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操作系統的組成部分

發布時間: 2012/9/13 17:47:57

　　操作系統理論研究者有時把操作系統分成四大部分：

驅動程序- 最底層的、直接控制和監視各類硬件的部分，它們的職責是隱藏硬件的具體細節，并向其他部分提供一個抽象的、通用的接口。

內核- 操作系統之最內核部分，通常運行在最高特權級，負責提供基礎性、結構性的功能。

接口庫- 是一系列特殊的程序庫，它們職責在于把系統所提供的基本服務包裝成應用程序所能夠使用的編程接口（API），是最靠近應用程序的部分。例如，GNU C運行期庫就屬于此類，它把各種操作系統的內部編程接口包裝成ANSI C和POSIX編程接口的形式。

外圍- 所謂外圍，是指操作系統中除以上三類以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高級服務的部件。例如，在微內核結構中，大部分系統服務，以及UNIX/Linux中各種守護進程都通常被劃歸此列。

當然，本節所提出的四部結構觀也絕非放之四海皆準。例如，在早期的微軟視窗操作系統中，各部分耦合程度很深，難以區分彼此。而在使用外核結構的操作系統中，則根本沒有驅動程序的概念。因而，本節的討論只適用于一般情況，具體特例需具體分析。

操作系統中四大部分的不同布局，也就形成了幾種整體結構的分野。常見的結構包括：簡單結構、層結構、微內核結構、垂直結構、和虛擬機結構。

內核結構

內核是操作系統最內核最基礎的構件，因而，內核結構往往對操作系統的外部特性以及應用領域有著一定程度的影響。盡管隨著理論和實踐的不斷演進，操作系統高層特性與內核結構之間的耦合有日趨縮小之勢，但習慣上，內核結構仍然是操作系統分類之常用標準。

內核的結構可以分為單內核、微內核、超微內核、以及外核等。

單內核結構是操作系統中各內核部件雜然混居的形態，該結構于1960年代（亦有1950年代初之說，尚存爭議），歷史最長，是操作系統內核與外圍分離時的最初形態。

微內核結構是1980年代產生出來的較新的內核結構，強調結構性部件與功能性部件的分離。20世紀末，基于微內核結構，理論界中又發展出了超微內核與外內核等多種結構。盡管自1980年代起，大部分理論研究都集中在以微內核為首的“新興”結構之上，然而，在應用領域之中，以單內核結構為基礎的操作系統卻一直占據著主導地位。

在眾多常用操作系統之中，除了QNX和基于Mach的UNIX等個別系統外，幾乎全部采用單內核結構，例如大部分的Unix、Linux，以及Windows（微軟聲稱Windows NT是基于改良的微內核架構的，盡管理論界對此存有異議）。微內核和超微內核結構主要用于研究性操作系統，還有一些嵌入式系統使用外核。

基于單內核的操作系統通常有著較長的歷史淵源。例如，絕大部分UNIX的家族史都可上溯至1960年代。該類操作系統多數有著相對古老的設計和實現（例如某些UNIX中存在著大量1970年代、1980年代的代碼）。另外，往往在性能方面略優于同一應用領域中采用其他內核結構的操作系統（但通常認為此種性能優勢不能完全歸功于單內核結構）。

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