Windows NT体系结构和内核

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

Windows NT体系结构和内核之间的区别

Windows NT体系结构 vs. 内核

Windows NT體系結構是指一系列微軟設計及製造，由Windows NT所衍生出的視窗作業系統架構。Windows NT採用用戶模式與核心模式的分層設計並且是搶佔式和可重入的。可運行在單處理器或對稱多處理器（SMP）上，並利用I/O請求包與異步I/O來處理所有的I/O請求。在Windows 2000（含）之前採用的Windows NT皆為32位元版本的，第一版64位元的Windows NT首先用於64位元的Windows XP。 用戶模式下的程式與子系統僅能存取其可存取的資源，核心模式下的程式則可以存取所有資源與外部裝置。Windows NT採用的核心是屬於混合核心。其體系結構包括簡單內核、硬體抽象層（HAL）、驅動程式、服務（總稱為執行體）, 這些均屬於核心模式。 Windows NT的用戶模式子系統可以透過核心模式中的I/O Manager傳遞I/O請求給同樣在核心模式中合適的驅動程式。Windows NT的用戶模式包括了兩個子系統：環境子系統（在不同作業系統類型下執行應用程式）；集成子系統（Integral subsystem）執行一些系統相關的函數。在Windows NT中，在核心模式的程式可以存取電腦所有的硬體和系統資源，且在核心模式的程式可以在用戶模式下執行的服務與應用程式存取到臨界區（critical areas）時終止他們，以避免存取到不該存取的記憶體空間。 執行體提供了大部分的系統服務功能。位於硬體抽象層與執行體之間的Windows NT的核心模式部分提供了多處理器同步、執行緒、中斷排程與分派、例外處理、例外分派的功能。核心還負責在啟動時初始化裝置驅動程式。核心模式驅動程式分為三層：高層驅動程式、中層驅動程式、低層驅動程式。Windows驅動程式模型（WDM）是存在於中層驅動程式，主要用於二進位檔與原始碼相容於Windows 98與Windows 2000的驅動程式。低層驅動程式也可以是舊式Windows NT的設備驅動程式，或是PnP匯流排。. 在計算機科學中，核心（kernel）又稱--，是一個電腦程式，用來管理軟體發出的資料I/O（輸入與輸出）要求，將這些要求轉譯為資料處理的指令，交由中央處理器（CPU）及電腦中其他電子元件進行處理，是現代操作系统中最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并由内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。直接对硬件操作是非常复杂的。所以内核通常提供一种硬件抽象的方法，来完成这些操作。通过进程间通信机制及系统调用，应用进程可间接控制所需的硬件资源（特别是处理器及IO设备）。 严格地说，内核并不是计算机系统中必要的组成部分。程序可以直接地被调入计算机中执行；这样的设计，说明了设计者不希望提供任何硬件抽象和操作系统的支持；它常见于早期计算机系统的设计中。最终，一些辅助性程序，例如程序加载器和调试器，被设计到机器核心当中，或者写入在只读记忆体里。这些变化发生时，操作系统内核的概念就渐渐明晰起来了。.

微软

微軟（Microsoft；）是美國一家跨國電腦科技公司，以研發、製造、授權和提供廣泛的電腦軟件服務為主。總部位於美國华盛顿州的雷德蒙德，最為著名和暢銷的產品為Microsoft Windows操作系统和Microsoft Office辦公室軟件，以及Xbox的遊戲業務。微軟是美国《财富》杂志2015年评选的的排行榜中的第95名。 公司於1975年由比爾‧蓋茲和保羅·艾倫創立。初期主要為Altair 8800發展和銷售BASIC直譯器，在1980年代中期憑藉MS-DOS在家用電腦作業系統市場上取得長足進步，後來出現的Windows使得微軟逐漸統治了家用桌面電腦作業系統市場。同時微軟也開始擴張業務，進軍其他行業和市場，建立了MSN網站，在計算機硬件市場上，微軟商標及Xbox遊戲機、Zune和MSN TV家庭娛樂設備也在不同的年份出現在市場上。微軟於1986年首次公開募股，此後不斷走高的股價為微軟締造了四位億萬富翁和12,000位百萬富翁。 伴隨公司的強大，微軟也越來越受到批評和指責，並且數十年來從未間斷。拒絕交易和捆綁銷售等做法招致垄断和不正當競爭的訴訟。美国司法部和歐盟委員會根據反托拉斯法均對微軟做出過不利裁定美国司法部网页。.

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硬體抽象層

抽象層（Hardware Abstraction Layer，缩写HAL）是軟體層的例行程式套件，用於模擬特定系統平台的細節使程式可以直接存取硬體的資源。將硬體方面的不同抽離作業系統的核心，核心模式的程式碼就不必因為硬體的不同而需要修改。因此硬體抽象層可加大軟體的移植性。 之所以有硬體抽象（Hardware abstraction）這個概念，是由於數位電腦具體的硬體（Hardware）操作相當繁雜，因此將具體的硬體操作抽象化簡，避免由於直接以具體的機器碼（Machine code）撰寫程式，而在將程式移植到不同硬體時，需要重寫整個程式。其概念與目的，類似於資料結構（Data structure）中的抽象数据类型(Abstract data type)，皆為保護程式免受變化的衝擊。 前述的現象可藉由語言現象獲得一些啟示，當我們進行記憶時，我們抽象地記憶，而非具體地將具體的訊息記下，我們在記憶時，並不會記憶文章具體的長相，而是抽象的內容。如果不是如此，當你要以另一種語言重現該篇文章時，仍然需要將其抽象化，再將其轉譯為另一語言的寫法。在記憶談話時，也類似於此。 硬件抽象层的一个“极端”例子是IBM的System/38与AS/400体系结构。这些系统的编译器产生抽象机器码：Licensed Internal Code, LIC。当程序执行时，把LIC翻译为本地CPU的机器码。这种策略使得最初为S/38编写的操作系统与应用程序可以不经修改、不必重新编译直接运行在最新的AS/400系统上，尽管底层硬件已经极大地改变了，处理器至少换了3代。.

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类Unix系统

类Unix系统（Unix-like）经常被称为 UN*X 或 *nix，指各种Unix的衍生系统，比如FreeBSD、OpenBSD、SUN公司的Solaris，以及各种与传统Unix类似的系统，例如Minix、Linux、QNX等。它们虽然有的是自由软件，有的是私有软件，但都相当程度地继承了原始UNIX的特性，有许多相似处，并且都在一定程度上遵守POSIX规范。 UNIX的商標權由國際開放標準組織所擁有，只有符合單一UNIX規範的UNIX系統才能使用UNIX這個名稱，否則只能稱為類UNIX（UNIX-like）。.

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系统调用

在電腦中，系統調用（system call），又稱為系統呼叫，指運行在使用者空間的程序向操作系統內核請求需要更高權限運行的服務。系統調用提供用戶程序與操作系統之間的接口。大多數系統交互式操作需求在內核態執行。如設備IO操作或者進程間通信。.

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Linux内核

Linux内核（Linux kernel），是一种开源的类Unix操作系统宏内核。整个 Linux 操作系统家族基于该内核部署在传统计算机平台（如个人计算机和服务器，以 Linux 发行版的形式）和各种嵌入式平台，如路由器、无线接入点、专用小交换机、机顶盒、FTA 接收器、智能电视、数字视频录像机、网络附加存储（NAS）等。工作于平板电脑、智能手机及智能手表的 Android 操作系统同样通过 Linux 内核提供的服务完成自身功能。尽管于桌面电脑的占用率较低，基于 Linux 的操作系统统治了几乎从移动设备到主机的其他全部领域。截至2017年11月，世界前500台最强的超级计算机全部使用 Linux。 Linux内核最早是于1991年由芬兰黑客林納斯·托瓦茲为自己的个人电脑开发的，他当时在 Usenet 新闻组comp.os.minix登载帖子，这份著名的帖子标志着Linux内核计划的正式开始。如今，该计划已经拓展到支持大量的计算机体系架构，远超其他操作系统和内核。它迅速吸引了一批开发者和用户，利用它作为其他自由软件项目的核心，如著名的 GNU 操作系统。 在计划的早期，一些 Minix 的黑客提供了协助。而今天，Linux 内核已接受了超过1200家公司的近12000名程序员的贡献，其中包括一些知名的软硬件发行商。 从技术上说，Linux 只是一个符合 POSIX 标准的内核。它提供了一套应用程序接口（API），通过接口用户程序能与内核及硬件交互。仅仅一个内核并不是一套完整的操作系统。有一套基于 Linux 内核的完整操作系统叫作Linux 操作系统，或是GNU/Linux（在该系统中包含了很多 GNU 计划的系统组件）。 Linux 内核是在GNU通用公共许可证第2版之下发布的 （加上一些非自由固件、blob 与各种非自由许可证），是一个开源项目协作的突出例子。它的版本支持根据版本最长可达6年，貢獻者遍佈世界各地，日常开发相关的讨论在上。.

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MS-DOS

微軟磁碟作業系統，MS-DOS，MicroSoft Disk Operating System的縮寫，一個由美国微软公司發展的作業系統，運行在Intel x86個人電腦上。它是DOS作業系統家族中最著名的一個，在Windows 95以前，DOS是IBM PC及兼容机中的最基本配备，而MS-DOS则是个人电脑中最普遍使用的DOS操作系统。.

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ReactOS

ReactOS是一个开发与Windows NT和Windows 2000应用程序和硬件驱动程序兼容的开源操作系统的项目。此项目目前虽然只是处于内部测试（alpha）开發状态，但到2005年1月其中一些子项目已经完成了目标。 ReactOS主要是由C語言編寫。部分元件則由C++編寫，例如ReactOS文件瀏覽器。 ReactOS的各部份在GNU通用公共许可证、GNU寬通用公共許可証、及/或BSD许可证下发布。 為確保操作系統沒有任何一部份是看過泄漏出來的微軟Windows源碼的人所寫，或者逆向工程的過程達不到净室设计標準，一個全盤的源碼審查由ReactOS主要開發者下令展開。此審查目前已經結束。.

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Windows 2000

Windows 2000（簡稱Win2K）是一個獨佔式、可中斷執行、具有圖形使用者介面（GUI）和商業導向的作業系統。Windows 2000可以運作在單處理器系統或者多處理系統（SMP）上，是屬於微軟Windows NT產品線的一部分，發佈於2000年2月17日，此外Windows 2000也是Windows XP（2001年10月上市）和Windows Server 2003（2003年4月上市）的前身。Windows 2000的內核採用混合式核心設計，Windows NT的產品線也都使用這種核心模式。相較於之前僅管理OSI第二層的模式，Windows 2000的網路管理方面可以管理到OSI第三層。 Windows 2000釋出四種版本：專業版（Professional）、伺服器版（Server）、進階伺服器版（Advanced Server）、資料中心伺服器版（Datacenter Server）。另外，微軟也販賣64位元處理器Itanium專用的Windows 2000 Advanced Server Limited Edition和Windows 2000 Datacenter Server Limited Edition，不過功能上有些限制。雖然每個版本有不同的市場目標，但是所有版本都使用相同的核心功能，像是電腦管理主控台（Microsoft Management Console）和系統管理程式。Windows 2000也有針對殘障人士的使用介面做改進，透過新的輔助科技，Windows 2000比前一個版本Windows NT 4.0更容易讓身心障礙人士使用" ，另外支援的語言也增加.

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Windows 98

Windows 98是美国微软公司发行於1998年6月25日的混合16位／32位的Windows系统，其版本號為4.1，開發代號為Memphis。.

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Windows NT

Windows NT，新技术视窗操作系统（Windows New Technology）的簡稱，是美国微软公司1993年推出的操作系统核心。 Windows NT是基于OS/2 NT的基础编制的。OS/2是由微软和IBM联合研制，分为微软的Microsoft OS/2 NT与IBM的IBM OS/2。由于双方在协作后来不欢而散，IBM继续向市场提供先前的OS/2版本；而微软则把OS/2 NT改名为Windows NT，并在1988年11月开始了对于“WinNT”（即第一代的Windows NT 3.1）的产品研发。在研发初期，“WinNT”曾一度被认为将会是原先OS/2的3.0版本。 面世之后的Windows NT是一种纯32位操作系统，采用先进的NT核心技术。“NT”所指的便是“新技术”（New Technology）之意。“NT”除了可以解釋為“新技術”之外，有另一個版本指“NT”是來自微軟在i860上開發NT時所使用的模擬器“N10”（此處的“10”讀作“ten”）。.

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Windows XP

Windows XP（开发代号：Whistler）是微软公司推出供个人电脑使用的操作系统，包括商用及家用的桌上型电脑、笔记本电脑、和平板电脑等。其RTM版于2001年8月24日发布；零售版于2001年10月25日上市。其名字「XP」的意思是英文中的「体验」（experience）。Windows XP是继Windows 2000及Windows Me之后的下一代Windows操作系统，也是微软首个面向消费者且使用Windows NT架构的操作系统。Windows XP的外部版本是2002，內部版本是5.1（即Windows NT 5.1），正式版的版本号是5.1.2600。 Windows XP OEM及零售版本已经在2008年6月30日停止销售，但用户仍可在购买Windows Vista旗舰版（Ultimate）或企业版（Enterprise）之后降级到Windows XP。 微软最先发行专业版和家庭版两个版本，之后又发行过平板电脑版、嵌入版、客户端版等多個版本及64位元Windows XP操作系统。Windows XP也有几个只在特定地区销售的版本，如Windows XP Starter Edition等。 基于NT的操作系统比9x系列有更佳的稳定性及效能。Windows XP中出现一个新的图形使用者界面，因为微软想提供一个比过去Windows版本易用性更好的系統。Windows XP亦是首个使用产品启用与盜版竞争的Windows，然而Windows XP亦被部分用户批评其安全漏洞、与应用程序（如Internet Explorer 6及Windows Media Player）需紧密结合和预设使用者界面等。在之后的SP2、SP3和Internet Explorer 8的版本解決其中部分问题。 2011年9月底前，Windows XP是世界上使用人数最多的操作系统，市场占有率达42%；在2007年1月，Windows XP的市场占有率达历史最高水平，超过76%。根据Netmarketshare公司对全球互联网用户的统计数据显示，2012年8月份，统治操作系统市场长达11年之久的Windows XP最终被Windows 7超越。 2013年12月30日，微軟宣布，99天後，也就是2014年4月8日，終止對Windows XP的支援服務，Windows XP因此正式退役。但2014年1月16日，為了防止電腦病毒擴散的危害，微软宣布将会为Windows XP的用户提供病毒定義檔(Microsoft Security Essentials)更新方面的支持，直到2015年7月14日。.

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混合核心

混合核心（Hybrid kernel），又譯為混合式核心、混合內核，一種作業系統內核架構。傳統上的作業系統內核可以分為微核心（Micro kernel）與整塊性核心（Monolithic kernel）兩大基本架構。 混合核心的基本設計理念，是以微核心架構來設計作業系統核心，但在實作上則採用整塊性核心的作法。混合核心實質上是微核心，只不過它讓一些微核結構執行在用戶空間的代碼執行在核心空間，這樣讓核心的執行效率更高些。這是一種妥協做法，設計者參考了微核心結構的系統執行速度不佳的理論。 大多數現代作業系統遵循這種設計範疇，是用微核心的概念來設計，但是實作上則採用整塊性核心的作法，結合微核心（Micro kernel）與整塊性核心（Monolithic kernel）兩種設計方法，形成第三種分類。但是這種分類法受到一些批評，如林纳斯·托瓦兹認為這種分類只是一種市場行銷手法，因為它的架構實作方式接近於整塊性核心。 最有名的混合核心為Windows NT核心與XNU。.

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