什么是操作系統？
現在世面上的操作系統個可以說是百花齊放，但是它們的基本功能都是類似的， 包括：
進程管理， 內存管理，文件系統，網絡通訊，安全機制，用戶界面，驅動程序等。
同時我們會發現它們的基本架構也都是類似的，包括應用層， API層， 內核層。
先說應用層， 系統應用(System Application)是指系統自帶的關鍵進程， 比如Windows和Mac都會有自己的Shell進程， Windows是Explorer.exe, Mac是Find.com. 用戶應用(User Application)是指我們自己開發的應用程序, 比如QQ，Photoshop。系統應用和用戶應用本質上沒什么區別，都是通過系統API實現的，但是系統應用因為是操作系統開發公司的自家程序， 很多時候可以調用未公開的API。
再說API層，API層內部很多時候可以分更多的層， 比如Android會把這層分為Library和Application Framework, Mac和ios會把它分為分為Core Service和Media。API層盡管最底層都是C/C++, 但是上層不同平臺會用不同的語言實現， 比如Android選擇用Java封裝Framework; Mac/ios選擇用Objective-C封裝Cocoa框架; Windows就更豐富了，有Windows C API，也有COM API，甚至還有WinRT API， 在這些C/C++ API上層，還有為不同語言(.net)封裝的新API。
最后說Kernel層，內核既是程序在CPU處理器上運行的調度器，也是訪問外部設備的橋梁，同時又提供了安全服務。操作系統內核類型， 包括微內核，宏內核，混合內核。宏內核(Monolithic, 也稱單內核，巨內核)， 將所有系統功能都放在同一地址空間中，甚至將該地址空間映射到所有進程，Linux/Unix都是典型的宏內核。 微內核(Microkernel), 內核只負責最關鍵的任務調度和內存管理，其他功能全都交給外部用戶態的服務程序完成，該架構下內核會很穩定，但是效率太低， Mac OS X內核XNU的核心Mach是一個微內核。混合內核（hybrid kernel）結合了2種內核的優點， Windows和Mac是典型的混合內核。
Windows的基本架構可以參考我的這篇<<理解 Windows API 調用過程>>和<<理解WinRT >>。
我們再看當前市面上流行的操作系統的種類以及它們之間的關系，主要包括桌面端(PC)，移動端（Mobile）， 還有服務器端(Server)，大概分布如下：
PC: Windows, Mac, ChromeBook
Mobile: Android, ios, WinPhone
Server: Linux, Unix
這些操作系統之間有何關系？
這些系統實際上都不是獨立存在的，很多系統是從另外一個系統"進化"而來，下圖展現了這種關系：
其中ChromeOS可能國內大家用的不多， 它Google ChromeBook的OS系統，北美學校比較流行，主要以Web為界面開發工具，C/C++為后臺開發工具。
上面我也可以看到系統的2個大分支， 一個是Unix/Linux, 另外一個視Windows分支，我在<<關于字符集，編碼格式，大小端的簡單總結>>最后也提到了2個分支關于UFT8和Unicode16的區別。
最后，上面我也可以看到幾家操作系統大公司的布局：
蘋果希望借助Mac OS和ios統一PC和Mobile市場， 這2個系統盡管運行在不同的硬件架構上(x86和ARM), 但是蘋果應該視用同一份代碼代碼開發的（內部用宏做區分），應用層也用同一套API(Cocoa).
微軟希望借助Win10的UWP統一PC和Mobile市場，Win phone7本來是采用Win CE架構的, Win Phone8之后微軟改成了NT架構，這樣和PC就實現了統一，具體我在<<GDI VS Dxgi>>也有相關闡述。
Google以開放的姿態，它的Android和ChromeOS分別有個應用市場（Google Play Store和Google Chrome Store)，好像有合并的打算，同時Google內部也在開發”Fuchsia“新操作系統。
蘋果和微軟的戰略很相似，Google相對有些不一樣，未來會誰勝誰負，我們拭目以待吧。
posted on 2016-11-27 22:25
Richard Wei 閱讀(1772)
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