Windows NT操作系統

張海杰　趙鳳英　吳麗麗

摘 要：Microsoft Windows NT（New Technology）操作系統源于著名的，由Microsoft開發的第一代IBM個人計算機操作系統PC-DOS，Microsoft在1993年從數字設備公司（Digital Equipment Corporation）雇用了一批人員來開發。在基于OS/2 NT基礎上編制推出的面向工作站、網絡服務器和大型計算機網絡的操作系統，這個新系統就是第一代的Windows NT。

關鍵詞：Windows NT；OS/2 NT；PC-DOS；Microsoft Windows

1 Windows NT操作系統的概述

Windows NT 3.1是Microsoft的Windows NT操作系統的第一代產品，可運行在Intelx86、DEC Alpha和MIPS R4000的CPU上。其主要應用于服務器和商業桌面，于1993年7月27日誕生之日起，強大的Windows圖形用戶界面，支持多系統的運行環境，對稱的處理能力就深受廣大用戶的喜愛。

但由于安全性不高的問題，1994年Microsoft又陸續推出了Windows NT 3.5、Windows NT 3.5x系列，這兩個系列限制了可同時運行的網絡任務數量并省略了一些服務器軟件的運行。Windows NT 3.5系列可以用來構建一個完整的網絡服務器。在進一步改善了安全性和穩定性的同時，其中又加入了支持OpenGL顯卡的標準。在界面上，Windows NT 3.5x的界面仍然和原Windows NT 3.1的界面保持一致，但從這個版本開始，Windows NT系列有了中文版。這表明Windows NT操作系統正式進入中國市場。

2 Windows NT操作系統的功能

2.1 安全保障

操作系統核心對Windows XP和2000之后的版本進行了全面的修正。例如，在Vista系統中，部分系統運行程序的方式是在核心模式運行下，而硬件驅動等運行方式是在用戶模式下運行，由于需要防止病毒對核心系統形成破壞，使用核心模式的要求權限就非常高，這樣一些Vista系統上的“heap”設計上，更提高了開發者進入核心模式的效率。在電源管理上也加入了睡眠模式。

2.2 內存方便

操作系統核心在Windows NT 5.0后引入SuperFetch技術，用戶可以把經常使用的程序預存入內存，后臺程序便不會跳過其奪取較高的運行等級，用戶也就不用擔心突然一個后臺程序運作后CPU的使用率達到90%以上。當在用戶模式下運行硬件驅動時，驅動出現故障后，系統會自動運行最近的一次正確操作，恢復數據。用戶不用重裝驅動。

2.3 網絡通暢

操作系統核心在引入IPv4支持后，防火墻的實用性和效率有了明顯提高，優化了TCP/IP模塊，用戶界面使用CableCard后大幅提升了網絡連接的速度。

2.4 媒體穩定

操作系統核心在Windows NT 7.0后將音頻與顯示音頻驅動的工作模式改為在用戶模式下運行，提高了音頻的速度、保真度、穩定性。在Vista系統以后，更是內置了Direct X 10，顯卡的畫質和速度得到了革命性的提升，引入了Aero Glass、新的用戶界面、功能更加強大的窗口支持、3D顯示功能。在提高工作效率的同時，顯卡也成為共享的一個資源，它也負責Windows操作系統的加速工作，使得窗口切換更加順暢。高清媒體時代已經來臨。

2.5 軟件集成

在操作系統發展的數十年間，不斷更新的軟件逐漸取代系統自帶的還原功能，內置數據備份的工具越來越強大，在Vista操作系統上Outlook升級為了Windows Mail、Windows Premium Clock、Movie Maker、Windows Media Player11等成為Windows操作系統不可或缺的一部分。

3 Windows NT的系統安全模型

在Windows NT系統中擁有一個在系統中具有權力和權限的賬號，（權力：指用戶對整個系統能夠進行的操作，如關掉系統、向系統中添加設備等。權限：指用戶對系統資源所能做的事情，如讀、寫，控制某一文件，對一個文件進行輸出管理。）系統中會有一個用于存放安全賬號內容以及該賬號所具有的權力的數據庫，當系統需要調用用戶信息時，就會訪問這個數據庫。

在用戶登錄過程中，當沒有用戶登錄時，可以看到屏幕上顯示一個對話框，提示用戶登錄的信息會顯示在系統中，讓用戶輸入賬號名及口令。按下Ctrl+Alt+Del鍵時，NT系統保證彈出的登錄對話框是系統本身的，而不是一個貌似登錄對話框的應用程序，以防止被非法竊取用戶名及口令。

用戶成功登錄后，只要用戶沒有將操作系統注銷，其在系統中的權力就以存取標識為準，NT安全系統在此期間不再檢查安全賬戶數據庫。存取標識的作用相當于緩存，只不過存取標識緩存的是用戶的安全信息，使得系統不必再從硬盤上查找，省去不必要的麻煩。當你想要修改某些信息時，需要申請域用戶管理器的管理員權限，申請成功后，方可修改信息，但這些修改只有在用戶下次登錄時才有效，因為NT安全系統在用戶登錄后檢查存取標識，而不是檢查安全賬戶數據庫。

4 Windows NT操作系統的結構

Windows NT操作系統的用戶態包括能夠傳遞I/O請求給適當內核態下的軟件驅動程序的子系統。Windows NT操作系統的用戶態又包括了環境子系統（在不同操作系統類型下執行應用程序）和集成子系統（用于執行一些系統相關的函數）兩個子系統。

位于硬件抽象層與執行體之間的Windows NT的核心態部分提供了多處理器同步，線程與中斷調度與分派，自陷處理，異常分派。其還負責在啟動時初始化驅動程序。驅動程序按照層數可分為三層：高層驅動程序、中層驅動程序、低層驅動程序。

現如今，Microsoft在經過幾十年對Windows NT的研究后，發布的Windows Azure的云操作系統，使Microsoft像今天主宰個人操作系統市場一樣，在未來的云操作系統市場中占據了主導地位，并為未來云計算之戰抓取戰略籌碼。

云計算模式的應用已經深入各行各業，云時代即將來臨。對于操作系統來說，一個操作系統的云計算水平，則決定了這個操作系統的未來，未來的云時代需要一種基于Web的操作系統，這種系統依靠分布在各地的數據中心提供運行平臺，而平臺的搭建，則應使用一個具有強大計算功能的終端，通過互聯網對這種架構模式的搭建，使得在未來的我們在世界各地可以依靠一個顯示屏、一個鼠標和一個鍵盤就可以實現今天終端能實現的一切功能。當然，這種情況是需要更加快捷、靈敏的Windows NT操作系統才能實現的，也就是說Windows NT操作系統的發展將影響我們未來的生活。

參考文獻：

[1] 屠祁，屠立德.操作系統基礎[M].清華大學出版社，2013.

作者簡介：張海杰（1994—），女，河北衡水人。

趙鳳英（1993—），女，重慶酉陽人。

吳麗麗（1993—），女，江西吉安人。