Architettura Windows NT

L'architettura Windows NT è una famiglia dei sistemi operativi prodotti da Microsoft. Usano quest'architettura Windows NT 3.5x, 2000, XP, Server 2003, Vista, Server 2008, 7, Server 2008 R2, 8, Server 2012, 8.1, Server 2012 R2, Phone 8, Phone 8.1, 10, 10 Mobile, Server 2016, Server 2019, Server 2022 e 11.

Sono tutti sistemi operativi a multitasking con prelazione, progettati per lavorare su macchine Intel x86 sia a singolo sia a multiprocessore (SMP).

A partire da XP, Microsoft ha cominciato a sviluppare il supporto nei suoi sistemi operativi, prima il suo sistema operativo era basato su un modello a 32-bit. L'architettura della linea di sistemi operativi NT è altamente modulare e si struttura in due strati principali: user mode e kernel mode. I programmi ed i sottosistemi in user mode sono limitati in termini di risorse di sistema alle quali possono accedere, mentre ciò che gira in kernel mode gode di un accesso alla memoria centrale ed ai device esterni senza restrizioni. Il kernel dei sistemi operativi di questa linea è conosciuto come kernel ibrido - tuttavia non è essenzialmente un kernel monolitico in qualche modo strutturato come un microkernel. L'architettura comprende un kernel ibrido, un Livello di astrazione dell'Hardware (HAL), driver che vivono in kernel mode.

Lo user mode nella linea Windows NT è realizzato tramite un sottosistema capace di passare le richieste I/O agli appropriati driver software in kernel mode usando un manager di I/O. Lo user mode di Windows 2000 è fatto di due sottosistemi: Il sottosistema d'Ambiente, che può eseguire applicazioni scritte per diversi sistemi operativi, ed il sottosistema integrato, che svolge le funzioni specifiche del sistema operativo. Il kernel mode in Windows 2000 ha accesso completo alle risorse hardware di sistema, inoltre ha la funzione di interdire ai servizi in user mode l'accesso ad aree critiche del sistema operativo alle quali non dovrebbero avere accesso.

Le interfacce Executive, assieme a tutti i sottosistemi user mode, gestiscono I/O, oggetti, processi e sicurezza. Il kernel si pone tra l'HAL e l'Executive per la sincronizzazione multiprocessore, i thread ed interrupt scheduling e dispatching, trap handling ed exception dispatching. Il kernel ha inoltre la funzione di inizializzare i driver dei dispositivi all'avvio. I driver possono girare in Kernel mode in tre livelli: alto (highest level drivers), medio (intermediate drivers) e basso (low level drivers). Il Modello di driver Windows (Windows Driver Model, WDM) è di livello medio e fu ideato per essere compatibile sia a livello binario che di codice sorgente tra Windows 98 e 2000. I driver di basso livello possono essere o driver supportati in retrocompatibilità che controllano un dispositivo in modo diretto, o un bus hardware Plug and Play.