早期系统还不太大，主要致力于提高功能的实现和获得较高的效率.因此没有注意设计结构，而是一个整体的.
随着操作系统规模越来越大，之前无结构的设计模式，会使得操作系统越来越复杂混乱，不利于后期维护人员的维护.因此出现了模块化设计结构.它按功能划分为各个独立性的模块，比如进程管理模块，存储器管理模块，I/O设备管理模块，算数逻辑模块等.这样结构清晰，利于管理.
设计基本原则：每一步设计都是建立在可靠的基础上，保质保量.每一层仅能使用更低一层提供的服务和功能.这样就使系统更容易调试和管理. 缺点就是： 效率变低.由于层与层之间是单向依赖的，相邻层之间需要建立通信机制，os每执行一个功能都需要自上而下穿越多个层次，必将造成操作系统的开销和消耗.
微内核并非一个完整的OS，它只是操作系统中最基本的部分.他只是为了构建其他操作系统的基础.其他系统在此基础上，扩展. 微内核主要功能： 1.实现与硬件的紧密处理 2.实现一些基本的功能
设备管理得主要功能有 缓冲区管理，设备分配，设备处理，虚拟设备以及实现设备独立性。
说到设备管理，那么就该想到I/O。
输入/输出（Input /Output ,简称I/O），指的是一切操作、程序或设备与计算机之间发生的数据传输过程。
输入/输出系统(Input/Output System) ，实现数据得输入，输出以及数据存储得系统。
输入/输出设备，就是指可以与计算机进行数据传输的硬件。
最常见的I/O设备有打印机、硬盘、键盘和鼠标。
从严格意义上来讲，它们中有一些只能算是输入设备（比如说键盘和鼠标）；有一些只是输出设备（如打印机）。
所有储存器也可以算是输入/输出设备。如硬盘、软盘、光盘，U盘等。
1.2.1按照使用特性分类：
（1）.存储器设备
这里得存储器设备指的是外存储设备，也叫外存和辅助存储器，通俗讲，就是硬盘，U盘，等外部存储器。
（2）.输入输出设备（外界能与计算机进行数据交互得设备）
输入设备有：鼠标，键盘，扫描仪，视频摄像和各类传感器。
输出设备通常是由计算机加工处理后的信息送向外部的设备，比如打印机，显示器，音响。
1.2.2按照传输速率分：
（1）.低速设备（2）.中速设备（3）.高速设备
1.2.3.按信息交换的单位
（1）.块设备。数据的存取是以数据块为单位，属于结构设备。
磁盘属于典型的块设备，每个盘块大小为512kb–4kb。这样传输速率较高。
（2）字符设备。基本单位是字符。字符设备 种类繁多，比如打印机。
1.2.4.按照共享属性
（1）.独占设备。
一段时间内只允许一个用户进程访问的设备，叫独占设备，也叫独占资源，临界资源。
打印机一段时间内不能同时打印及几个东西，只能一个东西打印完后，再打印。
打印机属于独占设备
（2）.共享设备
一段时间内允许多个用户进程访问的设备。但是对于每一时刻而言，这类设备仍然只允许一个进程访问。
共享设备常见的是磁盘。一段时间内可以有多个用户程序进行数据的传输交换。比如 在这一段时间内，我既可以存qq的数据，然后我又存一些微信的数据。
（3）虚拟设备
因为一些独占设备，只能一个进程一个进程的访问，因此我们可以虚拟化出另一个同样的设备出来，这样就可以供多个用户程序使用了。
cpu由算术逻辑单元（ALU）和寄存器（小块内存）以及RAM（随机存取存储器设备，也叫内存）构成，可见他的功能负责对数据进行运算。
设备需要与cpu之间进行数据传输，也就是两者之间需要通信。但是设备不是之间与cpu之间进行通信，，而是与设备控制器通信，因此在I/O设备中需要有能与设备控制器进行通信接口。
设备与设备控制器之间的通信又需要几种控制线进行控制。
1）数据信号线，顾名思义，就是设备控制器与设备之间传送数据的信号。
对于输入设备而言，数据都是先放到缓冲器中，达到一定字节之后，才会交给设备管理器处理。
对于输出设备，数据由设备管理器通过数据信号线，传送到缓冲中，经转换器适当转换后再逐个输出。
2）状态控制控制线
控制操作的。比如 控制这个设备一直进行读操作。
3）状态信号线
传送当前设备的状态的信号。比如 想设备管理器传送，这个打印机设备还在打印。
1）设备控制器是一个实体，不是一串代码，他的功能就是处理一个或多个设备与计算机之间的数据交换。
我们之前说过，设备并不是直接与计算机之间进行数据交换，而是通过先和设备管理器进行交流，其次，设备管理器与cpu之间进行数据交换。
设备的不同类，导致设备控制器也有诸多类。不同类的设备控制器类别还比较大。
大多数控制器都有三部分组成
1.设备控制器与处理机之间的接口
2.设备控制器与设备的接口
3.I/O逻辑
设备控制器能进行一些简单的数据处理，分担了一些cpu的任务，而处理数据必不可少的就是逻辑运算的能力。因此设备控制器还有简单的I/O逻辑。
cpu处理繁复的I/O操作，必然负担很重，因此我们希望能将cpu从其中解脱出来，让cpu由时间处理其他的数据。
由此，出现了设备控制器，管理控制设备与cpu之间的数据处理。=，同时也替cpu分担了些数据处理的任务。
但，远远不够，cpu负担仍然很重。。。。
由此，我们在cpu与设备之间设置了I/O通道。
这个通道的作用就是替cpu处理设备传送过来的数据，这个通道是一种特殊的处理机，能够执行I/O指令。
比如，我在键盘上，输入“你好”,然后通道就处理这个指令，将“你好”两个字显示在屏幕上。
总的来说，它就是一种特殊的处理机，替cpu处理了一些I/O操作。
程序的运行是靠进程，当进程需要某个设备进行启动时，cpu向相应的设备控制器发出指令，然后设备控制器控制设备的启动，cpu仅仅只是发出一条I/O命令给设备控制器，之后就不管了，继续执行自己的任务。当设备数据传输完之后，cpu才再次出来，发送一条I/O中断命令。
中断驱动方式，是以字节为单位进行数据传输的，因此中断驱动方式比较低效，
比如读取磁盘中1kb的数据，需要cpu中断1k次。因此后面引入DMA I/O控制方式
这种方式传输数据的基本单位是数据块，传送的数据都是直接从设备到内存，较之以往，以字节为单位，效率高得多。
