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根据操作系统的应用领域划分，可分为3类：桌面操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统。
桌面操作系统主要用于个人计算机（微型机），重点关注个人用户的使用体验（如简单、易用）。个人计算机从硬件架构上来说主要分为两大阵营，PC机与Mac机；从软件上来说主要分为两大类，Windows操作系统和UNIX类操作系统。
Windows操作系统有Windows 3.1、Windows 95、Windows XP、Windows ME、Windows 8、Windows 10等。
UNIX类操作系统有Mac OS X及各种Linux发行版，如RHEL、Debian、Ubuntu、openSUSE、Fedora Linux等。
这些操作系统都使用宏内核架构，都提供大量的系统应用和GUI，但Windows与UNIX分别代表了两类设计迥异的操作系统，它们在系统架构、扩展机制、系统性能和用户体验等方面都存在明显的差异。例如，UNIX类操作系统以高稳定性著称；在用户体验方面，Windows提供了简单直观的GUI，易于日常使用；而UNIX类操作系统主要使用CLI进行操作，可大幅提高交互效率，也更有利于初学者深入理解操作系统和学习软件编程。
服务器操作系统一般指的是安装在大型计算机（如Web服务器、应用服务器和数据库服务器等）上的操作系统，更关注性能、安全性、可用性等。服务器操作系统主要有下列三大类。
① UNIX系列有FreeBSD、Oracle Solaris、IBM AIX、HP-UX等。
② GNU/Linux系列有CentOS、RHEL、Debian、Ubuntu等。
③ Windows Server系列有Windows NT、Windows Server 2003、Windows Server 2008、Windows Server 2022等。
这些服务器操作系统都可用于商业服务，主要区别在于它们的性能、稳定性和维护性。UNIX系列在银行、能源等大型商业应用中占据主流地位，GNU/Linux系列在教育、娱乐等行业日益流行。Windows Server系列则主要应用于中小企业的办公系统和小型网站托管服务。
嵌入式操作系统是指用于嵌入式设备的操作系统，重点关注效率、功耗、实时性等。嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，能够根据用户需求（功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等）灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。嵌入式系统广泛地应用在生产、生活的各个方面，从便携式设备如智能手机、平板计算机、数码相机等，到大型固定设施，如医疗设备、交通信号灯、航空电子设备和工厂控制设备等，都能见到它的身影。
嵌入式领域常用的操作系统有μ C/OS-Ⅲ、嵌入式Linux、Windows Embedded、VxWorks等。在智能手机或平板计算机等电子产品中使用的嵌入式操作系统有Android、iOS、Symbian、WindowsPhone、BlackBerry OS，以及新一代物联网操作系统OpenHarmony等。
在智能手机操作系统中，Android是基于GNU/Linux系列的发行版，iOS是基于BSD内核的UNIX类发行版，可见UNIX类操作系统在嵌入式系统中应用同样非常广泛。