作業系統的體 繫結構是一個開放的問題。作業系統在核心態威應用程式提供公共的服務，那麼作業系統在核心態應該提供什麼服務，怎樣提供服務？有關這個 問題的回答，形成了兩種主要的體系結構：大核心與微核心。

大核心系統將作業系統的主要內容模組都作為一個緊密聯絡的整體執行在核心態，從而為應用提供高效能的系統服務。因為各管理模組之間共享資訊，能有效 利用相互之間的有效特性， 所以具有無可比擬的效能優勢。

但隨著體系結構和應用需求的不斷髮展，需要作業系統提供的服務越來越多，而且介面形式越來越複雜，作業系統的設計模式也急劇增長，作業系統也面臨著“軟體危機”困境。為此，作業系統設計人員試圖按照複雜性、時間常數、抽象級別等因素。將 作業系統核心分為基本程序管理、 虛存、I/O與裝置管理、IPC、檔案系統等幾個層次，繼而定義層次之間的服務結構，提高作業系統核心設計上的模組化。但是由於層次之間的 互動關係錯綜複雜，定義清晰的層次介面非常困難，複雜的互動關係也使得層次之間的界限極其模糊。

為解決作業系統的核心程式碼難以維護的問題，於是提高了微核心的體系結構。它將核心中最基本的功能（如程序管理）保留在核心，而將那些不需要再核心態執行的功能移到使用者態執行，從而降低了核心的設計複雜性。而那些移 除核心的作業系統程式碼根據分層的原則被劃分為若干服務程式，他們的執行相互獨立，互動則都藉助於微核心進行通訊。

微核心有效地分離了核心與服務、服務與服務，使它們之間的介面更加清晰，維護的代價大大降低，各部分可以獨立地優化和演進，從而保證了作業系統的可靠性。

微核心結構的最大問題是效能問題，因為需要頻繁地在核心態和使用者態之間進行切換，作業系統的執行開銷偏大，因此有的作業系統將那些頻繁使用的系統服務又移回了核心， 從而保證系統性能。但是有相當多的實驗資料表明，體系結構不是引起效能下降的主要因素，體系結構帶來的效能提升足以彌補切換開銷帶來的缺陷。為了減少切換開銷，也有人提出將系統服務作為執行庫連結到使用者程式的一種解決方案，這樣的體系結構稱為庫作業系統。