1、計算機操作系統簡介1、操作系統的功能.CPU管理CPU是整個計算機系統中的核心硬件資源。它的性能和使用情況對整個計算機系統的性能有關鍵的影響。CPU是較為昂貴的資源，它的速度一般比其他硬件設備的工作速度要快得多，其他設備的正常運行往往也離不開CPU。因此，有效地管理CPU，充分利用CPU資源也是操作系統最重要的管理任務。在多道程序的環境中，CPU分配的主要對象是進程（或線程），操作系統通過選擇一個合適的進程占有CPU來實現對CPU的管理，因此，對CPU的管理歸根結底就是對進程的管理。操作系統有關進程方面的管理任務很多，主要有進程調度、進程控制、進程同步與互斥、進程通信、死鎖的檢測與處理等。.存

2、儲管理存儲器可以說是一種最重要的系統資源，存儲器對作業的重要程度就如同土地對于人類。一個作業要在CPU上運行，它的代碼和數據就要全部或部分地駐在內存中。操作系統也要占據相當大的內存空間。在多道程序系統中，并發運行的程序都要占有自己的內存空間，因此內存空間總是一種緊張的系統資源。存儲管理的任務是對要運行的作業分配內存空間，當一個作業運行結束時要收回其所占用的內存空間。為了使并發運行的作業相互之間不受干涉，不能有意或無意地存取自己作業空間之外的存儲區，從而干擾、破壞其他作業的運行，操作系統要對每一個作業的內存空間和系統內存空間實施保護。在現代的計算機系統中，并發運行的作業越來越多，單個作業也越來越

3、大。盡管近年來計算機中的內存也在不斷擴大，但是有限的內存還是不能滿足系統中增長更快的并發作業對內存的需求。為了解決這個問題，讓更多的作業在系統中并發運行，操作系統使用虛擬存儲管理技術可向作業提供大于實際物理內存的存儲空間。運行作業的一部分代碼和數據可先裝入內存，另一部分則駐在外存，當作業到達某個運行階段需要訪問這部分程序空間時，再將它們從外存調入內存。運行作業在內存部分和在外存部分的交換還要涉及地址變換技術。設備管理計算機系統的外圍設備種類繁多、控制復雜、價格昂貴，相對CPU來說，運轉速度又比較慢，如何提高CPU和設備的并行性，充分利用各種設備資源，便于用戶和程序對設備的操作和控制，長期以來一

4、直是操作系統要解決的主要任務。計算機設備大致可分為字符塊設備和字符設備兩大類型。主機與字符塊設備之間每次傳輸一個塊大小的數據，塊大小一般為512字節、1024字節、2048字節或4096字節等。主要的塊設備有硬盤、軟盤、磁帶和光盤等。主機與字符設備之間每次傳輸一個字節，常見的字符設備是終端、屏幕、打印機、繪圖儀、串行口、并行口和通信口等。_為了提高CPU與設備運行的并行程度，CPU與設備進行數據傳輸時一般經過通道、控制器和中斷進行。時鐘是一種較為特殊的I/O設備，一般也把它歸為字符設備。設備管理的主要任務有設備的分配和回收、設備的控制和信息傳輸即設備驅動。由于系統要支持眾多的各種各樣的設備，而

5、且各類設備的控制和信息傳輸操作差別極大，因此設備管理方面的系統代碼在操作系統核心中占有相當大的部分。一般與各種設備密切相關的代碼是由設備制造商或專門的軟件生產商編制，以可裝卸的形式植入操作系統的內核。設備管理還涉及以下兩個部分。虛擬設備管理，將一些獨占的物理設備改造成共享的邏輯設備，以提高設備使用率和程序執行速度，也可將一臺物理設備虛擬成多臺同類邏輯設備。緩沖管理，管理設備與CPU交換信息時所用到的緩沖，以解決CPU與I/O設備速度不匹配問題。.文件管理文件是計算機中信息的主要存放形式，也是用戶存放在計算機中最重要的資源或財富。文件管理的主要目的是將文件長期、有組織、有條理地存放在系統之中，并

6、向用戶和程序提供方便的建立、打開、關閉、撤銷等存取接口，便于用戶共享文件。文件管理的主要功能有文件存儲空間的分配和回收、目錄管理、文件的存取操作與控制、文件的安全與維護、文件邏輯地址與物理地址的映像、文件系統的安裝、拆除和檢查等。5用戶接口配置操作系統的很重要的目的就是為了方便用戶使用計算機。操作系統內核通過系統調用向應用程序提供了很友好的接口，方便用戶程序對文件和目錄的操作，申請和釋放內存，對各類設備進行I/O操作，以及對進程進行控制。此外，操作系統還提供了命令級的接口，向用戶提供了幾百條程序命令，使用戶方便地與系統交互。這些程序有的通過系統調用或系統調用的組合完成更為復雜的功能，有的不必與

7、系統的核心交互，它們都極大地豐富了操作系統的軟件寶庫，方便交互用戶操作文件和設備，以及控制作業運行。為了便于系統的維護、管理和便于用戶利用命令界面自動地完成復雜的作業以及運行和控制任務，操作系統一般都提供作業運行控制或命令程序接口，典型的是UNIX的Shell程序。由于命令程序的基本執行單位是命令，故其一條語句所能完成的工作比若干條普通高級語言語句強得多。一些系統的自舉過程主要是由命令程序完成的，這樣也便于系統管理員通過修改這些程序來裁剪自己的系統配置。超級用戶能利用命令文件自動地完成系統維護工作，普通用戶也能利用命令文件進行軟件設計與編制或進行大型軟件系統的原型設計。近年來圖形用戶界面發展得

8、很快，女口XWindow、Windows3.x、WindowsNT、Windows98、Windows2000/XP/2003等，這種以圖形和菜單作為主要的顯示界面以及鼠標作為主要的輸入方式受到了廣大計算機用戶的歡迎，并對計算機的普及起到了關鍵性的作用。netware操作系統基本介紹Netware是NOVELL公司推出的網絡操作系統。Netware最重要的特征是基于基本模塊設計思想的開放式系統結構。Netware是一個開放的網絡服務器平臺，可以方便地對其進行擴充。Netware系統對不同的工作平臺（如DOS、0S/2、Macintosh等）,不同的網絡協議環境如TCP/IP以及各種工作站操作系

9、統提供了一致的服務。該系統內可以增加自選的擴充服務（如替補備份、數據庫、電子郵件以及記賬等）,這些服務可以取自Netware本身,也可取自第三方開發者。NetWare網絡操作系統NetWareNetWareNetWare網絡操作系統Novell在NetWare的名稱下提供許多不同的網絡操作系統，從簡單和廉價的NetWareLite到NetWare4.x,NetWare4.x是專門為企業級網絡設計的操作系統。下面簡要地介紹這些操作系統產品系列。NetWare3.x和NetWare4.x產品的總體特征將進一步介紹。NetWareLite支持2到25個用戶的一種對等層網絡操作系統。它在DOS操作系統

10、上運行，并與MicrosoftWindows兼容。只要具有很少的聯網知識，用戶就可以建立一個網絡，來共享文件、應用程序和打印機。NetWare2.x為大公司中的小型和中型商務和工作小組設計的網絡操作系統。這種操作系統在特定型號或非特定型號的基于Intel80286、80386、80486的計算機上運行。它提供局部和遠程網絡互聯支持，并向網絡管理人員提供一些工具。NetWare3.x一種為在單一專用服務器上支持上百個用戶而設計的網絡操作系統。它提供許多本節要討論的高級特征，包括模塊設計和集成不同系統（包括小型計算機）的功能。NetWare4.x繼承NetWare3.x所有功能的Novell企業級

11、操作系統，它還增加了一些由它自己就可以生成的支持目錄服務和企業級網絡的分布多服務器環境的一些新特征。Microsoft的windows系列（個人電腦和網絡操作系統）MicrosoftWindows概述Microsoft公司從1983年開始研制Windows系統，最初的研制目標是在MS-DOS的基礎上提供一個多任務的圖形用戶界面。第一個版本的Windows1.0于1985年問世，它是一個具有圖形用戶界面的系統軟件。1987年推出了Windows2.0版，最明顯的變化是采用了相互疊蓋的多窗口界面形式。但這一切都沒有引起人們的關注。直到1990年推出Windows3.0是一個重要的里程碑，它以壓倒性

12、的商業成功確定了Windows系統在PC領域的壟斷地位。現今流行的Windows窗口界面的基本形式也是從Windows3.0開始基本確定的。1992年主要針對Windows3.0的缺點推出了Windows3.1，為程序開發提供了功能強大的窗口控制能力，使Windows和在其環境下運行的應用程序具有了風格統一、操縱靈活、使用簡便的用戶界面。Windows3.1在內存管理上也取得了突破性進展。它使應用程序可以超過常規內存空間限制，不僅支持16MB內存尋址，而且在80386及以上的硬件配置上通過虛擬存儲方式可以支持幾倍于實際物理存儲器大小的地址空間。Windows3.1還提供了一定程度的網絡支持、多

13、媒體管理、超文本形式的聯機幫助設施等，對應用程序的開發有很大影響。windows原意是窗戶，視窗的意思，windows系統出來之前，電腦上看到的只是枯燥的字幕數字（DOS），比爾蓋茨開發的視窗”系統，使我們對電腦的應用更直接，更親密，更易用。Windows家族早期版本ForDOSWin9x?Windows1.0(1985)?windows3.0(1990)?Windows95(1995)?WindowsMe(2000)?Windows2.0(1987)?windows3.1(1992)?Windows98(1998)?Windows2.1(1988)?Windows3.2(1994)?Wind

14、ows98SE(1999)早期版本客戶NT系端列服務器?WindowsNT3.1(1993)?WindowsNT4.0(1996)?windowsxp(2001)?Windows8(2011)?WindowsNT3.5(1994)?Windows2000(2000)?WindowsVista(2005)?WindowsServer2003(2003)?WindowsHomeServer(2008)?WindowsSmallBusinessServer(2011)特別?WindowsPE?WindowsNT3.51(1995)?Windows7(2009)?WindowsServer2008(2

15、008)?WindowsHPCServer2008(2010)?WindowsEssentialBusinessServer?WindowsAzure版本？WindowsFundamentalsforLegacyPCs嵌入式系統？WindowsCE?WindowsMobile?WindowsPhone7(2010)Unix基本介紹UNIX，是一個強大的多用戶、多任務操作系統，支持多種處理器架構，按照操作系統的分類，屬于分時操作系統，最早由KenThompson、DennisRitchie和DouglasMcIlroy于1969年在AT&T的貝爾實驗室開發。UNIX操作系統，是美國AT&T公司于

16、1971年在PDP-11上運行的操作系統。具有多用戶、多任務的特點，支持多種處理器架構，最早由肯湯普遜(KennethLaneThompson)、丹尼斯里奇(DennisMacAlistairRitchie)和DouglasMcIlroy于1969年在AT&T的貝爾實驗室開發。目前它的商標權由國際開放標準組織(TheOpenGroup)所擁有。UNIX操作F面我們就來認識一下這個分層結構:對于一個典型的計算機系統包括硬件、系統軟件和應用軟件這三部分。操作系統則是控制和協調計算機行為的系統軟件。當然UNIX操作系統也是一個程序的集合，其中包括文本編輯器、編譯器和其他系統程序。內核：在UNIX中，

17、也被稱為基本操作系統，負責管理所有與硬件相關的功能。這些功能由UNIX內核中的各個模塊實現。其中包括直接控制硬件的各模塊，這也是系統中最重要的部分，用戶當然也不能直接訪問內核的。常駐模塊層：常駐模塊層提供了執行我們請示的服務例程。它提供的服務包括輸入/輸出控制服務、文件/磁盤訪問服務以及進程創建和中止服務。我們的程序通過系統調用來訪問常駐模塊層。工具層：是UNIX的用戶接口，就是常用的shell。它和其他UNIX命令和工具一樣都單獨的程序，是UNIX系統軟件的組成部分，但不是內核的組成部分。虛擬計算機：是向系統中的每個用戶指定一個執行環境。這個環境包括一個與用戶進行交流的終端和共享的其他計算機

18、資源，如最重要的CPU。如果是多用戶的操作系統，UNIX視為一個虛擬計算機的集合。而對每一個用戶都有一個自己的專用虛擬計算機。但是由于CPU和其他硬件是共享的，虛擬計算機比真實的計算機速度要慢一些。進程：UNIX通過進程向用戶和程序分配資源。每個進程都有一個作為進程標識的整數和一組相關的資源。當然它也可以在虛擬計算機環境中執行。Linux基本介紹Linux是一種自由和開放源碼的類Unix操作系統。目前存在著許多不同的Linux,但它們都使用了Linux內核。Linux可安裝在各種計算機硬件設備中，從手機、平板電腦、路由器和視頻游戲控制臺，到臺式計算機、大型機和超級計算機。Linux是一個領先的

19、操作系統，世界上運算最快的10臺超級計算機運行的都是Linux操作系統。嚴格來講，Linux這個詞本身只表示Linux內核，但實際上人們已經習慣了用Linux來形容整個基于Linux內核，并且使用GNU工程各種工具和數據庫的操作系統。Linux得名于計算機業余愛好者LinusTorvalds。Linux操作系統是UNIX操作系統的一個克隆版本。UNIX操作系統是美國貝爾實驗室的肯湯普遜Ken.Thompson和丹尼斯里奇DennisRitchie于1969年夏在DECPDP-7小加利福尼亞渡假期間，在一個月內開發出了unix操作系統的原型。當時使用的是BCPL語言（基本組合編程語言），后經De

20、nnisRitchie于1972年用移植性很強的C語言進行了改寫，使得UNIX系統在大專院校得到了推廣。型計算機上開發的一個分時操作系統。當時KenThompson為了能在閑置不用的PDP-7計算機上運行他非常喜歡的星際旅行（Spacetravel）游戲，在1969年夏天乘他夫人回家鄉概述Linux操作系統的誕生1981年IBM公司推出享譽全球的微型計算機IBMPC。在1981-1991年間，MS-DOS操作系統一直是微型計算機上操作系統的主宰。此時計算機硬件價格雖然逐年下降，但軟件價格仍然是居高不下。當時Apple的MACs操作系統可以說是性能最好的，但是其天價沒人能夠輕易靠近。到1991年

21、，GNU計劃已經開發出了許多工具軟件。最受期盼的GnuC編譯器已經出現，但還沒有開發出免費的GNU操作系統。即使是MINIX也開始有了版權，需要購買才能得到源代碼。而GNU的操作系統HURD直在開發之中，但并不能在幾年內完成。對于Linus來說，已經不能等待了。從1991年4月份起，他開始醞釀并著手編制自己的操作系統。剛開始，他的目的很簡單，只是為了學習Intel386體系結構保護模式運行方式下的編程技術。但后來Linux的發展卻完全改變了初衷。1991年初，Linux開始在一臺386sx兼容微機上學習minix操作系統。通過學習，他逐漸不能滿足于minix系統的現有性能，并開始醞釀開發一個新的免費操作系統。根據Linux在新聞組上發布的消息，我們可以知道他逐步從學習minix系統到開發自己的Linux的過程。從1991年的4月份開始，Linus幾乎花了全部時間研究386-minix系統（hackthek