Windows操作系统内部结构:I/O系统与存储管理
"Windows Internals Part 2 6ed 是一本由Mark Russinovich, David A. Solomon 和 Alex Ionescu合著的书籍,详细介绍了Windows操作系统的内部工作原理,特别是关于I/O系统和存储管理的部分。" 在本书中,作者深入探讨了Windows操作系统中的I/O系统组件,包括I/O管理器、设备驱动程序及其类型。I/O管理器是操作系统的核心部分,负责处理应用程序与硬件之间的数据传输。典型的I/O处理过程涉及驱动程序接收I/O请求,完成数据读写,然后返回结果给系统。 设备驱动程序是I/O系统的关键,分为多种类型,如基本输入输出系统(BIOS)驱动、类驱动、端口驱动等。每个驱动都有其特定的功能和结构,通常包括驱动对象和设备对象。驱动对象代表驱动程序的逻辑实例,而设备对象则表示物理或逻辑设备。 书中详细阐述了如何打开设备,以及I/O处理的不同阶段,如同步I/O、异步I/O、直接I/O和间接I/O。I/O请求可以被发送到单层驱动,或者通过多层驱动链路,每层驱动都会对请求进行处理。此外,还讨论了I/O请求的取消机制,以及如何使用I/O完成端口来提高并发处理能力。 I/O优先级管理是确保关键任务获得优先执行的重要机制,有助于优化系统资源的分配。书中还提到了容器通知,允许系统向一组相关的设备发送统一的通知,简化了管理和维护。 为了确保驱动程序的正确性和稳定性,Windows引入了驱动程序验证器(Driver Verifier),它可以强制驱动程序执行额外的检查和测试。同时,为了简化驱动程序开发,有Kernel-Mode Driver Framework (KMDF)和User-Mode Driver Framework (UMDF)。KMDF为内核模式驱动提供了基础架构,而UMDF则用于用户模式驱动,两者都减少了驱动开发者的工作负担。 在PnP(Plug and Play)管理器章节,作者介绍了设备的自动识别、安装和初始化过程,以及不同级别的PnP支持。电源管理章节涵盖了电源状态转换、设备和应用如何控制设备电源,以及处理器电源管理(PPM)的相关内容。 最后,书中详细讨论了存储管理,包括存储术语、磁盘设备如旋转磁盘和固态硬盘的特性,以及它们在Windows中的操作方式。这部分内容对于理解Windows如何管理存储设备和数据至关重要。 这本书是理解Windows操作系统底层机制,特别是I/O系统和存储管理的宝贵资源,对于系统管理员、开发者和IT专业人员来说具有很高的参考价值。
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