本章詳細地分析了作業系統的結構，主要從三個問題入手。
本節回答了第乙個問題，1）為使用者提供了什麼服務？
幾乎所有的系統都有使用者介面，因為作業系統要和使用者進行互動。
命令解釋程式
命令解釋程式稱為外殼（shell）：乙個任務開始或首次登陸時就會執行。功能就是獲取並執行使用者輸入的命令。有兩種實現命令解釋程式的方法。
（1）這些命令的實現**本身就包含在命令解釋程式中。這樣的話，新增乙個命令就需要重新編寫命令解釋程式，shell所能執行的命令越多，則本身就越大。
（2）另一種就是不必理解命令，只是通過命令確定乙個檔案，把檔案中載入到記憶體並執行。這樣新增命令時無須修改命令解釋程式。例如
rm file.txt圖形使用者介面
gui滑鼠、手勢。
本節回答了第2個問題，2）怎麼提供的服務？(給應用程式設計師的介面)
系統呼叫 提供作業系統服務介面
即使進行一些簡單的程式，也需要大量的系統呼叫。
什麼是系統呼叫？
系統呼叫就是一種特殊的介面。通過這個介面，使用者可以訪問核心空間。系統呼叫規定了使用者程序進入核心的具體位置。
系統呼叫是使用者程序進入核心的介面層，它本身並非核心函式，但它是由核心函式實現，進入核心後，不同的系統呼叫會找到各自對應的核心函式，這些核心函式被稱為系統呼叫的「服務例程」。比如系統呼叫getpid實際呼叫了服務例程為sys_getpid(),或者說系統呼叫getpid是服務例程sys_getpid()的「封裝例程」。
具體步驟：使用者程序–>系統呼叫–>核心–>返回使用者空間。
系統呼叫就是為了解決上述問題而引入的，是提供給使用者的「特殊介面」。
系統呼叫規定使用者程序進入核心空間的具體位置。
1.程式執行空間從使用者空間進入核心空間。
2.處理完後再返回使用者空間。
api是給應用程式開發人員使用的，是程式設計師在使用者空間下可以直接使用的函式介面。是一些預定義的函式，比如常用的read()、malloc()、free()、abs()函式等，這些函式都具有一定功能，說明了如何獲得乙個給定的服務，跟核心沒有必然的聯絡。提**用程式與開發人員基於某軟體或硬體的以訪問一組例程的能力，而又無需訪問原始碼，或理解內部工作機制的細節。
二者的區別 ？
為什麼應用程式設計師根據api來程式設計而不是直接使用系統呼叫？乙個好處就是涉及程式的可移植性。
呼叫者無需知道如何實現系統呼叫，只需遵循api，就知道呼叫系統呼叫後作業系統做了什麼。通過api，作業系統介面的大多數細節可以隱藏起來。
api是使用者程式直接可以使用的函式介面，但如果每個作業系統都擁有只屬於自己的api，那麼應用程式的移植性將會很差。基於posix（portable operating system inte***ce）標準的api擁有很好的可移植性，它定義了一套posix相容標準，這使得按這個標準實現的api可以在各種版本的unix中使用。現如今，它也可以在除unix之外的作業系統中使用，比如linux，windows nt等。
系統呼叫可以分為6大類
程序控制
檔案管理
裝置管理
資訊維護
通訊保護
系統程式，也叫系統工具,為程式開發和執行提供了乙個方便的環境。看圖就知道系統程式的功能和作用了。
除了系統程式，大多數作業系統還提供了常用的應用程式，如 ie瀏覽器，截圖工具，紙牌遊戲……
從本節之後，回答了第3個問題，3）系統設計人員該怎麼設計系統？
設計目標
機制與策略
策略與機制分離：機制決定如何做，策略決定做什麼。
實現最底層採用彙編，高層函式採用c，系統程式採用c/c++，也可用解釋性指令碼語言perl或python.
1）簡單結構
簡單結構的兩個例項就是ms-dos和unix。
由於空間小，沒有很好的區分功能的介面和層次。例如，應用程式可以訪問io裝置驅動程式。
最初的unix作業系統，核心通過系統呼叫，可提供檔案系統、cpu排程、記憶體管理和其他功能，都在核心層這一層中。使得難以實現與設計，但是系統呼叫的介面和核心通訊的開銷非常小。
2）分層方法
作業系統唄分為若干層，最底層是硬體，最高層為使用者介面。
優點：簡化了設計和實現，每一層只呼叫它的下一層。
缺點：不好定義各層，（即不知道這個功能該屬於哪一層）。還有就是效率低。
3）微核心
微核心只提供：程序管理、記憶體管理、程序間通訊。
而其他檔案系統、裝置驅動程式……則在使用者模式下執行，通訊是通過訊息傳遞來提供的。
優點：便於擴充套件作業系統，新增新服務時在使用者空間新增即可，無需修改核心。還有就是便於移植到不同的硬體平台。
缺點：增加系統的開銷。
4）模組
最佳的方法：可載入的核心模組
核心提供核心服務，而其他服務可在核心執行時動態實現。
整體像是分層系統，因為每個核心部分都定義好介面，但比分層系統更靈活，因為可以動態載入模組。
又像是微核心，主模組只有核心功能，但更有效，模組之間呼叫訊息傳遞來進行通訊。
linux採用可載入核心模組，主要用於載入裝置驅動程式和檔案系統。
實際上，很少有作業系統採用上述4中結構中的單一結構，而是根據需求，組合各自特點，形成了混合系統。如 mac os x, ios, android.故障分析
效能優化
作業系統的發行通常採用磁碟、cd-rom、***-rom或iso映象。
為了生成系統，可以使用乙個特殊程式，這個sysgen程式從給定檔案讀取或詢問操作員硬體配置，或直接檢測硬體配置。
根據配置從庫中選擇模組，鏈結起來，生成作業系統。
上電開機或者重新啟動，指令暫存器載入某個預先定義的記憶體位置，從該位置開始執行。該位置就是初始引導程式所在，一般在rom中。
引導程式完成診斷機器的各個硬體部分，
整個引導程式載入後，可遍歷檔案系統以尋找作業系統核心，將其載入到記憶體中，並開始執行，至此，才可以說作業系統在執行（running）.
##至此，前兩章已結束，即概論部分結束，從下一章開始就分模組介紹作業系統的各個部分，更加的細緻和深入。重溫作業系統2（作業系統的邏輯結構）
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作業系統 二 作業系統結構
好好學習，天天向上本文已收錄至我的github倉庫daydayup 使用者介面 程式執行 i o 操作 檔案系統操作 通訊 錯誤檢測 增值服務 資源分配 統計 保護和安全 作業系統服務 作業系統程式介面 系統呼叫 作業系統使用者介面 系統程式 既然作業系統有這麼多的服務，那麼我們平時是怎麼去使用作業...
作業系統 2 作業系統介面
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