.4 Windows錯誤報告
14.5 在線崩潰分析
14.6 基本的崩潰轉儲分析
14.7 使用崩潰診斷工具
14.8 高級的崩潰轉儲分析
術語表
術語對照表
索引