【无结构操作系统】

在早期，操作系统的开发者只是将注意力放在功能的实现和获得高的效率上，缺乏首尾一致的设计思想

此时 OS 是为数众多的一组过程的集合，每个过程可以任意地调用其他过程，使得操作系统内部结构混乱又复杂

因此，这种 OS 是无结构的，也有人将其称为整体系统结构

【模块化操作系统】

20 世纪 60 年代，随着模块化程序设计技术的出现，操作系统的编写也开始利用该技术

该技术是基于分解与模块化的原则来控制大型软件的复杂度

为使 OS 具有较清晰的结构，OS 的设计按照模块-接口法来进行，即按其功能精心地划分为若干具有一定独立性的模块，每个模块具有某方面的管理功能，各模块间能通过接口实现交互

同时，进一步将各个模块分为若干具有一定功能的子模块，同样也规定好他们之间的接口

该方法不仅提高设计的正确性、可理解性、可维护性，还增强了 OS 的可适应性，通过对相应功能模块增减和修补，可以满足新需求，同时还加速了开发过程

但该方法同样存在不少问题，在设计初期，模块划分和接口规定是十分不精确的，并且很难保证其完全正确，这会使得接口规定与实际完成的模块需求不匹配，而出现装配困难

此外，各模块的设计齐头并进，没有决策顺序，是一种 “无序” 模块，模块间仍会有复杂依赖关系，这反而可能会使 OS 结构不清晰

为将模块-接口法中决定顺序的无序性变为有序性，引入了有序分层法，即在目标系统 $A_n$ 和逻辑系统 $A_0$ 间，铺设若干层次的软件 $A_1,A_2,…,A_{n-1}$，使得 $A_n$ 通过 $A_{n-1},…,A_2,A_1$ 层后，最终能在 $A_0$ 上运行

在分层式操作系统中，采用自底向上的有序分层法，每一步设计都建立在可靠基础上，每一次仅能使用其底层所提供的功能与服务，由此使得系统的调试与验证变得十分容易

由于各层之间只存在单向的依赖关系，即高层仅依赖紧邻的低层，这保证了系统正确性，使得系统容易维护与扩充

但由于分层单向依赖，当执行一个功能时，总要自下而上地穿越多层，这增加系统通信开销，降低了效率

微内核操作系统，即实现了一个可在其上构建通用 OS 的基础内核，该内核程序运行在核心态，开机常驻内存

当前微内核操作系统结构仍没有一致公认的定义，但可从以下 4 方面进行描述：

微内核包含的基本功能有：进程管理、低级存储管理、中断和陷入处理等，调度算法、虚拟内存的页面置换算法等都放入外部服务器中实现

对于微内核操作系统来说，只有内核能访问硬件，服务器在用户态出错时绝不会导致系统瘫痪，同时其可移植性强，尤适用于分布式系统