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出版者:机械工业出版社

作者:刘鎏

出品人:

页数:449

译者:

出版时间:1999-06

价格:63.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111072423

丛书系列:

图书标签:

Windows 98
开发
编程
API
SDK
DirectX
COM
Visual Basic
C++
指南

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具体描述

本书是一本关于Windows 9

操作系统内核深度解析：嵌入式系统中的进程调度与内存管理本书将带领读者深入探索现代操作系统内核的运作机制，重点聚焦于嵌入式系统环境下，如何高效地实现进程调度策略与内存管理方案。 --- 第一部分：嵌入式系统与实时性挑战第一章：嵌入式操作系统的特性与约束本章首先界定嵌入式操作系统的独特之处，区别于通用桌面操作系统（如早期的Windows或Linux）。嵌入式系统对资源（CPU周期、内存、功耗）的限制极为严苛，这直接影响了内核设计的取舍。我们将分析资源受限环境下对实时性、确定性、稳定性的核心要求。 1.1 资源约束下的系统设计哲学：探讨小内核、微内核架构在资源紧张场景下的适用性。 1.2 实时性要求分类与量化：区分硬实时、软实时与尽力而为（Best-Effort）系统。引入Jitter（抖动）和Deadline Miss（截止时间违约）的概念，并讨论如何通过设计指标来衡量系统性能。 1.3 硬件抽象层（HAL）的重要性：详细阐述HAL在屏蔽底层差异、提高内核可移植性中的作用。分析针对特定微控制器（MCU）或SoC的定制化需求。第二章：中断处理与上下文切换的性能瓶颈在任何实时系统中，快速而可靠的中断响应是首要任务。本章着重剖析中断服务程序（ISR）的设计规范，以及它如何与进程调度紧密耦合。 2.1 中断延迟的构成分析：将总中断延迟分解为硬件延迟、禁用中断时间、ISR执行时间等多个阶段，并讨论如何最小化这些时间。 2.2 延迟容忍度与中断优先级继承：探讨在多中断源系统中，如何使用优先级继承协议（Priority Inheritance Protocol, PIP）或优先级天花板协议（Priority Ceiling Protocol, PCP）来解决优先级反转问题，确保关键任务的执行顺序。 2.3 高效上下文切换机制：上下文切换是内核开销的主要来源之一。本章将对比寄存器保存/恢复的效率，探讨TLB（Translation Lookaside Buffer）失效对切换性能的影响，以及如何优化栈帧结构以减少切换的CPU周期消耗。 --- 第二部分：进程调度机制的精细化调优第三章：固定优先级调度算法的深入应用实时调度算法是确保系统满足时间约束的核心。本章聚焦于最常用且易于分析的固定优先级算法，并讨论其在嵌入式环境下的局限性。 3.1 速率单调（Rate Monotonic, RM）调度分析：详细介绍RM算法的理论基础，包括其适用条件（周期性任务）和著名的Liu & Layland利用率上界分析。 3.2 截止时间单调（Deadline Monotonic, DM）调度：当任务的相对截止时间（Relative Deadline）不等于其周期时，DM如何替代RM成为更优的选择。利用响应时间分析（Response Time Analysis, RTA）验证调度的可达性。 3.3 优先级分配的启发式方法：讨论除了RM/DM之外，如何根据任务的关键性、资源消耗特性进行更精细的优先级静态分配。第四章：动态优先级调度与混合模式现代嵌入式系统往往需要处理非周期性、突发性任务，这要求内核具备动态调整任务优先级的能力。 4.1 最早截止时间优先（Earliest Deadline First, EDF）调度： EDF作为最优的动态优先级算法，其理论利用率可达100%。本章将探讨其在实际应用中的挑战，特别是系统负载预测的难度和实现动态调度表的开销。 4.2 混合调度框架的构建：探讨如何将固定优先级任务（如底层驱动和控制环路）与动态优先级任务（如用户应用或网络堆栈）结合。引入时间片轮转（Time-slicing）与优先级抢占的混合策略。 4.3 调度器防饥饿机制：讨论在资源竞争激烈时，如何确保低优先级任务最终有机会执行，避免“永不运行”的状态。 --- 第三部分：内存管理的效率与安全性第五章：嵌入式内存管理的约束与策略在内存受限的微控制器上，传统的虚拟内存管理（如MMU介入）往往过于昂贵。本章侧重于物理内存的管理和分配策略。 5.1 静态内存分配与内存池技术：介绍在启动阶段预留大块内存，并采用内存池（Memory Pool）进行高效、无碎片化的动态分配。分析不同大小的内存块池对系统响应时间的影响。 5.2 伙伴系统（Buddy System）算法在嵌入式中的适应性：探讨伙伴系统如何平衡分配速度与外部碎片化问题，并讨论如何裁剪伙伴系统以适应特定硬件的地址对齐要求。 5.3 栈内存的管理与溢出检测：任务栈的大小直接影响系统资源占用。分析如何通过分析最坏情况执行时间（WCET）来确定安全栈大小，并实现栈底标记（Stack Canary）等基本溢出检测机制。第六章：虚拟内存与保护性隔离（针对高配嵌入式系统）对于运行Linux或高性能RTOS的嵌入式平台（如ARM Cortex-A系列），内存保护至关重要。 6.1 MMU与页表管理基础：简要回顾MMU的工作原理，重点分析嵌入式系统中页表（Page Table）的结构如何被简化以减少内存开销（如二级或单级页表）。 6.2 内核空间与用户空间的隔离：讨论如何通过设置页表的访问权限位，确保用户空间进程无法直接访问内核数据结构，从而提升系统的健壮性。 6.3 Cache一致性与内存屏障：深入探讨多核或SoC系统中，CPU缓存与主存之间的数据一致性问题。分析必须在哪些关键操作点（如中断返回、DMA传输后）插入内存屏障（Memory Barrier）指令，以保证数据可见性。 --- 第四部分：同步原语与资源安全访问第七章：同步机制的性能考量进程间通信和资源共享的同步机制是死锁和竞态条件的主要来源。本章关注如何在保证正确性的同时，最小化同步操作引入的延迟。 7.1 互斥锁（Mutex）与自旋锁（Spinlock）的选择：明确区分两种锁的使用场景。分析在单核系统中，自旋锁的开销（忙等待）与阻塞锁（上下文切换）的权衡。 7.2 信号量（Semaphore）的应用与陷阱：介绍计数信号量与二值信号量的用法，并重点分析信号量模型中潜在的“优先级欺骗”问题。 7.3 临界区的最小化：强调内核设计原则：保持临界区代码块尽可能短小，避免在锁定时执行耗时的I/O操作或复杂的计算。第八章：无锁化与事件驱动设计为追求极致的响应速度，许多现代嵌入式设计倾向于无锁或低锁技术。 8.1 原子操作在并发控制中的应用：介绍基于硬件支持的原子指令（如Test-and-Set, Compare-and-Swap, CAS），展示如何用它们构建高效的无锁队列或栈。 8.2 基于事件的通信机制：讨论使用消息队列（Message Queue）或事件标志（Event Flags）替代复杂的锁机制，实现任务间的异步通信。分析消息队列的内存开销与延迟特性。 8.3 确定性与非阻塞设计：总结如何通过事件驱动架构，将系统行为转化为对外部刺激的确定性响应，从而减少内核层面对不确定性（如调度器抢占）的依赖。 --- 总结与展望本书旨在提供一个全面而深入的视角，审视操作系统内核在资源受限、实时性要求高的嵌入式环境下的设计决策。通过对调度、内存、同步三大核心模块的细致剖析，读者将能更好地理解当前主流嵌入式RTOS和嵌入式Linux内核的底层逻辑，并掌握优化和调优系统的核心技术。

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目录信息

目录
前言
第一部分 Windows编程入门
第1章 Windows98与编程基础
1.1 Windows98的新特性
1.2 VisualC＋＋6.0简介
1.3 VisualC＋＋的系统工具
1.3.1向导
1.3.2资源编辑器
1.4 编写HelloWorld普通窗口程序
1.5 HelloWorldWin32控制台程序
1.6 HelloWorldJava应用程序
1.7 HelloWorldVisualBasic应用程序
1.8 本章小结
第2章菜单
2.1菜单资源与菜单资源编辑器
2.1.1 菜单资源
2.1.2菜单资源编辑器
2.2 CMenu类
2.3菜单消息响应
2.4菜单的UI机制和cCmdUI类
2.4.1菜单的UI机制
2.4.2CCmdUI类
2.5普通下拉菜单
2.6动态地改变菜单
2.6.1 得到当前的CMenu对象
2.6.2改变已存在的弹出式菜单
2.6.3动态地改变菜单示例
2.7上下文菜单
2.8本章小结
第3章图形设备接口
3.1 图形设备接口简介
3.2设备环境
3.2.1 获取设备环境
3.2.2释放设备环境
3.2.3使用设备环境
3.3基本图形的绘制
3.3.1画点
3.3.2画直线
3.3.3画折线
3.3.4 画曲线
3.3.5画封闭曲线
3.3.6绘制基本图形示例程序
3.4 文本输出
3.4.1显示文本
3.4.2设置文本的前景颜色
3.4.3设置文本的背景颜色
3.4.4设置文本的背景模式
3.4.5设置字符间距
3.4.6设置文本对齐
3.4.7得到文本度量
3.5GDI对象
3.5.1画笔――CPen类
3.5.2画刷――CBrush类
3.5.3字体――CFont类
3.6本章小结
第4章鼠标、键盘与计时器
4.1 鼠标
4.1.1鼠标消息
4.1.2鼠标消息处理
4.1.3捕捉鼠标
4.1.4更改鼠标的显示模式
4.1.5鼠标程序示例
4.2键盘
4.2.1输入焦点
4.2.2系统键与非系统键
4.2.3虚拟键代码
4.2.4键盘消息及其映射函数
4.2.5字符消息及其映射函数
4.2.6使用插字符
4.2.7键盘输入示例程序
4.3计时器
4.3.1 启动和关闭计时器
4.3.2响应计时器消息
4.3.3计时器程序示例
4.4 本章小结
第5章工具栏与状态栏
5.1 工具栏
5.1.1工具栏资源
5.1.2工具栏按钮及其状态
5.1.3工具栏与命令消息
5.1.4CToolBar类
5.1.5工具栏的创建和处理
5.1.6工具栏的停靠和漂浮
5.1.7工具提示
5.1.8工具栏程序示例
5.2状态栏
5.2.1CStatusBar类
5.2.2状态栏的创建
5.2.3状态栏的提示信息与状态指示
5.2.4状态栏程序示例
5.3 本章小结
第6章 MFC异常处理
6.1 VisualC＋＋的异常处理机制
6.2设置自己的terminate（）函数处理器
6.3MFC中的异常类
6.3.1CException
6.3.2CMemoryException
6.3.3CNotSupportedException
6.3.4CFileException
6.3.5CArchiveException
6.3.6CResourceException
6.3.7COeException
6.3.8CUserException
6.3.9CDBException
6.3.10 CDaoException
6.3.11ClnternetException
6.4 Win32系统级异常
6.5 本章小结
第7章对话框和控件
7.1对话框的种类
7.2对话框资源
7.3Windows标准控件
7.3.1静态控件
7.3.2编辑控件
7.3.3按钮控件
7.3.4 列表框控件
7.4 对话框的创建和显示
7.5CDialog对话框类
7.6 对话数据交换/对话数据验证
7.6.1DDX机制
7.6.2DDV机制
7.7使用MFC的标准对话框
7.8使用模式对话框
7.9使用无模式对话框
7.10 本章小结
第8章属性页和属性单
8.1概述
8.1.1创建属性页的模板资源
8.1.2创建CPropertyPage派生类
8.1.3创建并显示模式CPropertySheet
8.1.4 创建并显示非模式CPropertySheet
8.2CPropertyPage与CPropertySheet
8.2.1CPropertyPage
8.2.2CPropertySheet
8.3属性对话框示框
8.4 本章小结
第二部分编程进阶
第9章切分窗口与多视图
9.1切分窗口
9.2CSplitterWnd类
9.3多视图选择
9.4 动态与静态切分窗口
9.5滚动显示文本
9.6单视图动态切分窗口
9.7多视图静态切分窗口
9.8本章小结
第10章文档与视图
10.1文档与CDocument类
10.2视图与CView类
10.3文档－视图之间的相互作用函数
10.3.1CView类的GetDocument（）函数
10.3.2CDocument类的UpdateAllViews
（）函数
10.3.3CView类的OnUpdate（）函数
10.3.4CView的OnInitialUpdate（）函数
10.4 最简单的文档/视图应用
10.5格式视图与CFormView类
10.6文档模板
10.6.1 文档模板的构成
10.6.2文档模板的创建
10.7MDI
10.8文档与视图关系的程序示例
10.8.1利用AppWizard生成带动态切分
窗口的MDI应用程序
10.8.2生成带格式视图的MDI静态
切分窗口
10.9本章小结
第11章内存管理技术
11.1内存管理的发展
11.2简单内存分配
11.2.1栈结构分配
11.2.2堆分配
11.3Windowa中的内存分配函数
11.4 分配可移动内存和可放弃内存
11.5虚拟内存
11.6共享内存
11.7本章小结
第12章动态链接库
12.1 动态链接库的概念
12.1.1 动态链接和静态链接
12.1.2创建动态链接库的原因
12.1.3动态链接库基础
12.2普通的DLL
12.2.1理解普通DLL的本质
12.2.2动态加载DLL
12.2.3实现普通的DLL应用程序
12.3扩展MFCDLL
12.3.1 初始化扩展DLL
12.3.2动态加载扩展DLL
12.3.3输出扩展型DLL
12.3.4 实现MFC扩展DLL
12.4 本章小结
第13章多任务编程
13.1 进程、线程和优先级
13.2 工作线程和用户界面线程的创建
13.2.1工作线程
13.2.2使用工作线程
13.2.3创建用户界面线程
13.3线程的挂起及唤醒
13.4 使线程休眠
13.5线程同步
13.5.1使用事件对象
13.5.2使用临界段
13.5.3互斥量
13.5.4 使用信号量
13.6线程的终止
13.7 如何编写基于进程的多任务操作
13.8本章小结
第三部分 ActiveX
第14章容器应用程序
14.1实现容器应用程序的方法
14.2创建框架容器应用程序
14.3深入探析容器应用程序
14.3.1COleDocument类
14.3.2COleClientItem类
14.4 管理嵌入对象的大小和位置
14.5使用鼠标选取项
14.6删除嵌入的对象
14.7本章小结
第15章服务器应用程序
15.1实现服务器应用程序的步骤
15.2创建框架服务器应用程序
15.3 深入探析服务器应用程序
15.3.1COleTemplateServer类
15.3.2COleServerDoc类
15.3.3COleServerItem类
15.4定制应用程序的资源
15.5完善视图类
15.6完善应用程序的文档类
15.7完善服务器项的类
15.8运行服务器应用程序
15.9本章小结
第16章自动化
16.1自动化概述
16.2自动化服务器应用程序
16.3创建自动化服务器应用程序
16.3.1创建框架自动化服务器应用程序
16.3.2定制应用程序的资源
16.3.3完善视图类
16.3.4 完善应用程序的文档类
16.3.5定义服务器的属性和方法
16.4自动化客户应用程序
16.5创建自动化客户应用程序
16.5.1创建框架自动化客户应用程序
16.5.2从类型库中创建类
16.5.3编辑应用程序的资源
16.5.4完善视图类
16.6从客户程序控制服务器程序
16.7本章小结
第17章 ActiveX控件
17.1ActiveX/OLE控件
17.2ActiveX控件的属性集
17.2.1 属性
17.2.2事件
17.2.3方法
17.3创建框架ActiveX控件
17.4 完善应用程序的CEx17Ctrl类
17.5增加库存事件和定制事件
17.5.1增加库存事件
17.5.2增加定制事件
17.6增加属性
17.7增加控件方法
17.8本章小结
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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说实话，这本书的阅读体验，坦率地讲，是非常具有挑战性的。它不是那种可以让你轻松翻阅、走马观花的读物，更像是一份需要全神贯注去啃食的“技术硬菜”。我记得有一次为了弄懂其中关于GDI对象处理的一段代码示例，我不得不反复对照MSDN文档，在我的那台奔腾II电脑上编译、调试了整整一个周末。这种沉浸式的学习过程，虽然耗费了大量精力，但也带来了无与伦比的成就感。这本书的价值，并不在于它提供了多少即插即用的“快捷方式”，而在于它系统地梳理了整个开发环境的知识体系。它教会你的，是如何像系统本身一样去思考问题——如何处理资源争夺，如何避免系统级的冲突，以及如何编写出既高效又不破坏系统稳定性的代码。对于那些只满足于使用MFC或VB进行应用层开发的初学者来说，这本书可能显得过于深奥和枯燥，但对于立志成为系统级专家的同行们来说，这里面的每一条经验都是用无数次的系统崩溃换来的真知灼见。我尤其佩服作者对于错误处理机制的深入剖析，那部分内容足以让新手避免掉进许多经典的“蓝屏陷阱”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常直白，几乎没有使用任何花哨的修饰词，所有的篇幅都聚焦于如何有效地将理论知识转化为可执行的代码。阅读它，我感觉自己更像是在听一位经验丰富的老工程师在旁边手把手地指导，而不是在阅读一本抽象的理论著作。每一个技术点之间都保持着紧密的逻辑关联，很少有跳跃性的讲解。我记得书中有大量篇幅讲解了如何利用Windows 98的特定机制来优化应用程序的启动速度，这在当时是一个非常实际且紧迫的需求。作者提供的那些注册表优化策略和DLL加载顺序的调整技巧，即便放到今天，也依然体现了对系统性能敏感性的深刻洞察力。这本书的价值在于其极强的实操性，它没有停留在“是什么”的层面，而是直接告诉你“怎么做”以及“为什么这样做”。对于那些追求极致性能的嵌入式或专业应用开发者来说，这本书无疑提供了宝贵的参考框架，让你可以绕过操作系统默认提供的、可能效率不高的通用路径，直接触及硬件和核心服务。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次拿到这本书时，那种沉甸甸的感觉，简直就像是获得了进入一个“秘密世界”的钥匙。那时候互联网上的资源远没有今天这样丰富，很多深层次的技术资料都依赖于实体书籍来传承。这本书恰好填补了当时社区中关于Windows 98底层编程实践经验的空白。它没有过多地渲染炒作，而是以一种近乎冷静甚至有些冷峻的笔调，直接切入技术核心。最让我印象深刻的是关于DirectX 5/6时代图形驱动模型的那几章。作者似乎把当时所有能接触到的、关于如何与硬件加速层打交道的技巧都毫无保留地倾囊相授了。读到那些关于“固定功能流水线”的优化技巧时，我能真切感受到作者在那个性能至上的年代所付出的心血。它不仅是技术指南，更像是一份历史文献，记录了PC图形处理能力野蛮生长的那个激情燃烧的岁月。虽然现在来看，书中的某些API函数已经被弃用或重写了无数次，但理解当时的限制和当时的解决方案，对于理解现代图形API的演进路径依然具有重要的历史参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的书拿在手里，感觉就像是捧着一个时代的缩影。封面设计虽然朴素，但那种浓厚的专业气息扑面而来，让人不禁联想到那些在机房里度过漫长日夜的程序员们。我记得当时刚接触编程不久，对微软的这个操作系统充满了好奇，想知道它在底层是如何运作的，那些熟悉的界面和功能背后究竟隐藏着怎样的技术逻辑。这本书的内容结构非常扎实，从最基础的系统架构剖析入手，逐步深入到核心组件的API调用细节。我特别欣赏作者对于那些晦涩难懂的系统调用接口所做的详尽解释，几乎每一个参数、每一个返回值都有清晰的范例支撑。对于一个想要深入了解Windows 98内核机制的开发者来说，这无疑是一本不可多得的宝典。尤其是关于内存管理和进程调度的章节，简直是教科书级别的阐述，即便是现在回想起来，那些关于虚拟内存的讨论依然令我受益匪浅。虽然现在的主流操作系统早已经不是Windows 98，但掌握这些底层原理对于理解现代操作系统的演进脉络至关重要。书中的图示虽然略显粗糙，但其逻辑性极强，帮助读者迅速建立起宏观的系统视图。阅读此书的过程，更像是一场对早期操作系统的“考古之旅”，充满了发现和震撼。

评分☆☆☆☆☆

从一个应用开发者的角度来看，这本书为我打开了一扇通往操作系统核心的大门，让我对当时所使用的平台有了前所未有的敬畏感。我记得当时很多教程都将Windows 98的API调用描述得非常简单，但这本书却毫不留情地揭示了隐藏在这些简单调用背后的复杂性和潜在的陷阱。它教会我，构建一个健壮的应用程序，需要的不仅仅是调用库函数，更需要对操作系统环境的微小变动保持高度警觉。特别是关于系统钩子（System Hooks）和消息循环处理的章节，其深度和广度令人咋舌。作者详细分析了不同类型钩子的优先级、安全性以及在多线程环境下可能引发的死锁风险。这些内容远超出了普通应用开发范畴，直接触及到了系统稳定性的红线。阅读过程中，我不得不经常停下来，仔细思考每一个函数调用可能产生的副作用。这本书的成功之处在于，它敢于直面这些“不招人喜欢”的复杂性，并为读者提供了清晰的应对策略。它让你的编程思维从“功能实现”升级到了“系统级健壮性设计”。

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