[科普中国]-操作系统结构

整体式结构

整体式结构也叫简单结构或无结构，在早期设计开发操作系统时，设计者只是把注意力放在功能的实现和获得高的效率上。整个操作系统的功能由一个一个的过程来实现，这些过程之间又可以相互调用，导致操作系统变为一堆过程的集合，其内部结构复杂又混乱。因此这种操作系统没有结构可言。

这种早期的整体式结构的最大优点就是接口简单直接，系统效率高 但是却有很多的缺点：没有可读性，也不具备可维护性，一旦某一个过程出了问题，凡是与之存在调用关系的过程都要修改，所以给调试和维护人员带来许多麻烦，有时为了修改系统中的错误还不如重新设计开发一个操作系统。因此，这种早期的整体式结构现在已经淘汰不用了。1

模块化结构模块化结构是指将整个操作系统按功能划分为若干个模块，每个模块实现一个特定的功能。模块之间的通信只能通过预先定义的接口进行。或者说模块之间的相互关系仅限于接口参数的传递。

在这种模块化结构中，模块的划分并不是随意的．而是要遵循一一定的原则，即模块与f其块之间的关联要尽可能地少，而模块内部的关联要尽可能地紧密这样划分出来的模块之间具备一定的独立性，从而减少了模块之间的复杂的调用关系，使得操作系统的结构变得清晰：而模块内部各部分联系紧密，使得每个模块都具备独立的功能。1

层次结构所谓的层次结构，就是把操作系统所有的功能模块按照功能调用次序分别排成若干层，各层之间的模块只有单向调用关系(例如，只允许上层或外层模块调用下层或内层模块)。分层的优点是：

(1)把功能实现的无序性改成有序性，可显著提高设计的准确性。

(2)把模块问的复杂依赖关系改为单向依赖关系，即高层软件依赖于低层软件。

E.W.Dijkstra于1968年发表的THE多道程序设计系统第一次提出了操作系统的分层结构方法。整个THE系统分为6层。2

微内核结构微内核(MicroKernel)OS结构是在20世纪90年代发展起来的，是以客户，服务器体系结构为基础、采用面向对象技术的结构，能有效地支持多处理器，非常适用于分布式系统。

微内核是一个能实现OS功能的小型内核，运行在核心态，且常驻内存，它不是一个完整的OS．只是为构建通用OS提供基础。微内核的基本功能包括进程管理、存储器管理、进程间通信、I/O设备管理。此时，操作系统由两大部分组成，即运行在核心态的内核和运行在用户态并以客户，服务器方式运行的进程层。3