《操作系统大全》word版.docx

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《操作系统大全》word版

操作系统大全2

基本功能操作系统的主要功能是资源管理，程序控制和人机交互等。

计算机系统的资源可分为设备资源和信息资源两大类。

设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等。

信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如文件，程序库，知识库，系统软件和应用软件等。

资源管理系统的设备资源和信息资源都是操作系统根据用户需求按一定的策略来进行分配和调度的。

操作系统的存储管理就负责把内存单元分配给需要内存的程序以便让它执行，在程序执行结束后将它占用的内存单元收回以便再使用。

对于提供虚拟存储的计算机系统，操作系统还要与硬件配合做好页面调度工作，根据执行程序的要求分配页面，在执行中将页面调入和调出内存以及回收页面等。

处理器管理或称处理器调度，是操作系统资源管理功能的另一个重要内容。

在一个允许多道程序同时执行的系统里，操作系统会根据一定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。

一道等待运行的程序只有在获得了处理器后才能运行。

一道程序在运行中若遇到某个事件，例如启动外部设备而暂时不能继续运行下去，或一个外部事件的发生等等，操作系统就要来处理相应的事件，然后将处理器重新分配。

操作系统的设备管理功能主要是分配和回收外部设备以及控制外部设备按用户程序的要求进行操作等。

对于非存储型外部设备，如打印机、显示器等，它们可以直接作为一个设备分配给一个用户程序，在使用完毕后回收以便给另一个需求的用户使用。

对于存储型的外部设备，如磁盘、磁带等，则是提供存储空间给用户，用来存放文件和数据。

存储性外部设备的管理与信息管理是密切结合的。

信息管理是操作系统的一个重要的功能，主要是向用户提供一个文件系统。

一般说，一个文件系统向用户提供创建文件，撤销文件，读写文件，打开和关闭文件等功能。

有了文件系统后，用户可按文件名存取数据而无需知道这些数据存放在哪里。

这种做法不仅便于用户使用而且还有利于用户共享公共数据。

此外，由于文件建立时允许创建者规定使用权限，这就可以保证数据的安全性。

程序控制一个用户程序的执行自始至终是在操作系统控制下进行的。

一个用户将他要解决的问题用某一种程序设计语言编写了一个程序后就将该程序连同对它执行的要求输入到计算机内，操作系统就根据要求控制这个用户程序的执行直到结束。

操作系统控制用户的执行主要有以下一些内容：

调入相应的编译程序，将用某种程序设计语言编写的源程序编译成计算机可执行的目标程序，分配内存储等资源将程序调入内存并启动，按用户指定的要求处理执行中出现的各种事件以及与操作员联系请示有关意外事件的处理等。

人机交互操作系统的人机交互功能是决定计算机系统"友善性"的一个重要因素。

人机交互功能主要靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。

可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。

与这些设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。

人机交互部分的主要作用是控制有关设备的运行和理解并执行通过人机交互设备传来的有关的各种命令和要求。

早期的人机交互设施是键盘显示器。

操作员通过键盘打入命令，操作系统接到命令后立即执行并将结果通过显示器显示。

打入的命令可以有不同方式，但每一条命令的解释是清楚的，唯一的。

随着计算机技术的发展，操作命令也越来越多，功能也越来越强。

随着模式识别，如语音识别、汉字识别等输入设备的发展，操作员和计算机在类似于自然语言或受限制的自然语言这一级上进行交互成为可能。

此外，通过图形进行人机交互也吸引着人们去进行研究。

这些人机交互可称为智能化的人机交互。

这方面的研究工作正在积极开展。

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管理方法操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。

用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。

操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。

以现代观点而言，一个标准个人电脑的OS应该提供以下的功能：

进程管理（Processingmanagement）

记忆空间管理（Memorymanagement）

文件系统（Filesystem）

网络通讯（Networking）

安全机制（Security）

使用者界面（Userinterface）

驱动程序（Devicedrivers）

进程管理不管是常驻程序或者应用程序，他们都以进程为标准执行单位。

当年运用冯纽曼架构建造电脑时，每个中央处理器最多只能同时执行一个进程。

早期的OS（例如DOS）也不允许任何程序打破这个限制，且DOS同时只有执行一个进程（虽然DOS自己宣称他们拥有终止并等待驻留（TSR）能力，可以部分且艰难地解决这问题）。

现代的操作系统，即使只拥有一个CPU，也可以利用多进程（multitask）功能同时执行复数进程。

进程管理指的是操作系统调整复数进程的功能。

由于大部分的电脑只包含一颗中央处理器，在单内核（Core）的情况下多进程只是简单迅速地切换各进程，让每个进程都能够执行，在多内核或多处理器的情况下，所有进程通过许多协同技术在各处理器或内核上转换。

越多进程同时执行，每个进程能分配到的时间比率就越小。

很多OS在遇到此问题时会出现诸如音效断续或鼠标跳格的情况（称做崩溃（Thrashing），一种OS只能不停执行自己的管理程序并耗尽系统资源的状态，其他使用者或硬件的程序皆无法执行）。

进程管理通常实践了分时的概念，大部分的OS可以利用指定不同的特权等级（priority），为每个进程改变所占的分时比例。

特权越高的进程，执行优先级越高，单位时间内占的比例也越高。

交互式OS也提供某种程度的回馈机制，让直接与使用者交互的进程拥有较高的特权值。

除了进程管理之外，OS尚有担负起进程间通讯（IPC）、进程异常终止处理以及死结（Deadlock）侦测及处理等较为艰深的问题。

在进程之下尚有线程的问题，但是大部分的OS并不会处理线程所遭遇的问题，通常OS仅止于提供一组API让使用者自行操作或通过虚拟机器的管理机制控制线程之间的交互。

内存管理根据帕金森定律：

"你给程序再多内存，程序也会想尽办法耗光"，因此程序设计师通常希望系统给他无限量且无限快的内存。

大部分的现代电脑内存架构都是阶层式的，最快且数量最少的寄存器为首，然后是高速缓存、内存以及最慢的磁盘储存设备。

而OS的内存管理提供寻找可用的记忆空间、配置与释放记忆空间以及交换内存和低速储存设备的内含物…等功能。

此类又被称做虚拟内存管理的功能大幅增加每个进程可获得的记忆空间（通常是4GB，即使实际上RAM的数量远少于这数目）。

然而这也带来了微幅降低执行效率的缺点，严重时甚至也会导致进程崩溃。

内存管理的另一个重点活动就是借由CPU的帮助来管理虚拟位置。

如果同时有许多进程储存于记忆设备上，操作系统必须防止它们互相干扰对方的内存内容（除非通过某些协议在可控制的范围下操作，并限制可存取的内存范围）。

分割内存空间可以达成目标。

每个进程只会看到整个内存空间（从0到内存空间的最大上限）被配置给它自己（当然，有些位置被OS保留而禁止存取）。

CPU事先存了几个表以比对虚拟位置与实际内存位置，这种方法称为分页（paging）配置。

借由对每个进程产生分开独立的位置空间，OS也可以轻易地一次释放某进程所占据的所有内存。

如果这个进程不释放内存，OS可以退出进程并将内存自动释放。

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详细分类目前的操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。

根据应用领域来划分，可分为桌面操作系统、服务器操作系统、主机操作系统、嵌入式操作系统；

根据所支持的用户数目，可分为单用户（MSDOS、OS/2）、多用户系统（UNIX、MVS、Windows）；

根据源码开放程度，可分为开源操作系统（Linux、ChromeOS）和不开源操作系统（Windows、MacOS）；

根据硬件结构，可分为网络操作系统（Netware、WindowsNT、OS/2warp）、分布式系统（Amoeba）、多媒体系统（Amiga）；

根据操作系统的使用环境和对作业处理方式来考虑，可分为批处理系统（MVX、DOS/VSE）、分时系统（Linux、UNIX、XENIX、MacOS）、实时系统（iEMX、VRTX、RTOS,RTWINDOWS）；

根据操作系统的技术复杂程度，可分为简单操作系统、智能操作系统（见智能软件）。

所谓的简单操作系统，指的是计算机初期所配置的操作系统，如IBM公司的磁盘操作系统DOS/360和微型计算机的操作系统CP/M等。

这类操作系统的功能主要是操作命令的执行，文件服务，支持高级程序设计语言编译程序和控制外部设备等。

下面介绍一下操作系统的五大类型：

批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。

1.批处理操作系统

批处理（BatchProcessing）操作系统的工作方式是：

用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业。

最后由操作员将作业结果交给用户。

批处理操作系统的特点是：

多道和成批处理。

2.分时操作系统

分时（TimeSharing）操作系统的工作方式是：

一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。

用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。

用户根据上步结果发出下道命。

分时操作系统将CPU的时间划分成若干个片段，称为时间片。

操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。

每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。

分时系统具有多路性、交互性、"独占"性和及时性的特征。

多路性指，伺时有多个用户使用一台计算机，宏观上看是多个人同时使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU。

交互性是指，用户根据系统响应结果进一步提出新请求（用户直接干预每一步）。

"独占"性是指，用户感觉不到计算机为其他人服务，就像整个系统为他所独占。

及时性指，系统对用户提出的请求及时响应。

它支持位于不同终端的多个用户同时使用一台计算机，彼此独立互不干扰，用户感到好像一台计算机全为他所用。

常见的通用操作系统是分时系统与批处理系统的结合。

其原则是：

分时优先，批处理在后。

"前台"响应需频繁交互的作业，如终端的要求；"后台"处理时间性要求不强的作业。

3.实时操作系统

实时操作系统（RealTimeOperatingSystem，RTOS）是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。

实时操作系统要追求的目标是：

对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。

其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。

此外，实时操作系统应有较强的容错能力。

4.网络操作系统

网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。

其目标是相互通信及资源共享。

在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。

其主要特点是与网络的硬件相结合来完成网络的通信任务。

5.分布式操作系统

它是为分布计算系统配置的操作系统。

大量的计算机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。

这种系统被称作分布式系统（DistributedSystem）。

它在资源管理，通信控制和操作系统的结构等方面都与其他操作系统有较大的区别。

由于分布计算机系统的资源分布于系统的不同计算机上，操作系统对用户的资源需求不能像一般的操作系统那样等待有资源时直接分配的简单做法而是要在系统的各台计算机上搜索，找到所需资源后才可进行分配。

对于有些资源，如具有多个副本的文件，还必须考虑一致性。

所谓一致性是指若干个用户对同一个文件所同时读出的数据是一致的。

为了保证一致性，操作系统须控制文件的读、写、操作，使得多个用户可同时读一个文件，而任一时刻最多只能有一个用户在修改文件。

分布操作系统的通信功能类似于网络操作系统。

由于分布计算机系统不像网络分布得很广，同时分布操作系统还要支持并行处理，因此它提供的通信机制和网络操作系统提供的有所不同，它要求通信速度高。

分布操作系统的结构也不同于其他操作系统，它分布于系统的各台计算机上，能并行地处理用户的各种需求，有较强的容错能力。

分类一早期操作系统（专利保护）

TRS-DOS，ROMOS'sTI99-4CommodorePET，64，和VIC-20，

第一套IBM-PC

苹果电脑

SinclairMicro和QnX等

非Unix商业操作系统

CP/M操作系统

MP/M-80UCSDP-systemMini-FLEXSSB-DOSCP/M-86DR-DOSFreeDOSMS-DOSPC-DOSMach由卡纳尼基梅隆大学研究

L4微内核第二代微内核

CHORUSChoicesMulticsOS-9NSJNetware：

一种网络服务器操作系统

Unix及类似系统

A/UX（AppleUNIX）

Unix

微软XenixChorusOSCromixUNIflexOS-9IBM的AIXBSDFreeBSDNetBSDOpenBSDDragonFlyBSDPC-BSDDigitalUNIX，即之后康柏Tru64DNIXHP的HP-UXGNU/HurdSGI的IRIXInfernoLinux（或称GNU/Linux）

MacOSX

MenuetOSMinixOSF/1Plan9SCO的SCOUNIXSun的SunOS，即之后的SolarisSystemV

UltrixUniCOS

麒麟操作系统（Kylin）,由国防科技大学、中软公司、联想公司、浪潮公司和民族恒星公司五家单位合作研制的服务器操作系统

OS/390z/OSSyllable

其他

AcornArthurARXRISCOSRISCiXAmigaAmigaOSAtariSTTOSMultiTOSMiNT

分类二苹果电脑（Apple/Macintosh）

AppleDOSProDOSMacOSMacOSX

MacOSX10.4TigerMacOSX10.5LeopardMacOSX10.6SnowLeopard（Alpha）

pinkOSBeOSA/UXBeBeOSBeIADigital/康柏（Compaq）

AISOS-8RSTS/ERSX-11RT-11TOPS-10TOPS-20VMS（后更名为OpenVMS）

IBMOS/2AIXOS/400OS/390VM/CMSDOS/VSEVSE/SPVSE/ESAOS/360MFTMVTSVSMVSTPFALCSz/OSPC-DOSpinkOS

微软（Microsoft）

MS-DOSXenixMicrosoftBob

基于MS-DOS操作系统的WindowsWindows1.0Windows2.0Windows3.1Windows95Windows98WindowsMEWindowsNTWindowsNT3.5WindowsNT4

Windows2000WindowsXPWindowsXPSP1WindowsXPSP2WindowsXPSP3WindowsXPMediaCenterEditionWindowsXPHomeEditionWindowsXPTabletPCEditionWindowsXPProfessionalWindowsXPProfessionalx64EditionWindowsServer2003WindowsServer200364-bitEditionWindowsVistaWindowsVistaSP1WindowsVistaHomeBasicWindowsVistaHomePremiumWindowsVistaBusinessWindowsVistaUltimateWindowsVistaEnterpriseWindowsVistaStarterWindowsServer2008WindowsServer"Longhorn"Webx86WindowsServer"Longhorn"Webx64WindowsServer"Longhorn"Standardx86WindowsServer"Longhorn"Standardx64WindowsServer"Longhorn"Enterprisex86WindowsServer"Longhorn"Enterprisex64WindowsServer"Longhorn"Datacenterx86WindowsServer"Longhorn"Datacenterx64Windows7

Windows7HomeBasicWindows7StarterWindows7HomePremiumWindows7ProfessionalWindows7EnterpriseWindows7UltimateWindowsServer2008R2NovellNetWareUnixwareSUSELinuxNeXTNEXTSTEP（即之后的MacOSX）

Plan9

InfernoPrimeComputerPrimos

西门子

BS2000-用于西门子公司的大型主机。

SINIX（也称ReliantUNIX）-用于西门子公司的UNIX电脑系统。

分类三个人电子助理（PDA）操作系统

PalmOSPocketPCEPOCMicrosoftWindowsCELinux

智能手机操作系统

WindowsMobile系列；windowsphone7

EmbeddedLinux由Montavista创造,在Motorola'sA760,E680等机型上使用

Mobilinux由Montavista创造

SymbianOS系列

MeeGo（诺基亚与Intel联合宣布将推出一个全新的开源平台）

Android（Google手机操作系统）

国产手机系统

MTK系统（MTK是台湾联发科技股份有限公司的英文简称,英文全称叫MediaTek。

）

分类四个人电脑

个人电脑市场从硬件架构上来说目前分为两大阵营，PC机与Apple电脑。

它们支持的操作系统：

1Windows系列操作系统

由微软公司生产；

2Unix类操作系统

如SOLARIS,BSD系列（FREEBSD，openbsd，netbsd，pcbsd）；

3Linux类操作系统

如Ubuntu，SuseLinux，Fedora，等

4Mac操作系统

由苹果公司生产（Darwin），一般安装于MAC电脑。

大型电脑

最早的操作系统是针对20世纪60年代的大型主结构开发的，由于对这些系统在软件方面做了巨大投资，因此原来的计算机厂商继续开发与原来操作系统相兼容的硬件与操作系统。

这些早期的操作系统是现代操作系统的先驱。

现在仍被支持的大型主机操作系统包括：

BurroughsMCP--B5000,1961toUnisysClearpath/MCP,present.

IBMOS/360--IBMSystem/360,1964toIBMzSeries,presentUNIVACEXEC8--UNIVAC1108,1964,toUnisysClearpathIX,present.

现代的大型主机一般也可运行Linux或Unix变种。

嵌入式系统

嵌入式系统使用非常广泛的操作系统（如VxWorks、eCos、SymbianOS及PalmOS）以及某些功能缩减版本的Linux或者其他操作系统。

某些情况下，OS指称的是一个内置了固定应用软件的巨大泛用程序。

在许多最简单的嵌入式系统中，所谓的OS就是指其上唯一的应用程序。

分类五类Unix系统

一个在Linux底下执行的客制化KDE桌面系统所谓的类Unix家族指的是一族种类繁多的OS，此族包含了SystemV、BSD与Linux。

由于Unix是TheOpenGroup的注册商标，特指遵守此公司定义的行为的操作系统。

而类Unix通常指的是比原先的Unix包含更多特征的OS。

Unix系统可在非常多的处理器架构下执行，在服务器系统上有很高的使用率，例如大专院校或工程应用的工作站。

自由软件Unix变种，例如Linux与BSD近来越来越受欢迎，它们也在个人桌面电脑市场上大有斩获，例如Ubuntu系统，但大部分都是电脑高手在使用。

某些Unix变种，例如HP的HP-UX以及IBM的AIX仅设计用于自家的硬件产品上，而SUN的Solaris可安装于自家的硬件或x86电脑上。

苹果电脑的MacOSX是一个从NeXTSTEP、Mach以及FreeBSD共同派生出来的微内核BSD系统，此OS取代了苹果电脑早期非Unix家族的MacOS。

经历数年的披荆斩棘，自由开源的Unix系统逐渐蚕食鲸吞以往专利软件的专业领域，例如以往电脑动画运算巨擘──SGI的IRIX系统已被Linux家族及Plan9[3]丛集所取代。

Linux系统

Linux的是一套免费的32位和64位的多人多工的操作系统，运行方式同UNIX系统很像，但Linux系统的稳定性、多工能力与网络功能已是许多商业操作系统无法比拟的，Linux还有一项最大的特色在于源代码完全公开，在符合GNUGPL（GeneralPublicLicense）的原则下，任何人皆可自由取得、散布、甚至修改源代码。

LINUX吉祥物

就Linux的本质来说，它只是操作系统的核心，负责控制硬件、管理文件系统、程序进程等。

LinuxKernel（内核）并不负责提供用户强大的应用程序，没有编译器、系统管理工具、网络工具、Office套件、多媒体、绘图软件等，这样的系统也就无法发挥其强大功能，用户也无法利用这个系统工作，因此有人便提出以LinuxKernel为核心再集成搭配各式各样的系统程序或应用工具程序组成一套完整的操作系统，经过如此组合的Linux套件即称为Linux发行版。

国内Linux发行版做的相对比较成功是红旗和中软两个版本，界面做得都非常的美观，安装也比较容易，新版本逐渐屏蔽了一些底层的操作，适合于新手使用。

两个版本都是源于中国科学院软件研究所承担的国家863计划的Linux项目，但无论稳定性与兼容性与国外的版本相比都有一定的差距，操作界面与习惯与Windows越来越像，提供一定技术支持和售后服务，适宜于国内做低价的操作系统解决方案。

微软WindowsMicrosoftWindows系列操作系统是在微软给IBM机器设计的MS-DOS的基础上设计的图形操作系统。

现在的Windows系统，如Windows2000、WindowsXP皆是建立于现代的WindowsNT内核。

NT内核是由OS/2和OpenVMS等系统上借用来的。

Windows可以在32位和64位的Intel和AMD的处理器上运行，但是早期的版本也可以在DECAlpha、MIPS与PowerPC架构上运行。

虽然由于人们对于开放源代码作业系统兴趣的提升，Window