Windows NT操作系统

张海杰　赵凤英　吴丽丽

摘 要：Microsoft Windows NT（New Technology）操作系统源于著名的，由Microsoft开发的第一代IBM个人计算机操作系统PC-DOS，Microsoft在1993年从数字设备公司（Digital Equipment Corporation）雇用了一批人员来开发。在基于OS/2 NT基础上编制推出的面向工作站、网络服务器和大型计算机网络的操作系统，这个新系统就是第一代的Windows NT。

关键词：Windows NT；OS/2 NT；PC-DOS；Microsoft Windows

1 Windows NT操作系统的概述

Windows NT 3.1是Microsoft的Windows NT操作系统的第一代产品，可运行在Intelx86、DEC Alpha和MIPS R4000的CPU上。其主要应用于服务器和商业桌面，于1993年7月27日诞生之日起，强大的Windows图形用户界面，支持多系统的运行环境，对称的处理能力就深受广大用户的喜爱。

但由于安全性不高的问题，1994年Microsoft又陆续推出了Windows NT 3.5、Windows NT 3.5x系列，这两个系列限制了可同时运行的网络任务数量并省略了一些服务器软件的运行。Windows NT 3.5系列可以用来构建一个完整的网络服务器。在进一步改善了安全性和稳定性的同时，其中又加入了支持OpenGL显卡的标准。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，但从这个版本开始，Windows NT系列有了中文版。这表明Windows NT操作系统正式进入中国市场。

2 Windows NT操作系统的功能

2.1 安全保障

操作系统核心对Windows XP和2000之后的版本进行了全面的修正。例如，在Vista系统中，部分系统运行程序的方式是在核心模式运行下，而硬件驱动等运行方式是在用户模式下运行，由于需要防止病毒对核心系统形成破坏，使用核心模式的要求权限就非常高，这样一些Vista系统上的“heap”设计上，更提高了开发者进入核心模式的效率。在电源管理上也加入了睡眠模式。

2.2 内存方便

操作系统核心在Windows NT 5.0后引入SuperFetch技术，用户可以把经常使用的程序预存入内存，后台程序便不会跳过其夺取较高的运行等级，用户也就不用担心突然一个后台程序运作后CPU的使用率达到90%以上。当在用户模式下运行硬件驱动时，驱动出现故障后，系统会自动运行最近的一次正确操作，恢复数据。用户不用重装驱动。

2.3 网络通畅

操作系统核心在引入IPv4支持后，防火墙的实用性和效率有了明显提高，优化了TCP/IP模块，用户界面使用CableCard后大幅提升了网络连接的速度。

2.4 媒体稳定

操作系统核心在Windows NT 7.0后将音频与显示音频驱动的工作模式改为在用户模式下运行，提高了音频的速度、保真度、稳定性。在Vista系统以后，更是内置了Direct X 10，显卡的画质和速度得到了革命性的提升，引入了Aero Glass、新的用户界面、功能更加强大的窗口支持、3D显示功能。在提高工作效率的同时，显卡也成为共享的一个资源，它也负责Windows操作系统的加速工作，使得窗口切换更加顺畅。高清媒体时代已经来临。

2.5 软件集成

在操作系统发展的数十年间，不断更新的软件逐渐取代系统自带的还原功能，内置数据备份的工具越来越强大，在Vista操作系统上Outlook升级为了Windows Mail、Windows Premium Clock、Movie Maker、Windows Media Player11等成为Windows操作系统不可或缺的一部分。

3 Windows NT的系统安全模型

在Windows NT系统中拥有一个在系统中具有权力和权限的账号，（权力：指用户对整个系统能够进行的操作，如关掉系统、向系统中添加设备等。权限：指用户对系统资源所能做的事情，如读、写，控制某一文件，对一个文件进行输出管理。）系统中会有一个用于存放安全账号内容以及该账号所具有的权力的数据库，当系统需要调用用户信息时，就会访问这个数据库。

在用户登录过程中，当没有用户登录时，可以看到屏幕上显示一个对话框，提示用户登录的信息会显示在系统中，让用户输入账号名及口令。按下Ctrl+Alt+Del键时，NT系统保证弹出的登录对话框是系统本身的，而不是一个貌似登录对话框的应用程序，以防止被非法窃取用户名及口令。

用户成功登录后，只要用户没有将操作系统注销，其在系统中的权力就以存取标识为准，NT安全系统在此期间不再检查安全账户数据库。存取标识的作用相当于缓存，只不过存取标识缓存的是用户的安全信息，使得系统不必再从硬盘上查找，省去不必要的麻烦。当你想要修改某些信息时，需要申请域用户管理器的管理员权限，申请成功后，方可修改信息，但这些修改只有在用户下次登录时才有效，因为NT安全系统在用户登录后检查存取标识，而不是检查安全账户数据库。

4 Windows NT操作系统的结构

Windows NT操作系统的用户态包括能够传递I/O请求给适当内核态下的软件驱动程序的子系统。Windows NT操作系统的用户态又包括了环境子系统（在不同操作系统类型下执行应用程序）和集成子系统（用于执行一些系统相关的函数）两个子系统。

位于硬件抽象层与执行体之间的Windows NT的核心态部分提供了多处理器同步，线程与中断调度与分派，自陷处理，异常分派。其还负责在启动时初始化驱动程序。驱动程序按照层数可分为三层：高层驱动程序、中层驱动程序、低层驱动程序。

现如今，Microsoft在经过几十年对Windows NT的研究后，发布的Windows Azure的云操作系统，使Microsoft像今天主宰个人操作系统市场一样，在未来的云操作系统市场中占据了主导地位，并为未来云计算之战抓取战略筹码。

云计算模式的应用已经深入各行各业，云时代即将来临。对于操作系统来说，一个操作系统的云计算水平，则决定了这个操作系统的未来，未来的云时代需要一种基于Web的操作系统，这种系统依靠分布在各地的数据中心提供运行平台，而平台的搭建，则应使用一个具有强大计算功能的终端，通过互联网对这种架构模式的搭建，使得在未来的我们在世界各地可以依靠一个显示屏、一个鼠标和一个键盘就可以实现今天终端能实现的一切功能。当然，这种情况是需要更加快捷、灵敏的Windows NT操作系统才能实现的，也就是说Windows NT操作系统的发展将影响我们未来的生活。

参考文献：

[1] 屠祁，屠立德.操作系统基础[M].清华大学出版社，2013.

作者简介：张海杰（1994—），女，河北衡水人。

赵凤英（1993—），女，重庆酉阳人。

吴丽丽（1993—），女，江西吉安人。