计算机操作系统起源、分类及应用现状.doc

目录：1 操作系统概述2 回顾操作系统的发展历程3 现代主流操作系统的起源、发展及应用3.1 Unix 的起源、发展及应用3.2 Linux 的起源、发展和应用3.3 Solaris 的起源、发展和应用3.4 Mac OS 的起源、发展和应用3.5 MS Windows 的起源、发展和应用4 操作系统横向比较 内容：1 操作系统概述在计算机系统的逻辑结构中, 操作系统位于硬件和用户之间。它保证了计算机系统硬件的正常运转, 对上层用户提供了高级别的抽象, 同时实现了资源共享。操作系统位于计算机硬件和应用程序之间, 控制了应用程序的运行。操作系统的需要满足下面三点目标:1) 方便性: 操作系统使得计算机便于操作;2) 有效性: 操作系统使得计算机的资源得到有效的应用;3) 可发展: 在不影响原有服务的情况下, 操作系统应该允许有效的发展、测试和新函数的引入。2 回顾操作系统的发展历程计算机起源于上世纪40 年代末期, 直到上世纪50 年代中期, 操作系统都没有出现。程序员对计算机的操作是直接和计算机硬件进行交互。下面我们结合计算机的发展历史来回顾一下操作系统的发展历程。 1.第一代计算机（1945-1955）：真空管和插件板 40年代中期，美国哈佛大学、普林斯顿高等研究院、宾夕法尼亚大学的一些人使用数万个真空管， 构建了世界上第一台电子计算机。开启计算机发展的历史。这个时期的机器需要一个小组专门设计、制造、编程、操作、维护每台机器。程序设计使用机器语言，通 过插板上的硬连线来控制其基本功能。 这个时候处于计算机发展的最初阶段，连程序设计语言都还没有出现，操作系统更是闻所未闻！ 2.第二代计算机（1955-1965）：晶体管和批处理系统 这个时期计算机越来越可靠，已从研究院中走出来，走进了商业应用。但这个时期的计算机主要完成各种科学计算，需要专门的操作人员维护，并且需要针对每次的计算任务进行编程。 第二代计算机主要用于科学与工程计算。使用FORTRAN与汇编语言编写程序。在后期出现了操作系统的雏形：FMS（FORTRAN监控系统）和IBMSYS（IBM为7094机配备的操作系统） 3.第三代计算机（1965-1980）：集成电路芯片和多道程序 60年代初，计算机厂商根据不同的应用分成了两个计算机系列，一个针对科学计算，一个针对商业应用。 随着计算机应用的深入，对统一两种应用的计算机需求出现了。这时IBM公司试图通过引入System/360来解决这个问题。 与这个计划配套，IBM公司组织了OS/360操作系统的开发，然后复杂的需求，以及当时软件工程水平低下使得OS/360的开发工作陷入了历史以来最可怕的“软件开发泥潭”，诞生了最著名的失败论著-神秘的人月。 虽然这个开发计划失败了，但是这个愿望却成为了计算机厂商的目标。 此时，MIT、Bell Lab（贝尔实验室）和通用电气公司决定开发一种“公用计算机服务系统”-MULTICS，希望其能同时支持数百名分时用户的一种机器。结果这个计 划的研制难度超出了所有人的预料，最后这个系统也以失败结束。不过，MULTICS的思想却为后来的操作系统很多提示。 60年代未，一位贝尔实验室曾参加过MULTICS研制工作的计算机科学家Ken Thompson，在一台无人使用的PDP-7机器上开发出了一套简化的、单用户版的MULTICS。后来导致了UNIX操作系统的诞生。 目前UNIX操作系统主导了小型机、工作站以及其他市场。也是至今最有影响力的操作系统之一，而Linux也是UNIX系统的一种衍生。 4.第4代计算机（1980-今）：个人计算机 随着计算机技术的不断更新与发展，计算机神奇般地闯入了人们的生活，现在以低廉的价格就可以获得强大计算能力的计算机。 价格不再是阻拦计算机普及的门槛时，降低计算机的易用性就显得十分重要！由于UNIX系统的本身特点，使得其不太适合于在运行在个人计算机上，这时就需要一种新的操作系统。 在这一历史关键时候，IBM公司由于低估了PC机的市场，并未使用最大的力量角逐这一市场，这 时Intel公司趁机进入，成为了当今微处理器的老大。同时善于抓住时机的微软公司的总裁比尔盖茨适时地进入了这一领域，用购买来的CP/M摇身一变成 为MS-DOS，并凭借其成为个人计算机操作系统领域的霸主。 虽然是苹果公司在GUI方面先拔头筹，但由于苹果公司的不兼容、不开放的市场策略，未能扩大战果，这时微软又适时地进入了GUI方面，凭借WINDOWS系统再次称雄！3 现代主流操作系统的起源、发展及应用附件:xitong.jpg 149.07 KiB | 被浏览 492 次 现在有许多种操作系统, 如Unix, Linux, Solaris,Mac OS, MS Windows 等。这些操作系统各有优劣, 应用的领域也不尽相同。3.1 Unix的起源、发展及应用附件:multics (1).png 14.59 KiB | 被浏览 485 次 Unix 系统是美国麻省理工学院( MIT) 在1965年开发的分时操作系统Multics( Multiplexed Informationand Computing Service System) 的基础上不断演变而来的, 它原是MIT 和贝尔实验室等为美国国防部研制的。贝尔实验室的系统程序设计人员汤普逊( Thompson) 和里奇( Ritchie) 于1969 年在PDP- 7 计算机上用汇编语言成功地开发了它。在Unix 发展的最初级阶段, 只在贝尔实验室内部使用, 并且发展了从版本1 到版本7 共7 个版本。由于Unix 最初是用汇编语言写的, 与硬件密切相关,所以在1970 年把Unix 向PDP- 10 移植的过程耗费了工作人员大量的经历。看到了这种不便, Unix 的作者将Unix 用C 语言重写, 从而大大提高了Unix 的可移植性, 这件事可以说是这个阶段最重要的事件。UNIX 的拥有者AT&T 以分发许可证的方法,对Unix 仅仅收取很少的费用, 将Unix 的源代码给予大学和研究机构进行研究。到了80 年代, AT&T 对外发行了一个Unix 版本, 并用罗马数字来对它进行标识, 如System III ,System IV。这两个版本都是这个时期的重要作品。除了AT&T 之外, 其它的厂商、科研单位也纷纷对UNIX 按照自己的需求进行了改进, 产生了多个版本。其中以加州大学伯克利分校( UC- Berkeley) 的4.2BSD 版本最为流行。在这个时期, Internet 进入了萌芽、发展阶段, 而BSD 版本最先实现了TCP/IP协议, 使得Unix 和Internet 紧密结合在一起。Unix 的版本很多, 如Solaris, Mac OS, IRIX, FreeBSD, SCO Unix 等, 并且都得到了广泛应用。IRIX:附件:IRIX_logo.jpg 16.12 KiB | 被浏览 485 次 IRIX 是SGI 公司的Unix 版本, 这是一种基于Unix System V 的产品。SGI 的Unix 图形工作站是图形图像处理领域内的顶级产品, 这一方面是由于SGI 的硬件性能相当优秀, 另一方面在软件方面, SGI 开发了工作站下的图形图像处理软件,成为这个领域的领先者。而SGI 在图形图像领域的领先地位掩盖了他作为一家Unix 厂商在操作系统领域内的努力, 事实上在他们还生产超级计算机,在多处理器和并行计算等大负荷计算方面都有独到的研究。在Unix 领域, IRIX 不是最具备活力的版本, 但更关心稳定性。FreeBSD: 这是由BSD 开发人员开发的运行在Intel 平台上的免费BSD 系统。由于它继承了BSD的成熟代码, 因此在稳定性和可靠性方面表现很好。在Internet 上, 有很多国际知名的大网站运行着FreeBSD, 包括:Yahoo!( )Microsoft ()Apache ()等。SCO Unix: 附件:images.jpg 3.27 KiB | 被浏览 485 次 SCO Unix 是在国内比较有名气的操作系统, 因为他是当时能运行在Intel 的平台之一, 并且较早进入中国市场。它的历史可以追溯到MicroSoft 开发的Xienx, Xienx 是运行在Intel 平台上的一种基于Unix V 6 的系统, 后来Xienx 开发部门独立出来成立了SCO 公司, 并基于AT&TSystem VR3.2 开发了SCO Unix。SCO 之所以能占有市场, 并不是其产品特别出色, 而是因为在小型机特别昂贵的年代, 对一些追求稳定的行业来说,使用SCO 能在x86 上运行, 可以节约大量成本。因此早期的银行、金融行业的终端大多是使用SCO 的。但是现在SCO Unix 已经被Linux 抢走大量份额。Unix 的各个版本, 凭借其成熟的代码, 超强的稳定性, 在服务器市场上占据了领导地位。但是Unix 的操作比较复杂, 需要一定的专业知识, 因此并不适合一般的家庭用户使用。附件:Unix.svg.png 311.38 KiB | 被浏览 492 次 3.2 Linux 的起源、发展和应用Linux 操作系统核心最早是由芬兰的李纳斯?托沃兹( Linus Torvalds) 1991 年8 月在芬兰赫尔辛基大学上学时发布的, 他因为对当时流行的教学系统Minix (Unix的一个版本)的很多特点很不满意, 于是决定自己写一个合乎自己要求的操作系统, 并且把这个内核放到了Internet 上, 供大家修改。后来经过众多世界顶尖的软件工程师的不断修改和完善, Linux 得以在全球普及开来, 在服务器领域及个人桌面版得到越来越多的应用, 在嵌入式开发方面更是具有其它操作系统无可比拟的优势, 并以每年100%的用户递增数量显示了Linux 强大的力量。需要特别说明的一点是, 虽然Linux 在开发过程中借鉴了Unix 操作系统的思想, 但是Linux 和Unix 各个版本的源码没有任何关系, 因此Linux 只能算是一种类Unix 操作系统, 而不是Unix 的众多版本之一。Linux 只是指操作系统的核心, 并没有各种应用程序, 如网络工具、多媒体软件等。因此现在市场上有很多种Linux Kernel 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的一套完整的操作系统, 我们称之为Linux 发行版。主要的发行版本有:Redhat Linux: 就是著名的“红帽”Linux。它是由red hat 公司开发的。SuSe Linux: 它是欧洲最为流行的Linux 发行版。Debian Linux: 由开源项目debian 所推出的Linux 发行版, 号称是“ 最符合开源精神”的Linux发行版。Redflag Linux: 红旗Linux, 是国内著名厂商“红旗”推出的Linux 发行版, 在汉化方面的工作做的很好。Linux 的应用非常广泛:用Linux 来搭建服务器是目前Linux 的最广泛应用。如:2002 年, 北京市东城区政府建立了基于Linux服务器平台的电子政务系统。2003 年8 月, 韩国国家航空公司和IBM公司联合发布声明, 表示韩国航空公司将把该公司的核心业务移植到IBM的eServer 服务器当中完成, 其中操作系统则采用Linux。由于Linux 的可定制性质, Linux 在嵌入式设备中也得到了广泛的应用:摩托罗拉公司在2003 年推出了第一款以Linux为操作系统的手机: A760。初次之外, 多种手持设备也都采用Linux 作为操作系统。同时, Linux 的各种嵌入式版本已经广泛的应用于航天飞机的空间数据采集,科学仪器测控和电影特技图像处理等广泛领域。在桌面应用方面, 现在各个Linux 发行版都在桌面应用方面下足了功夫, 使得它们完全可以作为一种集办公应用、多媒体应用、网络应用等多方面功能于一体的图形界面操作系统。3.3 Solaris 的起源、发展和应用Solaris 是Sun Microsystems 研发的计算机操作系统。由于Sun Microsystem 的创始人之一BillJoy 来自U.C.Berkeley, 因此SunOS 主要是基于BSDUnix版本。它被认为是Unix 操作系统的衍生版本之一。SunOS 5.0 开始, SUN 的操作系统开发开始转向System V Release 4, 并且有了新的名字叫做Solaris2.0, 并且一直发展到现在最新的Solaris 10。Solaris 支持多种系统结构, 支持多种系统架构:SPARC, x86 and x64. x64 即AMD64 及EMT64 处理器。与Linux 相比, Solaris 可以更有效地支持对称多处理器、即SMP 架构。Sun 同时宣布将在Solaris10 的后续版本中提供Linux 运行环境, 允许Linux二进制程序直接在Solaris x86 和x64 系统上运行。Solaris 主要运行在Sun 公司生产的服务器上,这些服务器在各行各业得到了广泛的应用。Solaris 是非常优秀的服务器操作系统, 虽然Sun 公司在不断的完善其功能, 改进其用户界面,但是并不适合普通个人用户使用。Mac OS 的起源、发展和应用Mac OS 是一套运行于苹果Macintosh 系列电脑上的操作系统。Mac OS 是首个在商用领域成功的图形用户界面。Mac OS 可以被分成操作系统的两个系列: 一个是老旧且已不被支持的“Classic”Mac OS( 系统搭载在1984 年销售的首部Mac 与其后代上, 终极版本Mac OS 9。采用Mach 作为内核, 在OS 8以前用“System x.xx”来称呼) 。新的Mac OS X 结合BSD Unix、OpenStep 和Mac OS 9 的元素。它的最底层基于Unix, 其代码被称为Darwin, 实行的是部分开放源代码。1984 年, 苹果发布了System 1, 这是一个黑白界面的, 也是世界上第一款成功的图形化用户界面操作系统。System 1 含有桌面、窗口、图标、光标、菜单和卷动栏等项目。在 接下来的十几年中, 苹果操作系统历经了System 1 到6, 到7.5.3 的巨大变化, 苹果操作系统从单调的黑白界面变成8 色、16 色、真彩色, 在稳定性、应用程序数量、界面效果等各方面都取得了巨大的进步。从7.6 版开始, 苹果操作系统更名为Mac OS, 此后的Mac OS 8 和Mac OS 9, 直至MacOS 9.2.2 以及今天的Mac OS 10.3, 采用的都是这种命名方式。Mac OS 主要运行在苹果公司生产的电脑上。苹果电脑在易用性、美观方面都做的非常出色, 平台下的应用软件也很丰富, 是用户在PC 机之外的一个很好的选择。但是由于价格昂贵、消费者误解( 很多人认为苹果电脑是专业人士应用的) 等原因,苹果电脑及Mac OS 在我国并没有得到广泛的应用。苹果公司认识到了这个问题, 积极调整了对华市场策略, 现在使用苹果电脑的我国用户正在慢慢增长。3.5 MS Windows 的起源、发展和应用MS Windows 由Microsoft 公司出品, 是历史上最成功的桌面操作系统。Microsoft 公司在1983 年开始研究开发Windows操作系统, 并于1985 年和1987 年推出Windows1.03 版和Windows 2.0 版, 但是并没有取得很大的成功。在对Windows 的内存管理、图形界面进行了重大改进并且支持虚拟内存以后, 于1990年推出的Windows3.0 才取得了重大成功。1995 年, Microsoft 公司推出了里程碑似的作品:Windows95, 提供了更加优秀的、面向对象的图形用户界面, 全32 位的高性能的抢先式多任务和多线程; 内置的对Internet 的支持; 更加高级的多媒体支持( 声音、图形、影像等) , 可以直接写屏并很好的支持游戏; 即插即用, 简化用户配置硬件操作, 并避免了硬件上的冲突; 32 位线性寻址的内存管理和良好的向下兼容性等囗囗性的功能, 从而一举奠定了Microsoft 公司在操作系统领域的霸主地位, 并且持续至今。一年以后, Microsoft 公司推出了Windows NT4.0, 1998 年又推出了Windows 98, 2000 年推出了Windows Me, 都是比较成功的作品。2000 年12 月19 日推出的Windows 2000 是一款囗囗性的纯32 位的操作系统。它凭借NTFS文件系统、EFS 文件加密、增强硬件支持、分布式文件系统、活动目录等新特性成功的打入之前一直被Unix 垄断的服务器市场。大量新技术的加入, 给Windows 2000 带来了不少潜在的系统漏洞, 这就为后来“冲击波”等蠕虫病毒的猖獗种下了祸根。Windows 2000 的出现, 意味着Windows 9x 产品线走到了尽头。2001 年发布的Windows XP 是现在使用最为广泛的桌面操作系统, 是Windows 发展中的又一个里程碑。它将Windows 2000 的众多优点( 例如基于标准的安全性、易管理性和可靠性) 与Windows 98和Windows Me 的最佳特性( 即插即用、易于使用的用户界面以及独具创新的支持服务) 完美集成在一起, 从而打造出了迄今为止最为优秀的一款Windows 操作系统产品。挑剔的计算机用户对Windows XP 仍旧有些不满意, 下面简要列举Windows XP 的几个缺点:1) 关于界面问题Windows XP 引入了一个新的图形用户界面:Luna。这个图形用户界面非常漂亮, 相比较于Windows 2000 而言是一个重大改进。不过如果和美轮美奂的Mac OS 相比, 还有很大差距, 这也是为什么出现了很多界面美化软件( 如Style XP) 的原因。2) “网络邻居”引起的“假死”问题Windows XP 的“网络邻居”在搜索网络上的计算机时, 经常长时间没有反应, 导致“假死”。3) “快捷访问”不易自定义双击“我的电脑”, 在弹出的对话框左边会看到“快捷访问”的界面。用户很难更改、自定义这个界面里面的内容, 导致操作的不方便。4) 视频预览问题Windows XP 可以预览视频的第一帧画面。不过由于第一帧往往都是黒屏, 所以预览就失去了应用的意义。需要说明的是, 以上这些问题在Microsoft 公司最新的桌面操作系统vista 中, 都有效的得到了解决。2003 年发布的Windows Server 2003 是微软最新的服务器操作系统, 它是微软公司向.NET 战略迈出的真正的第一步。它的内核是完全重新编写的( Windows XP 则继承了Windows 2000 的内核) ,号称相比较于Windows 2000 系列有30%的性能提升。Windows Server 2003 发布的意义十分重大,正是从它开始, 微软公司在高端服务器市场才算真正拥有了一款具备足够竞争力的操作系统产品。2006 年11 月30 日发布的Vista 是Microsoft公司最新的桌面操作系统, 在安全性、可靠性、互动性、数据整合、搜索、简单部署和移动设备支持方面进行了重大改进, 努力的帮助用户实现工作效益的最大化。Vista的缺点也很明显：说起系统资源消耗，内存首当其冲。升级到Vista着实代价不菲，硬件、系统、移植等都 是很耗金钱的。2008年3月13日已在北京发布三款核心应用平台产品：Windows Server 2008（服务器操作系统）、Visual Studio 2008（开发工具）、SQL Server 2008（数据平台）。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。Visual Studio 2008作为新一代开发工具，能帮助开发团队在最新的平台上开发杰出的用户体验，同时，通过进行灵活快速开发实现生产效率新突破，并使开发团队更好地进行协作。SQL Server 2008 提供了一个可靠的、高效的、智能化的数据平台，可运行需求最苛刻新功能的、完成关键任务的应用程序。2009年10月22日Windows 7正式上市:Windows 7 的设计主要围绕五个重点针对笔记本电脑的特有设计；基于应用服务的设计；用户的个性化；视听娱乐的优化；用户易用性的新引擎。Windows 7 的版本：Windows 7 Starter（简易版）；Windows 7 Home Basic（家庭基础版）；Windows 7 Home Premium（家庭高级版）；Windows 7 Professional（专业版）；Windows 7 Enterprise（企业版）4 操作系统横向比较 计算机历史中出现了许许多多的操作系统，然后大浪淘沙，无情地淘汰了许多，只留下一些经历过市场考验的： 4.1桌面操作系统： 1）MSDOS：Intel x86系列的PC机上的最早的操作系统，微软公司产品，曾经统治了这个领域，现在已逐渐被自家兄弟WINDOWS 9x系列所代替，现在除了一些低档机外已不多见。 2）Windows 9x：微软公司产品，从Windows 3.x发展而来，现在是基于Intel x86系列的PC机上的主要操作系统，也是现然个人电脑中装机量最大的操作系统。面向桌面、面向个人用户。 3）Mac OS：苹果公司所有，界面友好，性能优异，但由于只能运行在苹果公司自己的电脑上而发展有限。但由于苹