2010年6月，苹果公司将“iPhone OS”改名为“iOS”，标志着一个软件开发的新时代的到来。在学习iOS开发之前，我们有必要了解一下iOS的层次结构，这样也可以让自己对整个系统有清晰的认识，能够对自己所从事的工作有一个合理的定位。
iOS是iPhone和iPad等苹果设备运行本地应用程序所需的操作系统和技术基础。既然是一种操作系统，它就应该具备普通操作系统的一些特性。操作系统(Operating System，简称OS)的定义是这样的：它是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他的软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统在计算机体系结构中的位置如图1所示。
图1 操作系统在计算机体系结构中的位置
从图1中，我们可以看到，操作系统是计算机硬件(裸机)和其他软件的接口，在计算机中起着“承上启下”的作用。在操作系统之上是一些语言处理程序和软件包，它们通过操作系统提供特定的功能，并为最上层的应用程序提供API。一般开发人员所做的工作便是开发应用程序，按照用户的需求实现特定的功能。
大致了解了操作系统的位置之后，我们来看看iOS的层次结构。因为iOS是为了满足移动环境而设计的，所以它与普通的计算机操作系统又有一些区别。iOS的层次结构如图2所示。
图2 iOS的层次结构
在图2中，我们可以看到，iOS包含了四个主要的层次，它们是：Core OS、Core Services、Media和Cocoa Touch。下面，我们对各个层次做一下简单的介绍。
Core OS(又称核心OS)层是用FreeBSD和Mach所改写的Darwin, 是开源、符合POSIX标准的一个Unix核心。这一层提供了整个iOS的一些基础功能，包括：硬件驱动、内存管理、程序管理、线程管理(POSIX)、文件系统、网络(BSD Socket)，以及标准输入输出等。此外，Core OS层的驱动也提供了硬件和系统框架之间的接口。
Core Services层在Core OS的基础上提供了更加丰富的功能，它包含了Foundation.Framework和Core Foundation.Framework(也就是一些基础的框架)。Core Services和Core OS一起，提供了苹果移动设备(如iPhone和iPad等)的基础接口，包括：用来访问文件的接口、底层数据类型的接口、Bonjour服务接口、网络接口等。值得一提的是，这些接口大多都是用C语言编写的。
Media(媒体)层提供了图片、音乐、影片、动画等多媒体功能。图像分为2D图像和3D图像，前者由Quartz2D来支持，后者则是由OpenglES来支持；音乐是由Core Audio和OpenAL来支持；影片用Media Player来播放；动画由Core Animation来支持。
Cocoa Touch层的框架提供了应用程序的基础架构。这些基础架构提供了集合、文件管理、网络操作等的面向对象支持。Cocoa Touch中最核心的部分是UIKit.Framework(UIKit框架)，它为呈现应用程序界面上的各种组件提供了支持。除此之外，该框架还负责处理屏幕上的多点触摸事件、文字的输出、图片和网页的显示、相机或文件的存取、加速感应的部分等。
任何新项目的起点，都是Cocoa Touch层，也就是UIKit框架。最表层的框架可以支持开发所需要的绝对多数效果，只有在更高层的框架无法实现我们所需要的定制行为的时候，才应该使用底层框架。也就是说，当我们要开发iOS程序的时候，首先要从上层入手，优先使用系统封装好的库，而当面对一些比较复杂的功能时，再往下层去寻找相关的框架来完成开发。
