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1、操作系统数据库中间件讲义操作系统、数据库、中间件第一章 操作系统介绍1.1操作系统的定义 操作系统(Operating System缩写为OS)是一种系统软件。它管理计算机系统的全部软硬件资源和对程序的执行进行控制，还能使用户方便使用硬件提供的计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。操作系统的基本特征： 1）并发性：多任务、多进程、多线程。 2）共享性：互斥访问、同时访问。 3）虚拟性：把一个物理上的对象变成多个逻辑意义的对象。 操作系统理论研究者有时把操作系统分成四大部分：驱动程序：最底层的、直接控制和监视各类硬件的部分，它们的职责是隐藏硬件的具体细节，并向其他部分提供一个抽象的、通用的接口。

2、内核：操作系统内核部分，通常运行在最高特权级，负责提供基础性、结构性的功能。接口库：是一系列特殊的程序库，它们职责在于把系统所提供的基本服务包装成应用程序所能够使用的编程接口（API），是最靠近应用程序的部分。例如，GNU C运行期库就属于此类，它把各种操作系统的内部编程接口包装成ANSI C和POSIX编程接口的形式。外围：是指操作系统中除以上三类以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高级服务的部件。例如，在微内核结构中，大部分系统服务，以及UNIX/Linux中各种守护进程都通常被划归此列。总结：操作系统是靠近硬件的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。1.2操作系统的发展历程和分类其发展历

3、程如下：操作系统分类根据不同的分类方法具有不同的操作系统分类。1、应用领域可分为桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统；2、所支持用户数可分为单用户操作系统(如MSDOS、OS/2、Windows)、多用户操作系统(如UNIX、Linux、Windows Server)；3、源码开放程度可分为开源操作系统(如Linux、FreeBSD)和闭源操作系统(如Mac OS X、Windows)；4、存储器寻址宽度、架构 可以将操作系统分为8位、16位、32位、64位、128位的操作系统。早期的操作系统一般只支持8位和16位存储器寻指宽度，现代的操作系统如Linux和Windows 7都支持32

4、位和64位。从架构上分为X86、X8664、PPC架构。1.4 服务器操作系统1.4.1 AIX操作系统 尽管UNIX市场被Windows和Linux蚕食已成为不争的话题，AIX仍然是UNIX系统中最闪亮的一个。在中国，采用AIX作为主要操作系统的IBM UNIX服务器，连续8年占据中国UNIX服务器销售额市场份额第一名。一、AIX操作系统概述 AIX（Advanced Interactive eXecutive）是IBM基于AT&T Unix System V开发的一套类UNIX操作系统，运行在IBM专有的Power系列芯片设计的小型机硬件系统之上。它符合Open group的UNIX 98

5、行业标准（The Open Group UNIX 98 Base Brand），通过全面集成对32-位和64-位应用的并行运行支持，为这些应用提供了全面的可扩展性。它可以在所有的IBM p系列和IBM RS/6000工作站、服务器和大型并行超级计算机上运行。 AIX是Advanced Interactive Executive的简称，意为高级交互执行体，它是IBM公司专门为Server pSeries和RS/6000服务器而开发的，和HP-UX、Solaris、True64一样都是UNIX的一种。 1965年由AT&T,MIT和GE联合开发Multics（Multiplexed Informa

6、tion and Computing Service）1969年Ken Thompson和Dennis Ritchie在PDP7上用汇编语言开发UNIX1970年在PDP-11系列机上（11/20，11/40，11/45）用汇 编语言开发出UNIX v.1。在此过程中，机器的硬件逐渐复杂，UNIX所支持的特征也不断丰富，增加了文字处理程序。1975年发表UNIX v.6，并广泛扩散到大学和科研单位，为后期发展奠定了良好的基础。1978年优化后发布UNIX v.7UNIX的第一个商业版本这是中国开始研究应用的最早版1981年AT&T发布UNIX System III，完全转向为社会提供的商品软件

7、1983年AT&T发布UNIX System V，系统功能已趋于稳定和完善，此后System v又有一系列的公布号1.0/2.0/2.3/3.5/4.0/4.2等，现在最后版本为System V Release 4（SVRV)1986年 AIX v1 版本发布1988年 AIX V2 发布，它是可支持第二版RISC系统（RT/PC）的UNIX操作系统。1990年 AIX Version 3 发布IBM宣布推出AIX v3，具有以下特点：- 第一个可支持超标量RISC(POWER）处理器的UNIX操作系统；- 第一个可支持动态内核（在内核参数修改后不需要系统重新启动）的UNIX操作系统；- 第一

8、个提供对象数据库管理器（ODM，可简化设备配置速度）的UNIX操作系统；- 第一个捆绑逻辑卷管理器（LVM）功能的UNIX操作系统；- 第一个捆绑日志文件系统（JFS）功能的UNIX操作系统；- 包括了系统管理界面工具（SMIT）功能，可实现菜单驱动、对用户友好的系统管理。1994年 AIX Version 4.1 发布，它具有如下特点1994年7月26日，IBM宣布推出了AIX Version 4.1操作系统，其优点包括：- 第一个可支持PowerPC 601和POWER2+处理器的UNIX操作系统；- 第一个可支持对称多处理（SMP）架构的AIX操作系统；- 可扩展性更强，AIX内核最多可

9、支持8个物理处理器和2GB内存；- 符合行业标准、更加简化（更快的图形化安装，通用桌面环境）；2- HACMP集群（高可用性集群多处理，HighAvailability Cluster Multi-Processing）。1997年 AIX Version 4.3发布1997年10月31日，IBM宣布推出AIX Version 4.3操作系统，具有诸多新的特点，包括：- 第一个可支持POWER3和PowerPC RS64处理器的UNIX操作系统；- 1998年4月6日成为第一个获得Open Group UNIX 98(Single UNIX Specification Version 2）标准

10、认证的UNIX操作系统；- AIX 4.3被D.H. Brown咨询公司评为64位UNIX操作系统的第一名；- 第一个可支持TCP/IP v6的UNIX操作系统；- 第一个64位AIX操作系统，可支持同时运行64位和32位应用，支持32/64位API；- 包括了基于Web的系统管理器，提供了SMIT之外又一种管理界面选择；- 包括了负载管理器（WLM），允许在单一操作系统的内部进行资源控制；- AIX内核最多已可支持扩展到24个物理处理器和96GB内存。2000年 AIX 5L Version 5.0IBM宣布推出AIX 5L 5.0版本。该版本是提供给OEM厂商和应用开发者的先期选用者版本（

11、Early Adopter Release），让他们可以开始基于64位AIX内核开发真正的64位应用。2001年 AIX 5L Version 5.1发布2001年4月17日，IBM宣布推出AIX 5L V5.1版本操作系统，其特点包括：- 第一个支持POWER4处理器的UNIX操作系统；- 第一个真正64位内核的操作系统，第一个支持逻辑分区（LPAR）功能UNIX操作系统；- 更先进的RAS功能，网络能力进一步增强；- 支持Java 2 Version1.3，Linux应用支持性大大提高，是第一个包括Linux Affinity特性的UNIX操作系统；- 第一个支持64位JavaVersio

12、n1.3技术的UNIX操作系统；- 包括了增强日志文件系统（JFS2）功能，最多可支持1TB的文件系统和1TB的文件；- AIX内核最多已可支持扩展到32个物理处理器和256GB内存；- AIX 5.1同时支持32位POWER架构和Intel Itanium架构（在有限基础上）。2002年 AIX 5L V5.2版本发布2002年10月8日，IBM发布AIX 5L v5.2，它是第一个支持POWER5处理器的UNIX操作系统，第一个获得Open Group UNIX 03(Single UNIX Specification Version 3）标准认证的UNIX操作系统，第一个获得CAPP/E

13、AL4+安全标准认证的UNIX操作系统，第一个运行在刀片服务器JS20上的UNIX操作系统，它包括了多路径I/O(MPIO）功能，可通过使用AIX本地路径控制模块（PCM）实现磁盘连接故障切换，还包括了以太网双端口故障切换功能，可提供更高的RAS级别。AIX内核最多已可支持扩展到64个物理处理器和2048GB内存。2004年 AIX 5L Version 5.3发布2004年7月13日，AIX 5L v5.3版本正式推出2007 年年中，IBM发布了最新的 AIX 6 的 Beta 版本，供全球的使用者免费下载使用。并于同年发布了正式版AIX 6.1。2010年，AIX 7.1版本发布。 AI

14、X 7 可以在基于 POWER4、PPC970、POWER5、POWER6 和新一代 POWER 处理器 POWER7 的系统上运行。AIX 7 的大多数新特性都可在基于早期 POWER 处理器的平台上使用，但是在基于 POWER6 和 POWER7 处理器构建的系统上才能实现最高的性能。AIX 操作系统适用于 IBM Power、System p、System i、System p5、System i5、eServer p5、eServer pSeries 和 eServer i5 服务器产品系列，以及基于 Power 架构技术的 IBM BladeCenter 刀片。 AIX 7 扩展了

15、AIX 操作系统的功能，将 AIX 的垂直可扩展性增强为带 256 个处理器内核和 1024 个线程的分区以便处理最大型的工作负载。为了能够为大型工作负载提供更高的性能，AIX 7 还包含有新的 TB 级段支持，可以充分利用旨在提高内存性能的 POWER7 处理器的内存管理功能。二、AIX操作系统架构 AIX采用了内核和核外程序有机结合的总体框架。从逻辑上看，整个系统可分为五层：硬件层、内核层、系统调用层、核外程序层和外壳层。 （1）硬件层是AIX系统的基础。一方面它要为AIX提供必要的硬件支持，另一方面它又要在该系统的统一管理控制下有条不紊地工作。硬件层包括CPU、存储器、I/O设备和网络控

16、制部件等。（2）内核层是AIX系统的重要部分，它负责管理、支配系统中的全部资源，其中包括硬件资源、软件资源和信息资源等。AIX内核层包括中断/陷入处理，存储管理、进程管理、I/O设备管理和文件管理等部分。 （3）系统调用层是内核与核外程序的界面。核外程序通过它调用内核的子功能并为之服务。 （4）核外程序层在内核支持下工作。用户可通过外壳层对其中的程序实施控制。它主要包括核外常规系统程序、各种实用软件和用户应用程序等。 （5）外壳层是AIX系统直接面向用户的外层界面，它由Shell和X-window组成。Shell是AIX操作系统的命令语言/命令程序设计语言环境，在这个环境下用户既可使用单个Sh

17、ell命令，也可编写Shell命令程序。X-window是AIX系统的图形用户界面。1.4.2 HP UNIX操作系统 HP-UX （Hewlett-Packard UniX） 是惠普公司自有版权基于Unix System V的一个商用Unix操作系统，目前支持基于HP-PA RISC处理器的HP9000服务器，以及基于Intel Itanium安腾处理器的Integrity 服务器。HP-UX在System V版本出现前则是基于System III。HP-UX 1.0的最初版本于1984年颁布。 HP-UX技术特性自2000年惠普推出SuperDome高端服务器以来，HP-UX日益强调先进的

18、可靠性、安全性、负载管理和分区功能。可靠性主要着眼于单系统质量和故障自愈能力，多系统集群和故障切换，以及错误监视和纠正能力。HP-UX 11i提供ServiceGuard作为多系统集群。Global Workload Manager则可以管理和优化性能，并且跟Instant Capacity临时增容机制配合，提供高峰负载时的额外处理能力。安全性一直集成在HP-UX中，HP-UX 11i包括完全的“可信任”（trusted）模式。从HP-UX 11iv2开始，安全特性得到很大扩充，增加了基于内核的入侵检测、强随机数生成、堆栈缓冲溢出保护（stack buffer overflow）、安全分区、基

19、于角色的访问控制（role-based access control）、访问控制白名单，以及各种基于开放源代码的安全工具。HP-UX系统分区（虚拟化）技术包括了基于硬件分区、软件分区、虚拟机和操作系统虚拟分区等各种技术。在Integrity系列服务器上，HP-UX虚拟机 HP VM可以运行多种操作系统，包括HP-UX、Linux、Windows、OpenVMS,还可以以兼容方式直接运行HP9000二进制代码。HP VM支持在线迁移，并且可在迁移中对VM中的内容进行加密。 HP UNIX 最早起源1.0（1984年），支持HP Integral PC （内嵌ROM版本），系统核心固化于ROM中，

20、而外部命令等在软盘上。 发展至今目前最新版本为HP-UX 11i v3 HP-UX 11iv3当前的扩展能力128 处理器内核4TB 内存单个文件系统容量 256 TB （架构设计8EB）单个文件16 TB （架构设计8EB）存储容量 1000000 ZB现行的HP-UX 11iv3发行方式按照适用特定用户应用场景提供4种不同的打包操作环境（Operating Environment），大大简化了操作系统软件的配置。1.4.3 RHEL操作系统 RHEL,即Red Hat Enterprise Linux的缩写，是Red Hat公司的Linux系统。Red Hat Linux是由Red Hat

21、公司发布的一个Linux发行包。Red Hat Linux可算是一个“中年”的Linux发布包，其1.0版本于1994年11月3日发布。2004年4月30日，Red Hat公司正式停止对Red Hat 9.0版本的支持，标志着Red Hat Linux的免费时代正式结束。从此Red Hat公司不再开发桌面版的Linux发行包，而将全部力量集中在服务器版的开发上，也就是Red Hat Enterprise Linux版。 2005年10月RHEL4发布。2007年3月，RHEL5发布，2010年3月更新至RHEL 5.5.2010年11月10日发布了RHEL 6的正式版Red Hat Linux

22、中的RPM软件包格式可以说是Linux社区的一个事实标准，被广泛使用于其他Linux发行包中。1.4.4 suse企业版操作系统 SUSE Linux 原来是德国的 SuSE Linux AG公司发行维护的Linux发行版，是属于此公司的注册商标。第一个版本出现在1994年年初。2004年这家公司被Novell公司收购。 Novell/SUSE公司大楼 纽伦堡(德国) SUSE包含了一个安装及系统管理工具YaST2。它能够进行磁盘分割、系统安装、在线更新、网络及防火墙组态设定、用户管理和其他更多的工作。它为原来复杂的设定工作提供了方便的组合界面。 SUSE也收录了Linux下的多个桌面环境如K

23、DE和GNOME。YaST2安装程序也会让使用者选择使用GNOME、KDE或者不安装图形界面。SUSE已经为使用者提供了一系列多媒 体程序如K3B(CD/DVD烧录)、amaroK(音乐播放器)和Kaffeine(影片播放器)。它也收录了，以及其他 的文字阅读/处理软件，如PDF格式文件阅读软件等。 大家都知道德国出产的奔驰、宝马、等车型以精美、可靠、耐用而著称，而同样出自德国人之手的Suse Linux ，即使是被收购也是一款出色的Linux发行版，目前Suse成为唯一一家为IBM大型主机提供具有企业就绪和商业支持特性的Linux操作系统的公司, 特别针对IBM System z 架构进行了

24、优化，使其安装过程非常简便。而且在Suse平台上面部署SAP和Oracle应用非常方便。在2014年10月28日，Suse Enterprise Server 12（简称SLES 12）在11版发布4年后，经过多次改进推出了。SLES12界面如下图： 1.4.5 windows server操作系统Windows Server是Microsoft Windows Server System（WSS）的核心，Windows 的服务器操作系统。 版本内核版本号发售日Windows Server 2003NT 5.22003-4-24Windows Server 2008NT 6.02008-2-2

25、7Windows Server 2008 R2NT 6.12009-10-22Windows Server 2012NT 6.22012-9-4一、Windows Server 2000版本Windows 2000 Server面向小型企业的服务器领域，它的前一个版本是Windows NT4.0 Server版。它的原名就是Windows NT 5.0 Server。支持每台机器上最多拥有4个处理器，最低支持128MB内存，最高支持4GB内存。Server在NT4的基础上做了大量的改进，在各种功能方面有了更大的提高。Windows 2000 Advanced Server即高级服务器版，面向大

26、中型企业的服务器领域。原名Windows NT 5.0 Server Enterprise Edition。最高可以支持8处理器，最低支持128MB内存，最高支持8GB内存。，它的前一个版本是Windows NT4.0企业版。与Server版不同的是，Advanced Server具有更为强大的特性和功能。它对SMP(对称多处理器)的支持要比Server更好，支持的数目可以达到四路。Windows 2000 Datacenter Server即数据中心服务器版，面向最高级别的可伸缩性，可用性与可靠性的大型企业或国家机构的服务器领域。8路或更高处理能力的服务器（最高可以支持32颗处理器），最低支

27、持256MB内存，最高支持64GB内存，可以支持32路SMP系统和64GB的物理内存。该系统可用于大型数据库、经济分析、科学计算以及工程模拟等方面，另外还可用于联机交易处理。Windows 2000 Advanced/Datacenter Server Limited Edition发行于2001年，用于运行于Intel的IA-64架构的安腾(Itanium)纯64位微处理器上。二、Windows Server 2003版本 Windows Server 2003是微软的服务器操作系统，于2003年3月28日发布，并在同年四月底上市。相对于Windows 2000做了很多改进， 如：改进的Ac

28、tive Directory（活动目录）（如可以从schema中删除类） ；改进的Group Policy（组策略）操作和管理 ；改进的磁盘管理，如可以从Shadow Copy（卷影复制）中备份文件。特别是在改进的脚本和命令行工具，对微软来说是一次革新：把一个完整的命令外壳带进下一版本Windows的一部分。 1、Windows Server 2003 Web版 标准的英文名称：Windows Server 2003 Web Edition 用于构建和存放Web应用程序、网页和XMLWeb Services。它主要使用IIS6.0 Web服务器并提供快速开发和部署使用ASP。NET技术的XML

29、 Web services和应用程序。支持双处理器，最低支持256MB的内存.它最高支持2GB的内存。 2、Windows Server 2003 标准版 标准的英文名称：Windows Server 2003 Standard Edition 销售目标是中小型企业，支持文件和打印机共享，提供安全的Internet连接，允许集中的应用程序部署。支持4个处理器；最低支持256MB的内存，最高支持4GB的内存。Windows Server 2003 企业版标准的英文名称：Windows Server 2003 Enterprise Edition Windows Server 2003 企业版与

30、Windows Server 2003 标准版的主要区别在于：Windows Server 2003 企业版 支持高性能服务器，并且可以群集服务器，以便处理更大的负荷。通过这些功能实现了可靠性，有助于确保系统即使在出现问题时仍可用。在一个系统或分区中最多支持八个处理器，八节点群集，最高支持32GB的内存。 3、 Windows Server 2003 数据中心版标准的英文名称：Windows 2003 Datacenter Edition 针对要求最高级别的可伸缩性、可用性和可靠性的大型企业或国家机构等而设计的。它是最强大的服务器操作系统。 分为32位版与64位版： 32位版支持32个处理器，

31、支持8点集群；最低要求128MB内存，最高支持512GB的内存。 64位版支持Itanium和Itanium2两种处理器，支持64个处理器与支持8点集群；最低支持1GB的内存，最高支持512GB的内存。三、Windows Server 2008版本 Windows Server 2008 是专为强化下一代网络、应用程序和 Web 服务的功能而设计，是有史以来最先进的 Windows Server操作系统。拥有 Windows Server 2008，您即可在企业中开发、提供和管理丰富的用户体验及应用程序，提供高度安全的网络基础架构，提高和增加技术效率与价值。Windows Server 200

32、8建立在网络和虚拟化技术之上，可以提高你的基础服务器设备的可靠性和灵活性。新的虚拟化工具，网络资源和增强的安全性，可降低成本，并为一个动态和优化的数据中心提供一个平台。故障转移集群的改进旨在简化集群，提高集群稳定并使他们更安全，新的故障转移集群验证向导可用于帮助测试存储。Windows Server 2008包括一个新的实现TCP/IP协议栈的称为下一代TCP/IP协议栈。下一代TCP/IP协议栈是一个完全重新设计TCP/IP功能为互联网协议第4版（IPv4）和互联网协议第6版（IPv6）符合当前不同的网络环境和技术的连通性和性能需要。1、Windows Server 2008 Standar