分层操作系统

分层结构是一种系统结构，其中操作系统的不同服务被分成不同的层，每一层都有一个特定的明确定义的任务来执行。它的创建是为了改进预先存在的结构，如整体结构 (UNIX) 和简单结构 (MS-DOS)。

示例 – Windows NT 操作系统使用这种分层方法作为其中的一部分。

设计分析：
如图所示，整个操作系统分为几个层(从 0 到 n )。每一层都必须有自己的特定函数来执行。在层的实现中有一些规则如下。

1. 最外层必须是用户界面层。
2. 最内层必须是硬件层。
3. 一个特定的层可以访问它下面的所有层，但它不能访问它上面的层。即第 n-1 层可以访问从 n-2 到 0 的所有层，但不能访问第 n 层。

因此，如果用户层想要与硬件层交互，响应将通过从 n-1 到 1 的所有层。每一层必须被设计和实现，以便它只需要由它下面的层提供的服务.

分层操作系统设计

优点 ：
这种设计有几个优点：

1. 模块化：
   这种设计促进了模块化，因为每一层只执行它计划执行的任务。
2. 轻松调试：
   由于层是离散的，因此很容易调试。假设CPU调度层出现错误，开发者只能搜索该特定层进行调试，不像单体系统那样所有的服务都存在。
3. 轻松更新：
   在特定层中进行的修改不会影响其他层。
4. 不能直接访问硬件：
   硬件层是设计中存在的最内层。因此，用户可以使用硬件的服务，但不能直接修改或访问它，这与用户可以直接访问硬件的简单系统不同。
5. 抽象：
   每一层都关心自己的功能。所以其他层的功能和实现对它来说是抽象的。

缺点：
尽管该系统与 Monolithic 和 Simple 设计相比有几个优点，但也存在以下一些缺点。

1. 复杂而仔细的实施：
   由于一个层可以访问其下层的服务，所以层的安排必须小心。例如，后备存储层使用内存管理层的服务。所以它必须保持在内存管理层之下。因此，强大的模块化带来了复杂的实现。
2. 执行速度较慢：
   如果一个层想要与另一层交互，它会发送一个请求，该请求必须穿过两个交互层之间存在的所有层。因此，它增加了响应时间，与比这更快的单片系统不同。因此，层数的增加可能会导致非常低效的设计。