系統調用是獲取操作系統服務的一系列接口，它們通常用C/C++編寫，對於一些底層操作也採用彙編語言編寫。這些接口提供最基本的操作，是面向程序提供的——程序員通過引用一系列的系統調用編寫程序，操作系統在執行程序時按有關描述依次執行系統調用，提供相應的服務。然而，因爲系統調用的操作過於基本，所以即使任務非常簡單，程序也要多次執行系統操作，使用大量的系統調用；另外，系統調用的指令名稱和功能因系統而異，所以直接使用系統調用編寫的程序可移植性差，無法跨平臺實現；同時，真實系統調用對參數傳遞要求很繁瑣。實際中，程序員通常使用對編程更友好的應用程序接口（以下簡稱API）設計程序。API爲應用程序員調用實際的系統調用，所以程序員只需要熟悉並組合運用API中的指令進行編程，以避免上文提到的三種問題。在比較常用的幾種操作系統中，API都被內置在一個庫中，通過系統調用接口進行調用。在用戶程序調用系統調用時，操作系統進入內核態並執行API中相應的函數。執行完畢後，系統轉換回用戶模式，通過系統調用接口把結果返回給用戶。在執行系統調用時，需要爲之傳遞相應的參數，傳遞的方式包括存入寄存器、存入內存和壓入棧中等。
系統調用主要類型包括進程控制、文件管理、設備管理、信息維護、通信和安全保護等六種類型。
進程控制
進程是計算機任務的基本單元，操作系統通過系統調用對單一或多個進程進行全方面控制。首先，進程的創建和終止由系統調用實現，進程佔用的內存空間由系統調用來分配或釋放。在任務中，操作系統也需要通過系統調用裝入進程並執行。其中，執行一個程序的進程可能需要裝入並執行另一個程序。新進程可能在執行完後將控制權交還給原進程，也可能和原進程併發執行。在前者的情況下，原進程需要暫時掛起，等待新進程的執行。另外，在多進程併發執行時，操作系統通過系統調用獲得並設置進程屬性，以合理調配可用資源，規劃進程的優先級。進程執行中可能出現錯誤，所以系統調用也被要求能正常或非正常地中斷程序。在程序被中斷後，控制權就被交給了命令解釋器。同時，內存向磁盤寫入一條錯誤信息，由調試器解釋問題成因。之後，命令解釋器會採取措施以消除這個錯誤，以繼續執行命令，措施通常包括請求用戶建議或直接跳轉到下一個任務等。
文件和設備管理
對於文件的大部分基本操作由系統調用執行，主要包括創建、刪除、打開、關閉、讀寫、重定位（解析相對地址）以及取得和設置屬性等。如果文件系統是由目錄結構所組織的，那麼目錄也需要同樣的一套操作。如Windows系統中的文件夾也可以創建、打開和重命名等等。
設備表示操作系統控制的不同資源，包括實際存在的物理設備和抽象出來的虛擬設備。在多用戶系統中，因爲設備只能被單一用戶使用，所以需要對設備設計請求和釋放操作。用戶通過請求來獲得設備的使用權嗎，在設備被分配給特定用戶之後其他用戶不能使用，被釋放後方可重新被申請。在用戶得到設備之後，可以對設備進行讀寫和重定位操作。
可以見得，因爲設備和文件都可以視爲爲進程所用的資源（前者實體，後者虛擬），所以他們往往在操作系統表現出相同的特點，對他們的操作有共通之處。很多操作系統把設備和文件視爲相同的對象，用同一套系統調用進行操作。對於一些針對文件或設備的細節操作，操作系統還會給出特定的操作。
信息維護
雖操作系統中有很多有關信息傳遞的操作，而這些操作也往往由系統調用實現。在操作系統中，當前時間、日期、用戶數、操作系統版本號、空閒內存和磁盤空間等信息都是通過系統調用來訪問和修改的。針對所有進程的信息，也有系統調用對其進行訪問和控制。在調試程序時，和信息維護相關的系統調用發揮了巨大的功能，包括單步執行、內存轉儲和計時等。
通信
進程在執行中需要相互傳遞信息，以完成協同合作。以下介紹兩種常見的通信模型：消息傳遞模型和共享內存模型。
消息傳遞模型通過系統調用，在進程之間建立一個連接，以實現信息交換。爲了相互匹配，必須知道進程名和進程所在主機的主機名和IP地址。建立連接之後，通信源（客戶機）和接收方（服務器）通過系統調用來傳遞信息。消息傳遞模型既可用於同一系統下進程的通信，也可用於通過網絡向量的不同主機上的進程。
共享內存模型通過設立進程的公共區域來傳遞信息。進程所佔據的內存原本不允許互訪。通過系統調用，特定進程所佔用的部分內存訪問權限降低，變爲半公開區域。指定的其他的進程可以訪問此區域，這樣不同的進程就可以在此區域讀寫數據，交換信息。這種機制存在一種變體，稱爲線程，在其中共享內存是默認的。
保護與安全
針對進程和用戶，保護對計算機各種資源的權限進行了設定，以控制對其的訪問與修改。用戶、進程的訪問需求由系統調用提交，訪問許可由系統調用下達。針對系統攻擊或錯誤操作，安全提供了訪問和修改系統屬性的操作，以保證指令過程收到監督。
參考文獻:
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