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出版者:清华大学出版社

作者:陆其明

出品人:

页数:309

译者:

出版时间:2005-5

价格:39.00元

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787302109440

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《深入理解现代操作系统内核架构与驱动开发》 一本全面解析操作系统底层机制与高性能驱动设计的权威指南 在计算科学的广袤领域中，操作系统（OS）是连接硬件与应用程序之间的桥梁，其内核的健壮性、效率与安全性直接决定了整个系统的性能边界。本书《深入理解现代操作系统内核架构与驱动开发》，并非聚焦于多媒体处理或特定应用层的编程范式，而是毅然决然地潜入操作系统的核心——内核空间。它是一部为资深软件工程师、系统架构师、嵌入式开发专家以及渴望掌握计算科学根基的进阶学习者量身打造的深度技术手册。 本书旨在提供一个结构清晰、层级分明的框架，用于解析当前主流操作系统（如基于类Unix内核结构和现代Windows NT内核的共性与差异化实现）的内部运作机制，并以此为基础，系统地阐述高性能、高可靠性设备驱动程序的设计、实现、调试与优化技巧。 --- 第一部分：操作系统内核的基石与抽象层 本部分将系统地构建读者对现代操作系统内核的基本认知模型，剖析其承担的核心职责及其背后的设计哲学。 第一章：内核的本质与演进 内核模式与用户模式的隔离机制： 深入探讨CPU特权级别（Rings）的工作原理，以及系统调用（System Call）如何作为用户空间与内核空间交互的唯一安全通道。我们将分析异常（Exceptions）和中断（Interrupts）处理流程，这些是操作系统响应外部事件和硬件信号的底层机制。 内存管理单元（MMU）与地址空间抽象： 详细解析虚拟内存系统的核心概念——页表、TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作原理及其对性能的影响。重点剖析内核如何管理物理内存池，实现内存保护与隔离。 进程与线程的生命周期： 不仅仅是概念的罗列，而是深入研究内核如何使用进程控制块（PCB）和线程控制块（TCB）来维护执行上下文。分析上下文切换（Context Switching）的开销与优化策略，包括如何利用硬件特性加速切换过程。 第二章：调度策略与时间管理 多任务调度算法的深度剖析： 考察优先级继承、实时调度（如FIFO、轮转）与分时调度算法在不同内核中的具体实现。重点分析抢占式调度器（Preemptive Scheduler）如何维护系统的公平性和响应性。 时钟与定时器管理： 解析硬件时钟中断如何驱动系统的“心跳”，以及内核如何实现高精度软件定时器服务，服务于延迟敏感型任务。探讨时钟源同步（如APIC或HPET）对系统时间精度的影响。 中断处理的层次结构： 区分顶半部（Top Half，快速响应）和底半部（Bottom Half，延迟处理，如软中断或任务队列）的设计模式，确保中断处理的实时性与效率。 --- 第二部分：文件系统与I/O子系统 高效的数据存取是任何复杂应用的基础。本部分将揭示操作系统如何抽象和管理持久化存储设备。 第三章：现代文件系统的内部结构 日志与一致性维护： 深入分析Journaling（日志）机制在确保文件系统事务原子性和崩溃恢复中的作用。对比Ext4、NTFS等主流文件系统的元数据结构。 缓存与缓冲区的策略： 详尽讲解页缓存（Page Cache）的工作原理，包括缓存的分配、回收策略（如LRU的变种）以及如何处理脏页（Dirty Pages）的回写机制，这是I/O性能的关键瓶颈所在。 虚拟文件系统（VFS）层： 研究VFS如何提供统一的接口（如`open()`, `read()`, `write()`）来屏蔽不同底层文件系统的差异，以及其对性能的影响。 第四章：设备I/O与驱动接口 I/O请求的旅程： 追踪一个I/O请求从用户空间发起，穿过VFS，到达I/O调度器，最终传递给设备驱动的全过程。 I/O调度器（I/O Scheduler）的艺术： 详细分析如CFQ、Deadline、NOOP等I/O调度算法的优缺点，以及它们如何通过合并、排序请求来优化机械硬盘或固态硬盘的访问效率。 DMA（直接内存访问）机制详解： 阐述DMA如何允许硬件设备绕过CPU直接读写内存，这是实现高性能网络和存储的关键技术，并探讨总线仲裁与冲突处理。 --- 第三部分：驱动程序的高级设计与安全实践 本部分是本书的核心应用领域，专注于指导读者如何编写稳定、安全且高效的内核级代码。 第五章：驱动程序的基础架构与安全边界 内核模块的生命周期管理： 学习如何编写加载（`init`）和卸载（`exit`）函数，正确处理资源分配与释放，避免内核崩溃。 并发控制与同步原语： 深入探讨内核环境下的并发挑战。全面解析自旋锁（Spinlocks）、互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores）以及读写锁的适用场景和潜在的死锁风险。强调禁用中断（Disabling Interrupts）作为同步手段的局限性。 内存分配与Slab/Pool管理： 在内核中，传统的`malloc`无法使用。本书详细介绍内核专用的内存分配器（如Slab或Pool分配器），讲解其如何优化小对象的分配速度并减少内存碎片。 第六章：中断处理与事件驱动编程 精确中断处理的艺术： 深入讲解中断描述符表（IDT）/向量表，以及如何编写无锁（Lock-free）或低锁（Low-lock）的驱动程序顶半部代码，以最小化中断延迟。 设备中断请求（IRQ）的注册与共享： 掌握如何安全地注册和注销IRQ处理函数，以及在多设备共享同一中断线时的协作机制。 延迟过程执行（Bottom Halves）： 实践使用Tasklets、Workqueues 或延迟函数来安全地将复杂或耗时的工作推迟到内核执行线程中完成，以维护系统的实时响应能力。 第七章：调试、追踪与性能分析 内核调试的利器： 介绍使用JTAG/SWD接口、硬件调试器（如Lauterbach）以及软件调试工具（如KGDB或专有内核调试器）的实战技巧。 日志与追踪机制： 学习如何有效利用内核内置的printk/tracing系统，进行事件标记和数据采集，以定位难以复现的竞争条件和内存泄漏。 性能分析工具箱： 探讨如何使用性能计数器（PMC）来监控CPU周期、缓存未命中率等底层指标，帮助驱动开发者识别性能瓶颈，而非仅仅是功能正确性。 --- 目标读者与本书价值： 本书的叙述风格严谨、技术细节翔实，完全避开了上层应用框架、网络协议栈高级实现（如HTTP/3）或特定多媒体API的讨论。它聚焦于计算科学的基石——操作系统核心，是系统级软件工程师进行深度系统定制、驱动程序开发、性能瓶颈分析和系统级安全加固不可或缺的参考书。阅读本书，你将从一个“使用”操作系统的用户，蜕变为一个真正“理解并能重塑”操作系统的构建者。

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《Windows Media编程导向》这本书，如同一个精心打造的指南针，为我指引了在Windows媒体编程领域前行的方向。我一直以来都对多媒体技术情有独钟，尤其是在Windows平台上，寻找一本能够系统性、深入地讲解媒体编程的书籍是一件颇具挑战的事情。市面上充斥着各种零散的教程和过时的文档，而这本书，却以其独特的视角和扎实的学识，为我构建了一个完整的知识体系。作者并没有停留在表面，而是深入挖掘了Windows Media Foundation (WMF)的核心机制，从媒体流的生命周期，到MFT（Media Foundation Transform）的运作原理，再到Topology的灵活组合，都进行了鞭辟入里的阐述。我特别惊叹于书中对MFT的讲解，它不仅仅是API的罗列，更是对MFT作为媒体处理核心组件的深刻剖析，让我明白了为什么它如此强大，以及如何灵活地运用它来解决各种复杂的媒体处理问题。书中还探讨了如何利用DirectX来优化媒体渲染，这对于提升应用的性能和用户体验至关重要。此外，书中对各种媒体格式的支持，以及如何进行高效的编码和解码，也给了我很多宝贵的实践经验。阅读这本书的过程，就像是在与一位经验丰富的工程师进行面对面的交流，他不仅传授知识，更分享了宝贵的经验和见解。总而言之，这本书的内容深度和广度都令人印象深刻，对于想要在Windows平台上进行专业媒体编程的开发者来说，绝对是一本值得反复研读的经典著作。

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对于一个沉浸在Windows编程世界多年的开发者来说，《Windows Media编程导向》的出现，如同一缕清风，吹散了我心中长期存在的迷雾。我一直以来都对多媒体技术的应用充满热情，但真正深入研究Windows下的媒体编程时，常常感到力不从心，资料分散，概念晦涩，总觉得隔了一层纱。这本书，恰恰打破了这层障碍。它没有停留在浅尝辄止的API调用层面，而是从更宏观的视角，为我描绘了Windows Media Foundation (WMF)这台庞大而精密的媒体处理引擎的整体图景。从媒体流的生命周期，到MFT（Media Foundation Transform）的精妙设计，再到Topology的灵活构建，作者都以一种极其清晰且富有条理的方式进行了阐述。我尤其被书中关于MFT的讲解所吸引，作者不仅解释了如何使用预设的MFT，更引导读者理解如何构建自己的MFT，这对于实现定制化的媒体处理需求，如自定义滤镜、特效等，提供了宝贵的思路和实践指导。书中对DirectX在媒体渲染中的应用，也进行了深入的剖析，让我得以窥探高性能图形渲染如何与媒体内容完美融合。作者在书中对各种媒体格式的支持，以及如何通过WMF进行灵活的编码和解码，也给出了详尽的解答。更让我惊喜的是，书中还触及了与网络流媒体相关的内容，这为我进一步探索在线媒体应用提供了重要的启示。总的来说，这本书的内容深邃而广博，又不失条理与深度，对于想要在Windows平台上进行专业媒体编程的开发者来说，绝对是不可多得的宝藏。

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《Windows Media编程导向》这本书，如同一个经验丰富的向导，带领我在Windows媒体编程的复杂迷宫中找到了清晰的路径。我一直对多媒体技术有着浓厚的兴趣，但始终觉得自己在Windows平台上的媒体开发能力有所欠缺，资料分散，概念晦涩，总是难以形成系统的认识。《Windows Media编程导向》的出现，恰恰填补了这一空白。它不仅仅是罗列API，而是从更深层次，剖析了Windows Media Foundation (WMF)的整体架构和核心组件。书中对媒体流（Media Stream）和媒体样本（Media Sample）的讲解，非常到位，让我彻底理解了数据在媒体处理流程中的封装和传递方式。作者对MFT（Media Foundation Transform）的深入剖析，更是让我大开眼界，我终于明白了MFT作为媒体处理的核心组件，是如何实现各种复杂的解码、编码、滤波等功能的。书中关于Topology构建的讲解，也极具启发性，它让我看到了如何通过动态地组合MFT，来构建各种复杂的媒体处理管道，这对于实现高度定制化的媒体应用至关重要。我特别欣赏书中对DirectX在媒体渲染方面的应用，这让我了解到如何通过硬件加速来提升媒体播放的性能和视觉效果。此外，书中对各种媒体格式的支持，以及如何进行高效的编码和解码，都提供了非常实用的指导。这本书的写作风格严谨而富有条理，能够将复杂的概念讲解得清晰易懂，让我能够举一反三，触类旁通。

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这本书的价值远超我的预期，它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师在循循善诱。我原本以为学习Windows Media编程会是一条充满荆棘的道路，但《Windows Media编程导向》却以一种令人惊喜的方式，将复杂的概念变得易于理解。书中对媒体流（Media Stream）和媒体样本（Media Sample）的讲解，深入浅出，让我彻底理解了数据在媒体处理流程中是如何被封装和传递的。作者通过生动的比喻和形象的图示，解释了Media Foundation架构中各个组件，如Media Source、Media Sink、Topology、 and Device Manager等是如何相互协作，共同完成媒体的采集、解码、编码、渲染和存储等任务。尤其是关于Topology构建的部分，我之前一直觉得很抽象，但书中通过详细的步骤和代码示例，让我看到了如何动态地构建和管理媒体处理的拓扑结构，这对于实现各种复杂的媒体处理场景至关重要。书中还对Direct3D和DirectSound在媒体渲染方面的应用进行了深入的探讨，让我了解到如何利用图形和音频硬件加速来提升媒体播放的性能和视觉效果。我特别欣赏作者在讲解过程中，不仅提供了“怎么做”，更解释了“为什么这样做”，这种深入的原理分析，让我能够举一反三，触类旁通。书中对错误处理和资源管理的建议也非常实用，避免了我走很多弯路。这本书的写作风格非常亲切，仿佛作者就在我身边，一步步指导我解决遇到的问题。

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这本《Windows Media编程导向》简直打开了我对多媒体开发的全新视角。我一直对视频、音频的处理和播放有着浓厚的兴趣，但一直苦于找不到一本能够系统性、深入浅出地讲解Windows平台下媒体编程的书籍。市面上很多教程要么过于零散，要么技术栈过时，要么就是简单地罗列API，根本无法形成完整的知识体系。《Windows Media编程导向》的出现，恰恰填补了这个空白。它不仅仅是讲解Windows Media Foundation（WMF）的API，更重要的是，它深入剖析了WMF的底层架构，从源头解释了为什么会有这样的设计，以及这些组件之间是如何协同工作的。例如，在讲解Source Reader和Sink Writer时，作者并没有仅仅停留在“如何调用”的层面，而是详细阐述了它们作为媒体流的入口和出口，如何管理数据的读取、解码、编码和写入，以及它们与更底层的Media Foundation Transform (MFT)之间的交互。这对于我理解整个媒体处理流程至关重要。书中对MFT的讲解更是让我茅塞顿开，原来那些负责视频解码、音频重采样、色彩空间转换等等核心功能的模块，背后有着如此精妙的设计和实现。作者通过大量的代码示例，清晰地展示了如何创建、配置和使用各种MFT，包括如何自定义MFT，这为我后续进行性能优化和功能扩展打下了坚实的基础。而且，书中对DirectX Media Objects (DMO)的遗留问题和WMF的优势也做了对比分析，让我更清楚地认识到WMF在现代Windows平台下的重要性。最让我惊喜的是，书中还涉及了DRM（数字版权管理）的相关内容，虽然只是初步介绍，但对于有这方面需求的我来说，无疑是雪中送炭。总而言之，这本书的内容非常扎实，逻辑清晰，从概念到实践，层层递进，让我受益匪浅。

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这本书的内容让我对Windows媒体编程有了脱胎换骨的认识。《Windows Media编程导向》不仅仅是一本技术书籍，更是一份关于媒体处理原理的深度解析。我之前对于Windows Media Foundation (WMF)的理解一直停留在API调用的层面，很多时候仅仅是“知道怎么用”，而不知道“为什么这样用”。这本书，则将我带入了WMF的“思想世界”。作者从媒体流（Media Stream）和媒体样本（Media Sample）的最基本概念讲起，然后逐步深入到MFT（Media Foundation Transform）的精妙设计，以及Topology的灵活构建。我对MFT的讲解尤其印象深刻，它不仅仅是各种功能的集合，更是一种设计模式的体现，这本书则将这种设计模式的精髓淋漓尽致地展现了出来。书中对DirectX在媒体渲染中的应用，也提供了详尽的指导，这让我了解到如何充分利用GPU的强大算力来优化媒体播放的性能和视觉效果。此外，书中对各种媒体格式的支持，以及如何进行高效的编码和解码，都提供了非常实用的解决方案。我尤其喜欢书中大量的代码示例，它们不仅能够帮助我理解抽象的概念，更能够直接指导我进行实际的开发。总而言之，这本书的内容深度和广度都非常出色，能够为任何想要深入理解Windows媒体编程的开发者提供宝贵的知识和指导。

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刚拿到《Windows Media编程导向》这本书，我抱着试试看的心态开始阅读，结果却给我带来了巨大的惊喜。这本书的内容之详实，讲解之透彻，是我近年来阅读过的技术书籍中少有的。我之前对Windows下的媒体开发一直处于一种“知其然，不知其所以然”的状态，很多API调用感觉像是黑箱操作，出了问题也束手无策。而这本书，就像一把钥匙，为我打开了Windows Media Foundation (WMF)的内部世界。作者从最基础的媒体流（Media Stream）和媒体样本（Media Sample）讲起，逐步深入到MFT（Media Foundation Transform）的原理和应用，再到Topology的构建和管理，整个逻辑链条非常完整，让我对媒体处理的整个流程有了深刻的理解。书中对MFT的讲解尤为精彩，作者不仅详细介绍了各种内置MFT的用途和配置方法，还提供了构建自定义MFT的详尽指导，这对于我开发一些具有特殊功能需求的媒体应用，提供了巨大的帮助。我尤其欣赏作者对DirectX在媒体渲染中的应用的阐述，它让我了解到如何充分利用GPU的强大算力来提升媒体播放的流畅度和视觉效果。书中对不同媒体格式的支持，以及如何通过WMF进行高效的编码和解码，也给了我很多启发。这本书不仅仅是理论的堆砌，更充满了实践指导，大量的代码示例都经过了作者的精心设计和验证，能够直接应用于实际项目中。对于任何想要深入了解Windows媒体编程的开发者来说，这本书绝对是不可错过的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

《Windows Media编程导向》这本书，就像一本武林秘籍，为我打开了Windows媒体编程的崭新世界。我一直对多媒体技术有着强烈的渴望，但苦于没有一本能够系统性、深入地讲解Windows平台下媒体编程的书籍。市面上充斥着各种零散的教程，难以形成完整的知识体系。这本书的出现，则彻底改变了这一局面。作者从媒体流（Media Stream）和媒体样本（Media Sample）的最基础概念开始，层层递进，深入讲解了Windows Media Foundation (WMF)的各个核心组件，如MFT（Media Foundation Transform）、Topology等。我对MFT的讲解尤为赞赏，它不仅仅是API的堆砌，更是对媒体处理核心逻辑的深度剖析，让我明白了MFT是如何实现各种复杂的解码、编码、滤波功能的。书中对DirectX在媒体渲染中的应用，也进行了详细的阐述，这让我了解到如何利用GPU的强大算力来提升媒体播放的性能和视觉效果。此外，书中对各种媒体格式的支持，以及如何进行高效的编码和解码，都提供了非常实用的解决方案。这本书的写作风格严谨而富有条理，能够将复杂的概念讲解得清晰易懂，让我能够轻松地理解并掌握。我尤其喜欢书中大量的代码示例，它们不仅能够帮助我理解抽象的概念，更能够直接指导我进行实际的开发。总而言之，这本书的内容深度和广度都非常出色，能够为任何想要深入理解Windows媒体编程的开发者提供宝贵的知识和指导。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《Windows Media编程导向》这本书的质量远远超出了我的预期，它为我打开了Windows媒体编程领域的大门，并且让我看到了更广阔的天地。我之前在Windows平台上进行过一些媒体相关的开发，但总是感觉知其然不知其所以然，很多API的调用都像是“玄学”。这本书，却用一种极其系统和深入的方式，为我揭示了Windows Media Foundation (WMF)的内在逻辑。作者从媒体流（Media Stream）和媒体样本（Media Sample）的基本概念出发，逐步深入到MFT（Media Foundation Transform）的精妙设计，以及Topology的灵活构建。我尤其对MFT的讲解印象深刻，它不仅仅是功能的集合，更是设计模式的体现，这本书则将这种设计模式的精髓清晰地呈现在我面前，让我明白了MFT是如何实现各种复杂的媒体处理任务的。书中对DirectX在媒体渲染中的应用，也进行了详尽的阐述，这让我了解到如何充分利用GPU的强大算力来优化媒体播放的性能和视觉效果。此外，书中对各种媒体格式的支持，以及如何进行高效的编码和解码，都提供了非常实用的指导。这本书的写作风格严谨而富有条理，能够将复杂的概念讲解得清晰易懂，让我能够轻松地理解并掌握。我尤其喜欢书中大量的代码示例，它们不仅能够帮助我理解抽象的概念，更能够直接指导我进行实际的开发。总而言之，这本书的内容深度和广度都非常出色，能够为任何想要深入理解Windows媒体编程的开发者提供宝贵的知识和指导。

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这本书的深度和广度，让我不得不重新审视我对Windows媒体编程的理解。《Windows Media编程导向》并非一本简单的API参考手册，它更像是一份深度分析报告，揭示了Windows Media Foundation (WMF)架构背后的设计理念和运行机制。我之前一直困惑于媒体流（Media Stream）和媒体样本（Media Sample）的概念，总觉得有些抽象，但书中通过生动形象的讲解，让我彻底理解了它们在媒体数据处理中的核心作用。作者对MFT（Media Foundation Transform）的讲解更是让我茅塞顿开，原来那些负责解码、编码、滤波等复杂功能的模块，都遵循着一套精妙的设计模式，而这本书则将这套模式清晰地呈现在我面前。我尤其对书中关于Topology构建的部分印象深刻，它让我明白了如何通过灵活组合各种MFT，来创建复杂的媒体处理管道，这对于实现各种定制化的媒体应用至关重要。书中对DirectX在媒体渲染中的应用，也进行了深入的探讨，这让我了解到如何充分利用硬件加速来提升媒体播放的性能和流畅度。此外，书中对不同媒体格式的支持，以及如何进行高效的编码和解码，也提供了非常实用的指导。这本书的语言风格严谨而不失生动，能够将复杂的概念娓娓道来，让我能够轻松地理解并掌握。对于想要在Windows平台上进行专业媒体编程的开发者而言，这本书无疑是一本不可多得的宝藏。

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介绍微软自有媒体格式wmv以及流媒体解决方案和SDK的书，还有示例代码，很实用！

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这本书很烂

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