什么是操作系統(tǒng)？
現(xiàn)在世面上的操作系統(tǒng)個(gè)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(jìn)程管理， 內(nèi)存管理，文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通訊，安全機(jī)制，用戶界面，驅(qū)動(dòng)程序等。
同時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的基本架構(gòu)也都是類似的，包括應(yīng)用層， API層， 內(nèi)核層。
先說應(yīng)用層， 系統(tǒng)應(yīng)用(System Application)是指系統(tǒng)自帶的關(guān)鍵進(jìn)程， 比如Windows和Mac都會(huì)有自己的Shell進(jìn)程， Windows是Explorer.exe, Mac是Find.com. 用戶應(yīng)用(User Application)是指我們自己開發(fā)的應(yīng)用程序, 比如QQ，Photoshop。系統(tǒng)應(yīng)用和用戶應(yīng)用本質(zhì)上沒什么區(qū)別，都是通過系統(tǒng)API實(shí)現(xiàn)的，但是系統(tǒng)應(yīng)用因?yàn)槭遣僮飨到y(tǒng)開發(fā)公司的自家程序， 很多時(shí)候可以調(diào)用未公開的API。
再說API層，API層內(nèi)部很多時(shí)候可以分更多的層， 比如Android會(huì)把這層分為Library和Application Framework, Mac和ios會(huì)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(tái)會(huì)用不同的語言實(shí)現(xiàn)， 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(nèi)核既是程序在CPU處理器上運(yùn)行的調(diào)度器，也是訪問外部設(shè)備的橋梁，同時(shí)又提供了安全服務(wù)。操作系統(tǒng)內(nèi)核類型， 包括微內(nèi)核，宏內(nèi)核，混合內(nèi)核。宏內(nèi)核(Monolithic, 也稱單內(nèi)核，巨內(nèi)核)， 將所有系統(tǒng)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(jìn)程，Linux/Unix都是典型的宏內(nèi)核。 微內(nèi)核(Microkernel), 內(nèi)核只負(fù)責(zé)最關(guān)鍵的任務(wù)調(diào)度和內(nèi)存管理，其他功能全都交給外部用戶態(tài)的服務(wù)程序完成，該架構(gòu)下內(nèi)核會(huì)很穩(wěn)定，但是效率太低， Mac OS X內(nèi)核XNU的核心Mach是一個(gè)微內(nèi)核。混合內(nèi)核（hybrid kernel）結(jié)合了2種內(nèi)核的優(yōu)點(diǎn)， Windows和Mac是典型的混合內(nèi)核。
Windows的基本架構(gòu)可以參考我的這篇<<理解 Windows API 調(diào)用過程>>和<<理解WinRT >>。
我們?cè)倏串?dāng)前市面上流行的操作系統(tǒng)的種類以及它們之間的關(guān)系，主要包括桌面端(PC)，移動(dòng)端（Mobile）， 還有服務(wù)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(tǒng)之間有何關(guān)系？
這些系統(tǒng)實(shí)際上都不是獨(dú)立存在的，很多系統(tǒng)是從另外一個(gè)系統(tǒng)"進(jìn)化"而來，下圖展現(xiàn)了這種關(guān)系：
其中ChromeOS可能國內(nèi)大家用的不多， 它Google ChromeBook的OS系統(tǒng)，北美學(xué)校比較流行，主要以Web為界面開發(fā)工具，C/C++為后臺(tái)開發(fā)工具。
最后，上面我也可以看到幾家操作系統(tǒng)大公司的布局：
蘋果希望借助Mac OS和ios統(tǒng)一PC和Mobile市場(chǎng)， 這2個(gè)系統(tǒng)盡管運(yùn)行在不同的硬件架構(gòu)上(x86和ARM), 但是蘋果應(yīng)該視用同一份代碼代碼開發(fā)的（內(nèi)部用宏做區(qū)分），應(yīng)用層也用同一套API(Cocoa).
微軟希望借助Win10的UWP統(tǒng)一PC和Mobile市場(chǎng)，Win phone7本來是采用Win CE架構(gòu)的, Win Phone8之后微軟改成了NT架構(gòu)，這樣和PC就實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，具體我在<<GDI VS Dxgi>>也有相關(guān)闡述。
Google以開放的姿態(tài)，它的Android和ChromeOS分別有個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)（Google Play Store和Google Chrome Store)，好像有合并的打算，同時(shí)Google內(nèi)部也在開發(fā)”Fuchsia“新操作系統(tǒng)。
蘋果和微軟的戰(zhàn)略很相似，Google相對(duì)有些不一樣，未來會(huì)誰勝誰負(fù)，我們拭目以待吧。
posted on 2016-11-27 22:25
Richard Wei 閱讀(1756)
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