书籍摘要

《Windows Internals Seventh Edition Part 1》是由Pavel Yosifovich、Alex Ionescu、Mark E. Russinovich和David A. Solomon共同撰写的权威著作，深入剖析了Microsoft Windows操作系统的内部机制。本书是第七版的第一部分，涵盖了系统架构、进程、线程、内存管理等核心内容，旨在帮助高级计算机专业人士（包括开发人员、安全研究人员和系统管理员）更好地理解Windows 10和Windows Server 2016的内部工作原理。

书籍背景

本书是《Inside Windows NT》的延续，自1992年首次出版以来，历经多次更新，以适应Windows操作系统的不断演进。第七版特别针对Windows 10及其后续更新版本进行了全面修订，反映了从Windows 8到Windows 10版本1703之间的技术变化。

主要内容

第一章：概念与工具

介绍了Windows操作系统的版本历史、关键概念（如Windows API、进程、线程、虚拟内存等）以及用于探索Windows内部的工具，例如性能监视器、内核调试器和Sysinternals工具。

第二章：系统架构

深入探讨了Windows操作系统的架构设计目标、模型和主要组件。详细介绍了Windows的可移植性、对称多处理（SMP）、多核支持以及不同硬件架构（如x86、x64、ARM）的支持情况。

第三章：进程与作业

详细描述了Windows中进程的创建过程、内部数据结构（如EPROCESS结构）以及保护进程（Protected Processes）和保护进程轻量级（Protected Process Light, PPL）的概念。此外，还介绍了作业（Job）对象的使用，以及如何通过作业对象管理多个进程。

第四章：线程

探讨了线程的管理、调度机制以及线程的内部结构。介绍了线程调度算法、优先级、时间片（Quantum）以及上下文切换等关键概念。

第五章：内存管理

深入剖析了Windows内存管理器的工作原理，包括物理内存和虚拟内存的管理、内存分配、页面文件的使用、内存压缩技术以及内存分区等高级特性。

第六章：I/O系统

介绍了Windows I/O系统的架构、I/O管理器、设备驱动程序的工作原理以及I/O请求包（IRP）的处理流程。此外，还讨论了I/O优先级、容器通知和驱动程序验证器（Driver Verifier）等重要特性。

第七章：安全

详细介绍了Windows的安全机制，包括安全评级、虚拟化基础安全（VBS）、设备保护（Device Guard）、凭据保护（Credential Guard）以及应用程序保护（App Guard）等技术。此外，还探讨了Windows的安全审计、访问控制、用户账户控制（UAC）和安全策略等关键安全特性。

适用读者

本书适合以下读者：

• 开发人员：希望深入了解Windows平台设计原理，以便更好地开发和调试应用程序。
• 系统管理员：通过理解操作系统的内部机制，更有效地进行系统性能优化和故障排除。
• 安全研究人员：研究Windows的安全机制和潜在漏洞，探索如何利用现代Windows的安全特性防范攻击。

总结

《Windows Internals Seventh Edition Part 1》是一本全面深入的Windows操作系统内部机制指南。它不仅涵盖了Windows的核心组件和架构设计，还提供了丰富的实验和工具，帮助读者亲自探索和验证书中所描述的内容。无论是开发人员、系统管理员还是安全研究人员，都能从本书中获得宝贵的知识和见解。