了解操作系统及作用

操作系统(Operation System, OS)

操作系统作为接口的示意图

没有安装操作系统的计算机，通常被称为棵机
如果想在裸机上运行自己所编写的程序，就必须用机器语言书写程序
如果计算机上安装了操作系统，就可以在操作系统上安装支持的高级语言环境，用高级语言开发程序

操作系统的作用

直接操作硬件
把操作硬件的代码封装成一个个系统调用，供程序员通过系统调用间接的操作硬件

不同应用领域的主流操作系统

• 桌面操作系统
• 服务器操作系统
• 嵌入式操作系统
• 移动设备操作系统

桌面操作系统

• Windows系列
  用户群体大
• macos
  适合于开发人员
  应用软件少

服务器操作系统

• Linux
  安全、稳定、免费
  占有率高
  付费
  占有率低

嵌入式操作系统

• Linux

移动设备操作系统

• iOS
• Android(基于Linux)

虚拟机

虚拟机（Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统

• 虚拟系统通过生成现有操作系统的全新虚拟镜像，具有真实操作系统完全一样的功能
• 进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装运行软件，保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的系统产生任何影响
• 而且能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换的一类操作系统

操作系统的发展史

操作系统的发展历史

Unix

1965年之前的时候，电脑并不像现在一样普遍，它可不是一般人能碰的起的，除非是军事或者学院的研究机构，而且当时大型主机至多能提供30台终端（30个键盘、显示器）,连接一台电脑

为了解决数量不够用的问题

1965年左后由贝尔实验室加入了麻省理工学院以及通用电气合作的计划–该计划要建立一套多使用者（multi-user)、多任务（multi-processor)、多层次（multi-level)的MULTICS操作系统，想让大型主机支持300台终端
1969年前后这个项目进度缓慢，资金短缺，贝尔实验室退出了研究
1969年从这个项目中退出的KenThompson当时在实验室无聊时，为了让一台空闲的电脑上能够运行
星际旅行（Space Travel)游行，在8月份左右趁着其妻子探亲的时间，用了1个月的时间，使用汇编写出了Unix操作系统的原型
1970年，美国贝尔实验室的KenThompson,以BCPL语言为基础，设计出很简单且很接近硬件的B语言（取BCPL的首字母）,并且他用B语言写了第一个UNIX操作系统
1971年，同样酷爱“星际旅行（Space Travel)*的Dennis M.Ritchie为了能早点儿玩上游戏，加入了Thompson的开发项目，合作开发UNIX,他的主要工作是改造B语言，因为B语言的跨平台性较差
1972年，Dennis M.Ritchie在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言
1973年初，C语言的主体完成，Thompson和Ritchie迫不及待地开始用它完全重写了现在大名鼎鼎的Unix操作系统

C语言

• 在把UNIX移植到其他类型的计算机上使用时，C语言强大的移植性（Portability)在此显现
  机器语言和汇编语言都不具有移植性，为x86开发的程序，不可能在Alpha,SPARC和ARM等机器上运行
• 而C语言程序则可以使用在任意架构的处理器上，只要那种架构的处理器具有对应的C语言编译器和库，然后将C源代码编译、连接成目标二进制文件之后即可运行

Unix家谱

Minix

• 因为AT&T(通用电气）的政策改变，在Version7Unix推出之后，发布新的使用条款，将UNIX源代码私有化，在大学中不再能使用UNIX源代码
• AndrewS.Tanenbaum(塔能鲍姆）教授为了能在课堂上教授学生操作系统运作的细节，决定在不使用任何AT&T的源代码前提下，自行开发与UNIX兼容的操作系统，以避免版权上的争议
• 以小型UNIX(mini-UNIX)之意，将它称为MINIX

Linux

1991年林纳斯（Linus)就读于基尔辛基大学期间，对Unix产生浓厚兴趣，尝试着在Minix上做一些开发工作
因为Minix只是教学使用，因此功能并不强，林纳斯经常要用他的终端仿真器（Terminal Emulator)去访问大学主机上的新闻组和邮件
为了方便读写和下载文件，他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统这些在后来成为了Linux第一个内核的皱形，当时，他年仅21岁！
林纳斯利用5NU的bash当做开发环境，gcc当做编译工具，编写了Linux内核
一开始Linux并不能兼容Unix，即Unix上跑的应用程序不能在Linux上跑，即应用程序与内核之间的接口不一致，一开始Linux只适用于386,后来经过全世界的网友的帮助，最终能够兼容多种硬件。

Linux内核及发行版

Linux内核版本

• 内核（kernel)是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序，它提供了一个在裸设备与应用程序间的抽象层
• Linux内核版本又分为稳定版和开发版，两种版本是相互关联，相互循环
  1.稳定版：具有工业级强度，可以广泛地应用和部署。新的稳定版相对于较旧的只是修正一些bug或加入一些新的驱动程序
  2.开发版：由于要试验各种解决方案，所以变化很快
• 内核源码网址：http://www.kemel.org

所有来自全世界的对Linux源码的修改最终都会汇总到这个网站，由Linus领导的开源社区对其进行甄别和修改最终决定是否进入到Linux主线内核源码中

Linux发行版本

• Linux发行版（也被叫做GNU/Linux发行版）通常包含了包括桌面环境、办公套件、媒体播放器、数据库等应用软件
• 常见的发行版本如下：

Ubuntu、Redhat、Fedora、openSUSE、Linux Mint、Debian、Manjaro、Mageia、CentOS、Arch