Arquitectura de Windows NT

L'arquitectura de Windows NT, una línia de sistemes operatius produïts i venuts per Microsoft, és un disseny en capes que consta de dos components principals, el mode d'usuari i el mode del nucli. És un sistema operatiu multitasca preventiu i reentrant, que ha estat dissenyat per funcionar amb ordinadors basats en uniprocessador i multiprocessador simètric (SMP). Per processar les sol·licituds d'entrada/sortida (I/O), utilitza E/S impulsada per paquets, que utilitza paquets de sol·licitud d'E/S (IRP) i E/S asíncrona. A partir de Windows XP, Microsoft va començar a fer disponibles versions de Windows de 64 bits; abans d'això, només hi havia versions de 32 bits d'aquests sistemes operatius.

Els programes i subsistemes en mode usuari estan limitats pel que fa als recursos del sistema als quals tenen accés, mentre que el mode nucli té accés sense restriccions a la memòria del sistema i als dispositius externs. El mode nucli a Windows NT té accés complet al maquinari i als recursos del sistema de l'ordinador. El nucli de Windows NT és un nucli híbrid; l'arquitectura inclou un nucli simple, una capa d'abstracció de maquinari (HAL), controladors i una sèrie de serveis (anomenats col·lectivament Executive), que existeixen tots en mode nucli.^[1]

El mode d'usuari a Windows NT està format per subsistemes capaços de passar sol·licituds d'E/S als controladors de dispositiu del mode nucli adequats mitjançant el gestor d'E/S. La capa de mode d'usuari de Windows NT està formada pels "subsistemes d'entorn", que executen aplicacions escrites per a molts tipus diferents de sistemes operatius, i el "subsistema integral", que opera funcions específiques del sistema en nom dels subsistemes d'entorn. El mode del nucli impedeix que els serveis i les aplicacions del mode d'usuari accedeixin a àrees crítiques del sistema operatiu a les quals no haurien de tenir accés.

Les interfícies executives, amb tots els subsistemes de mode d'usuari, s'ocupen de l'E/S, la gestió d'objectes, la seguretat i la gestió de processos. El nucli es troba entre la capa d'abstracció de maquinari i l'executiu per proporcionar sincronització multiprocessador, programació i enviament d'interrupcions i fils, i gestió de trampes i enviament d'excepcions. El nucli també és responsable d'inicialitzar els controladors del dispositiu a l'arrencada. Els controladors en mode nucli existeixen en tres nivells: controladors de més alt nivell, controladors intermedis i controladors de baix nivell. El model de controlador de Windows (WDM) existeix a la capa intermèdia i es va dissenyar principalment per ser binari i compatible amb les fonts entre Windows 98 i Windows 2000. Els controladors de nivell més baix són controladors de dispositiu Windows NT heretats que controlen un dispositiu directament o poden ser un bus de maquinari Plug and Play (PnP).