操作系统(第5版)第7章 实例分析：Windows XP操作系统
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《操作系统》 （第五版）
第7章 实例分析： Windows XP操作系统
本章讲述内容：
7.1 Windows XP的处理机管理 ； 7.2 Windows XP的存储管理 ； 7.3 Windows XP的设备管理 ； 7.4 Windows XP的文件管理 。
7.1 Windows XP的处理机管理
可运行线程的处理器集合，它是该线程所属进程处理器关联的子集或 全部 线程在用户模式和内核模式下执行的时间总量 线程是否要执行一个异步调用的标志 线程执行被挂起但还未恢复的次数
允许线程代表另一个进程执行操作的临时访问标志（供子系统使用）
线程终止时，用于发送消息的进程间通信通道（供子系统使用） 线程终止的原因
.还不可能满足时，那么就转为转换状态。 终止：一个线程执行完毕或者被另一个线程撤销，它就成为终止状态。
7.1.3 Windows XP的线程调度
. Windows XP处理机调度的对象是线程，进程只以资源和运行环境提供者的身份出
配置信息、初始化信息，应用程序和文档文件的关联关系，硬件设备的说明、状态和属
性。因此，注册表在整个系统中起到核心作用。
. Windows XP启动时，就和注册表做数注册表中
XP内核
“开始”菜单
设备 驱动程序
的数据进行相互交换。即Windows XP所做的
任何操作，都离不开注册表的支持。
内核
用户态 核心态
. 用微内核模式构造的操作系统，
硬件
便于系统功能的扩充。
登录上网进程
2. Windows XP
的整体结构
. 粗线下方 安全子系统
是Windows XP
操作系统的核心， 全部运行在统一 验证数据包
的核心地址空间
.中。
安全账号
粗线上方运 管理数据库
行在用户模式，
最左边一列是保
护子系统；右边 I/O管理器
. 微内核的基本原理是，把最
基本的操作系统功能放在内核， 非基本的服务和应用程序在内核
用户进程(客户)
系统进程(服务器)
内存 服务器
网络 服务器
之外构造，并在用户模式下执行。
. 只把最关键的进程管理、内
用户 应用程序
进程 服务器
文件 服务器
显示 服务器
存管理及进程通信等功能组成系 统的内核，而把设备管理程序、 文件系统、虚拟存储管理、窗口 系统等功能，放在内核之外。
7.1.1 Windows XP的结构
1. “微内核”模式
. “客户/ 服务器”模型构造操作系统，方法是把操作系统分成若干进程，每个进程
完成单一的功能服务，称这样的进程为“服务器” 。用户应用程序（即客户）为请求
所需服务，向指定服务器发消息。消息先被核心态的操作系统内核俘获，再由它把传递
给相应的服务器去处理。服务器执行完操作，仍通过内核，把回应的消息发还给用户。
为下一次在SMP的一个特定处 资源可用
抢占
理器上运行。该线程等待，直
到那个处理器可用。若备用线 不可运行 程的优先级足够高，正在那个
解除阻塞/恢 复资源可用
处理器上运行的线程就可能被
转换
等待
终止
备用线程抢占。
. 运行：拥有处理器的线
解除阻塞 资源不可用
阻塞/挂起
程，处于运行状态。
. 等待：一个运行的线程，因某一事件（如I/O）而被阻塞，则进入等待状态。 . 转换：当处于等待状态的线程所等待的条件已经得到满足、但它所需要的资源此时
Windows XP进程对象的属性定义
属性 进程ID 安全描述符 基本优先级 默认处理器关联 定额限制 执行时间 I/O计数器 VM操作计数器 异常/调试端口 退出状态
定义 操作系统标识进程的唯一值 创建对象、可访问/使用对象或不可访问该对象的用户ID 进程中线程的基本优先级 可运行进程中线程的默认处理器集合 分页文件空间的最大值，用户空间可用处理器时间最大值 进程中所有线程已耗费的执行时间总量 进程中线程已执行I/O操作的数量和类型 进程中线程已执行的虚拟内存操作的数量和类型 进程中的一个线程异常时，用于发送消息的通信通道 进程终止的原因
属性 线程ID 线程上下文 动态优先级 基本优先级
线程处理器关联
线程执行时间 警告状态 挂起计数器
假冒标志
终止端口 线程退出状态
Windows XP线程对象的属性定义
定义 线程调用一个服务时，标识该线程的唯一值 定义线程执行状态的一组寄存器值和其他易丢失的数据 任何给定时刻线程的执行优先级 线程动态优先级的下限
称为根键。Windows XP的注册表里有5个
根键。
7.1.2 Windows XP的进程和线程
1. Windows XP的进程和线程
. Windows XP使
用两类与进程相关的 对象：进程和线程， 每个进程用一个对象 表示，一个进程必须 至少包含一个执行线 程，该线程还可以创 建别的线程。右图给 出了Windows XP进程 对象和线程对象的通 用结构。
的上一行是各种 文件系统
类型的用户应用 程序；右边的下 一行是环境子系 统
高速缓存 管理器
设备 驱动器
网络 驱动器
OS/2 应用程序
OS/2 子系统
Win16 应用程序
Win16 子系统
Win32 应用程序
MSDOS 应用程序
MSDOS 子系统
POSIX 应用程序
POSIX 子系统
Win32 子系统
2. Windows XP线程的状态及状态变迁
. Windows XP里，进程仍有就绪、运行、等待三种基本的状态。线程可有六种可能
的状态：就绪、备用、运行、
等待、转换和终止 。
可运行
. 就绪：这种线程已获得除
选择运行
备用
切换
处理机外所需的资源，因此可
被调度执行。
. 备用：这种线程 已被选
就绪
运行
终止
. 用工具Regedit打开注册表编辑器：即在
【开始】菜单单击【运行(R) ...】。在弹出对
安装/卸载 应用程序
注册表
桌面设置
话框输入‘Regedit’,然后单击【确定】按钮。
初始化 (ini)文件
添加新硬件
系统 管理工具
根键
. 注册表的结构与资源管理器中的目录
结构类似，其中以“HKEY_”打头的结点
执行体
对象 安全 即插即用 本地过程 进程、线程 虚拟内存
管理器 访问器 管理器 调用工具 管理器
管理器
用户模式 核心模式
窗口 管理器
内核 硬件抽象层(HAL)
图形设备 驱动器
硬件
.3. Windows XP的注册表 Windows XP的注册表，是一个内部数据库，包含着应用程序和计算机系统的全部
第7章 实例分析： Windows XP操作系统
本章讲述内容：
7.1 Windows XP的处理机管理 ； 7.2 Windows XP的存储管理 ； 7.3 Windows XP的设备管理 ； 7.4 Windows XP的文件管理 。
7.1 Windows XP的处理机管理
可运行线程的处理器集合，它是该线程所属进程处理器关联的子集或 全部 线程在用户模式和内核模式下执行的时间总量 线程是否要执行一个异步调用的标志 线程执行被挂起但还未恢复的次数
允许线程代表另一个进程执行操作的临时访问标志（供子系统使用）
线程终止时，用于发送消息的进程间通信通道（供子系统使用） 线程终止的原因
.还不可能满足时，那么就转为转换状态。 终止：一个线程执行完毕或者被另一个线程撤销，它就成为终止状态。
7.1.3 Windows XP的线程调度
. Windows XP处理机调度的对象是线程，进程只以资源和运行环境提供者的身份出
配置信息、初始化信息，应用程序和文档文件的关联关系，硬件设备的说明、状态和属
性。因此，注册表在整个系统中起到核心作用。
. Windows XP启动时，就和注册表做数注册表中
XP内核
“开始”菜单
设备 驱动程序
的数据进行相互交换。即Windows XP所做的
任何操作，都离不开注册表的支持。
内核
用户态 核心态
. 用微内核模式构造的操作系统，
硬件
便于系统功能的扩充。
登录上网进程
2. Windows XP
的整体结构
. 粗线下方 安全子系统
是Windows XP
操作系统的核心， 全部运行在统一 验证数据包
的核心地址空间
.中。
安全账号
粗线上方运 管理数据库
行在用户模式，
最左边一列是保
护子系统；右边 I/O管理器
. 微内核的基本原理是，把最
基本的操作系统功能放在内核， 非基本的服务和应用程序在内核
用户进程(客户)
系统进程(服务器)
内存 服务器
网络 服务器
之外构造，并在用户模式下执行。
. 只把最关键的进程管理、内
用户 应用程序
进程 服务器
文件 服务器
显示 服务器
存管理及进程通信等功能组成系 统的内核，而把设备管理程序、 文件系统、虚拟存储管理、窗口 系统等功能，放在内核之外。
7.1.1 Windows XP的结构
1. “微内核”模式
. “客户/ 服务器”模型构造操作系统，方法是把操作系统分成若干进程，每个进程
完成单一的功能服务，称这样的进程为“服务器” 。用户应用程序（即客户）为请求
所需服务，向指定服务器发消息。消息先被核心态的操作系统内核俘获，再由它把传递
给相应的服务器去处理。服务器执行完操作，仍通过内核，把回应的消息发还给用户。
为下一次在SMP的一个特定处 资源可用
抢占
理器上运行。该线程等待，直
到那个处理器可用。若备用线 不可运行 程的优先级足够高，正在那个
解除阻塞/恢 复资源可用
处理器上运行的线程就可能被
转换
等待
终止
备用线程抢占。
. 运行：拥有处理器的线
解除阻塞 资源不可用
阻塞/挂起
程，处于运行状态。
. 等待：一个运行的线程，因某一事件（如I/O）而被阻塞，则进入等待状态。 . 转换：当处于等待状态的线程所等待的条件已经得到满足、但它所需要的资源此时
Windows XP进程对象的属性定义
属性 进程ID 安全描述符 基本优先级 默认处理器关联 定额限制 执行时间 I/O计数器 VM操作计数器 异常/调试端口 退出状态
定义 操作系统标识进程的唯一值 创建对象、可访问/使用对象或不可访问该对象的用户ID 进程中线程的基本优先级 可运行进程中线程的默认处理器集合 分页文件空间的最大值，用户空间可用处理器时间最大值 进程中所有线程已耗费的执行时间总量 进程中线程已执行I/O操作的数量和类型 进程中线程已执行的虚拟内存操作的数量和类型 进程中的一个线程异常时，用于发送消息的通信通道 进程终止的原因
属性 线程ID 线程上下文 动态优先级 基本优先级
线程处理器关联
线程执行时间 警告状态 挂起计数器
假冒标志
终止端口 线程退出状态
Windows XP线程对象的属性定义
定义 线程调用一个服务时，标识该线程的唯一值 定义线程执行状态的一组寄存器值和其他易丢失的数据 任何给定时刻线程的执行优先级 线程动态优先级的下限
称为根键。Windows XP的注册表里有5个
根键。
7.1.2 Windows XP的进程和线程
1. Windows XP的进程和线程
. Windows XP使
用两类与进程相关的 对象：进程和线程， 每个进程用一个对象 表示，一个进程必须 至少包含一个执行线 程，该线程还可以创 建别的线程。右图给 出了Windows XP进程 对象和线程对象的通 用结构。
的上一行是各种 文件系统
类型的用户应用 程序；右边的下 一行是环境子系 统
高速缓存 管理器
设备 驱动器
网络 驱动器
OS/2 应用程序
OS/2 子系统
Win16 应用程序
Win16 子系统
Win32 应用程序
MSDOS 应用程序
MSDOS 子系统
POSIX 应用程序
POSIX 子系统
Win32 子系统
2. Windows XP线程的状态及状态变迁
. Windows XP里，进程仍有就绪、运行、等待三种基本的状态。线程可有六种可能
的状态：就绪、备用、运行、
等待、转换和终止 。
可运行
. 就绪：这种线程已获得除
选择运行
备用
切换
处理机外所需的资源，因此可
被调度执行。
. 备用：这种线程 已被选
就绪
运行
终止
. 用工具Regedit打开注册表编辑器：即在
【开始】菜单单击【运行(R) ...】。在弹出对
安装/卸载 应用程序
注册表
桌面设置
话框输入‘Regedit’,然后单击【确定】按钮。
初始化 (ini)文件
添加新硬件
系统 管理工具
根键
. 注册表的结构与资源管理器中的目录
结构类似，其中以“HKEY_”打头的结点
执行体
对象 安全 即插即用 本地过程 进程、线程 虚拟内存
管理器 访问器 管理器 调用工具 管理器
管理器
用户模式 核心模式
窗口 管理器
内核 硬件抽象层(HAL)
图形设备 驱动器
硬件
.3. Windows XP的注册表 Windows XP的注册表，是一个内部数据库，包含着应用程序和计算机系统的全部