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iOS的系统架构分为四个层次：核心操作系统层（Core OS Layer）、核心服务层（CoreServices Layer）、媒体层（Media Layer）和可触摸层（Cocoa Touch Layer）。下图展示了iOS系统的架构。
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位于iOS系统架构最下面的一层是核心操作系统层，包括内存管理、文件系统、电源管理以及一些其他的操作系统任务，它可以直接和硬件设备进行交互。
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第二层是核心服务层，可以通过它访问iOS的一些服务。
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第三层是媒体层，通过它可以在应用程序中使用各种媒体文件，进行音频与视频的录制、图形的绘制以及制作基础的动画效果。
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最上面的一层是可触摸层，这一层为应用程序的开发提供各种有用的框架，并且大部分与用户界面有关，从本质上来说，它负责用户在iOS设备上的触摸交互操作。
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可触摸层中的很多技术都是基于Objective-C语言的。Objective-C语言为iOS提供了集合、文件管理、网络操作等支持。如同UIKit框架，它为应用程序提供了各种可视化组件，如像窗口（Window）、视图（View）和按钮组件（UIButton）。Cocoa Touch层中的其他框架对应用程序的开发也是非常有用的，如访问用户通讯录功能的框架、获取照片信息功能的框架、负责加速感应器和三维陀螺仪等硬件支持的框架。
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