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(OperatingSystem—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。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，GNUC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ANSIC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、WindowsServer)；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MacOSX、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Windows7都支持32位和64位。从架构上分为X86、X8664、PPC架构。1.4服务器操作系统1.4.1AIX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IBMUNIX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（AdvancedInteractiveeXecutive）是IBM基于AT&TUnixSystemV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Opengroup的UNIX98行业标准（TheOpenGroupUNIX98BaseBrand），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IBMRS/6000工作站、服务器和大型并行超级计算机上运行。AIX是AdvancedInteractiveExecutive的简称，意为高级交互执行体，它是IBM公司专门为@ServerpSeries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（MultiplexedInformationandComputingService）1969年KenThompson和DennisRitchie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UNIXv.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UNIXv.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UNIXv.7－UNIX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UNIXSystemIII，完全转向为社会提供的商品软件1983年AT&T发布UNIXSystemV，系统功能已趋于稳定和完善，此后Systemv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SystemVRelease4（SVRV)1986年AIXv1版本发布1988年AIXV2发布，它是可支持第二版RISC系统（RT/PC）的UNIX操作系统。1990年AIXVersion3发布IBM宣布推出AIXv3，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AIXVersion4.1发布，它具有如下特点1994年7月26日，IBM宣布推出了AIXVersion4.1操作系统，其优点包括：-第一个可支持PowerPC601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，HighAvailabilityClusterMulti-Processing）。1997年AIXVersion4.3发布1997年10月31日，IBM宣布推出AIXVersion4.3操作系统，具有诸多新的特点，包括：-第一个可支持POWER3和PowerPCRS64处理器的UNIX操作系统；-1998年4月6日成为第一个获得OpenGroupUNIX98(SingleUNIXSpecificationVersion2）标准认证的UNIX操作系统；-AIX4.3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/IPv6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AIX5LVersion5.0IBM宣布推出AIX5L5.0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（EarlyAdopterRelease），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AIX5LVersion5.1发布2001年4月17日，IBM宣布推出AIX5LV5.1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Java2Version1.3，Linux应用支持性大大提高，是第一个包括LinuxAffinity特性的UNIX操作系统；-第一个支持64位JavaVersion1.3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；-AIX5.1同时支持32位POWER架构和IntelItanium架构（在有限基础上）。2002年AIX5LV5.2版本发布2002年10月8日，IBM发布AIX5Lv5.2，它是第一个支持POWER5处理器的UNIX操作系统，第一个获得OpenGroupUNIX03(SingleUNIXSpecificationVersion3）标准认证的UNIX操作系统，第一个获得CAPP/EAL4+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AIX5LVersion5.3发布2004年7月13日，AIX5Lv5.3版本正式推出2007年年中，IBM发布了最新的AIX6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AIX6.1。2010年，AIX7.1版本发布。AIX7可以在基于POWER4™、PPC970、POWER5™、POWER6®和新一代POWER®处理器POWER7®的系统上运行。AIX7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IBMPower、Systemp®、Systemi®、Systemp5®、Systemi5®、eServer™p5、eServerpSeries®和eServeri5服务器产品系列，以及基于Power架构技术的IBMBladeCenter®刀片。AIX7扩展了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，AIX7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Shell命令，也可编写Shell命令程序。X-window是AIX系统的图形用户界面。1.4.2HPUNIX操作系统HP-UX（Hewlett-PackardUniX）是惠普公司自有版权基于UnixSystemV的一个商用Unix操作系统，目前支持基于HP-PARISC处理器的HP9000服务器，以及基于IntelItanium安腾处理器的Integrity服务器。HP-UX在SystemV版本出现前则是基于SystemIII。HP-UX1.0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-UX11i提供ServiceGuard作为多系统集群。GlobalWorkloadManager则可以管理和优化性能，并且跟InstantCapacity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-UX11i包括完全的“可信任”（trusted）模式。从HP-UX11iv2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（stackbufferoverflow）、安全分区、基于角色的访问控制（role-basedaccesscontrol）、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HPVM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。HPVM支持在线迁移，并且可在迁移中对VM中的内容进行加密。HPUNIX最早起源1.0（1984年），支持HPIntegralPC（内嵌ROM版本），系统核心固化于ROM中，而外部命令等在软盘上。发展至今目前最新版本为HP-UX11iv3HP-UX11iv3当前的扩展能力128处理器内核4TB内存单个文件系统容量256TB（架构设计8EB）单个文件16TB（架构设计8EB）存储容量1000000ZB现行的HP-UX11iv3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（OperatingEnvironment），大大简化了操作系统软件的配置。1.4.3RHEL操作系统RHEL,即RedHatEnterpriseLinux的缩写，是RedHat公司的Linux系统。RedHatLinux是由RedHat公司发布的一个Linux发行包。RedHatLinux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，RedHat公司正式停止对RedHat9.0版本的支持，标志着RedHatLinux的免费时代正式结束。从此RedHat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RedHatEnterpriseLinux版。2005年10月RHEL4发布。2007年3月，RHEL5发布，2010年3月更新至RHEL5.5.2010年11月10日发布了RHEL6的正式版RedHatLinux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。1.4.4suse企业版操作系统SUSELinux原来是德国的SuSELinuxAG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KDE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SuseLinux，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IBMSystemz架构进行了优化，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，SuseEnterpriseServer12（简称SLES12）在11版发布4年后，经过多次改进推出了。SLES12界面如下图：1.4.5windowsserver操作系统WindowsServer是MicrosoftWindowsServerSystem（WSS）的核心，Windows的服务器操作系统。 版本内核版本号发售日WindowsServer2003NT5.22003-4-24WindowsServer2008NT6.02008-2-27WindowsServer2008R2NT6.12009-10-22WindowsServer2012NT6.22012-9-4一、WindowsServer2000版本Windows2000Server面向小型企业的服务器领域，它的前一个版本是WindowsNT4.0Server版。它的原名就是WindowsNT5.0Server。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。Windows2000AdvancedServer即高级服务器版，面向大中型企业的服务器领域。原名WindowsNT5.0ServerEnterpriseEdition。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WindowsNT4.0企业版。与Server版不同的是，AdvancedServer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。Windows2000DatacenterServer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。Windows2000Advanced/DatacenterServerLimitedEdition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、WindowsServer2003版本WindowsServer2003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Windows2000做了很多改进，如：改进的ActiveDirectory（活动目录）（如可以从schema中删除类）；改进的GroupPolicy（组策略）操作和管理；改进的磁盘管理，如可以从ShadowCopy（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、WindowsServer2003Web版标准的英文名称：WindowsServer2003WebEdition用于构建和存放Web应用程序、网页和XMLWebServices。它主要使用IIS6.0Web服务器并提供快速开发和部署使用ASP。NET技术的XMLWebservices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、WindowsServer2003标准版标准的英文名称：WindowsServer2003StandardEdition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。WindowsServer2003企业版标准的英文名称：WindowsServer2003EnterpriseEditionWindowsServer2003企业版与WindowsServer2003标准版的主要区别在于：WindowsServer2003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、WindowsServer2003数据中心版标准的英文名称：Windows2003DatacenterEdition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，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、WindowsServer2008版本WindowsServer2008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WindowsServer操作系统。拥有WindowsServer2008，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。WindowsServer2008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。WindowsServer2008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、WindowsServer2008StandardWindowsServer2008Standard是迄今最稳固的WindowsServer操作系统，其内置的强化Web和虚拟化功能，是专为增加服务器基础架构的可靠性和弹性而设计，亦可节省时间及降低成本。其系利用功能强大的工具，让您拥有更好的服务器控制能力，并简化设定和管理工作；而增强的安全性功能则可强化操作系统，以协助保护数据和网路，并可为您的企业提供扎实且可高度信赖的基础。2、WindowsServer2008EnterpriseWindowsServer2008Enterprise可提供企业级的平台，部署企业关键应用。其所具备的群集和热添加（Hot-Add）处理器功能，可协助改善可用性，而整合的身份管理功能，可协助改善安全性，利用虚拟化授权权限整合应用程序，则可减少基础架构的成本，因此WindowsServer2008Enterprise能为高度动态、可扩充的IT基础架构，提供良好的基础。3、WindowsServer2008DatacenterWindowsServer2008Datacenter所提供的企业级平台，可在小型和大型服务器上部署具企业关键应用及大规模的虚拟化。其所具备的群集和动态硬件分割功能，可改善可用性，而通过无限制的虚拟化许可授权来巩固应用，可减少基础架构的成本。此外，此版本亦可支持2到64颗处理器，因此WindowsServer2008Datacenter能够提供良好的基础，用以建立企业级虚拟化和扩充解决方案。4、WindowsWebServer2008WindowsWebServer2008是特别为单一用途Web服务器而设计的系统，而且是建立在下一代WindowsServer2008中，坚若磐石之Web基础架构功能的基础上，其整合了重新设计架构的IIS7.0、ASPNET和MicrosoftNETFramework，以便提供任何企业快速部署网页、网站、Web应用程序和Web服务。5、WindowsServer2008forItanium-BasedSystemsWindowsServer2008forItanium-BasedSystems已针对大型数据库、各种企业和自订应用程序进行优化，可提供高可用性和多达64颗处理器的可扩充性，能符合高要求且具关键性的解决方案的需求。6、WindowsHPCServer2008WindowsHPCServer2008是下一代高性能计算（HPC）平台，可提供企业级的工具给高生产力的HPC环境，由于其建立于WindowsServer2008及64位元技术上，因此可有效地扩充至数以千计的处理器，并可提供集中管理控制台，协助您主动监督和维护系统健康状况及稳定性。其所具备的灵活的作业调度功能，可让Windows和Linux的HPC平台间进行整合，亦可支持批量作业以及服务导向架构（SOA）工作负载，而增强的生产力、可扩充的性能以及使用容易等特色，则可使WindowsHPCServer2008成为同级中最佳的Windows环境。四、WindowsServer2008R2版本同2008年1月发布的WindowsServer2008相比，WindowsServer2008R2继续提升了虚拟化、系统管理弹性、网络存取方式，以及信息安全等领域的应用，其中有不少功能需搭配Windows7。WindowsServer2008R2重要新功能包含︰Hyper-V加入动态迁移功能，作为最初发布版中快速迁移功能的一个改进；Hyper-V将以毫秒计算迁移时间。VMware公司的ESX或者其它管理程序相比，这是Hyper-V功能的一个强项。并强化PowerShell对各个服务器角色的管理指令。五、WindowsServer2012版本北京时间2012年4月18日，微软在微软管理峰会上公布了最新款服务器操作系统的名字：WindowsServer2012。windowsserver2012取代了之前用的windowsserver2008,这是一套基于Windows8基础上开发出来的服务器版系统，同样引入了Metro界面，增强了存储、网络、虚拟化、云等技术的易用性，让管理员更容易地控制服务器。WindowsServer2012简体中文试用版，2012年9月4日凌晨发布。六、WindowsServer10版本5月5日消息，微软发布了新的WindowsServer10技术预览版2（WindowsServerTechnicalPreview2），并且已经向TechNet订阅用户推送了该版本，用户可以在EvaluationCenter下载。该版本基于Win10预览版10074制作，只有64位系统。这是第二个Windows10

Server技术预览版，但其开发速度已经明显落后于桌面版系统。按照微软惯例，服务器系统和桌面系统一般来说开发进度相差无几，同代产品发布时间几乎相同。而这个Win10服务器版却不能在2015年夏天和桌面版同步发售，可能要等到2016年才能正式发布。1.5桌面操作系统1.5.1windows操作系统Windows是由微软公司成功开发的操作系统.Windows是一个多任务的操作系统，他采用图形窗口界面，用户对计算机的各种复杂操作只需通过点击鼠标就可以实现。MicrosoftWindows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。Windows系统，如Windows2000、WindowsXP皆是创建于现代的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，Windows的市场占有率有所下降。WindowsXP在2001年10月25日发布，2004年8月24日发布服务包2，2008年4月21日发布最新的服务包3。伴随着Windows8.1和Windows7网络流量份额的增加，WindowsXP市场份额继续下降。微软过渡操作系统WindowsVista于2007年1月30日发售，WindowsVista增加了许多功能，尤其是系统的安全性和网络管理功能，并且其拥有界面华丽的AeroGlass。但是整体而言，其在全球市场上的口碑却并不是很好。2009年7月14日，Windows7正式开发完成，内核版本号为WindowsNT

6.1，并于同年10月22日正式发布。10月23日，微软于中国正式发布Windows7。Windows8微软在2012年10月正式推出，系统有着独特的metro开始界面和触控式交互系统，2013年10月17日晚上7点，Windows8.1在全球范围内，通过Windows上的应用商店进行更新推送。2014年1月22日，微软在美国旧金山举行发布会，正式发布了Windows10消费者预览版。1.5.2Mac操作系统MacOS是指运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统，一直以来都被业界用来和微软的Windows进行相互比较。MacOS是首个在商用领域成功的图形用户界面，当年MacOS推出图形界面的时候，微软还只停留在DOS年代，Windows尚在襁褓之中。自从苹果在2001年正式发布MacOSX起，很多PC用户就被MacOSX的唯美风格所征服，开始纷纷以在Windows系统中模拟出惟妙惟肖的MacOSX操作环境为荣。在他们眼里MacOSX不单单是一个操作系统，更是一件艺术品，一种生活的态度。MacOS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经典版MacOS，在OS8以前用“Systemx.xx”来称呼。而另外一个则是新的MacOS。1、System1.0(1984-1985)System1.0是苹果随同Macintosh128K的最初电脑操作系统，发布于1984年1月，是第一个麦金塔操作系统。当时的System1.0含有桌面、窗口、图标、光标、菜单和卷动栏等项目。全体系统文件夹仅216K。当时并不能从菜单中建立新的文件夹。在OS1.0以后苹果发布了OS1.1对1.0存在的问题进行了修复同时更新了一些软件。2、System2.0(1985-1987)2.0是在1985年的4月发布的，2.0只是1.0的一个更新而已，没什么太大的变化。从1985年到1987年这段短短的时间内，Macintosh的操作系统从System2.0更新换代到了System5.0。但是这些系统和System1.0相比并没有大的改进，苹果只是做了一些小修小补的工作。3、System7(1991)这是第一个经历了大修补个大更新的系统。也是第一款彩色的苹果系统，有了256色的图标，有了更好的多媒体(quicktime)支持，当然，还能更好支持的互联网。System7.0发布之后，系统中仍然存在着一定的错误，这些虽然被System7.0.1和一些小型更新(例如System7Tuner1.1.1)被解决，但是错误永远不断。System7.1也可以当成一个重大修改错误的操作系统。在经历了近3年的沉寂之后的1997年，System7.6发布了。令人失望的是System7.6在绝大多数方面和System7.5是相同的。最大的一个“改进”就是在系统的启动画面中添加了“MACOS”字样。System7.1也是第一个没有由苹果免费赠送给麦金塔电脑的操作系统，以前的操作系统对于老用户都是“免费升级”。当时这还是一件新事情，导致许多用户的不满，苹果被迫将价钱降到30美元。4、MACOS8在1997年夏季，苹果发布了划时代的操作系统：MACOS8(终结了Systemx.x的命名方式)。在短短两周的时间内，MACOS8就卖出了125万套。苹果的忠实用户实在是等的太久了。MACOS8给我们带来了：更加方便的因特网连接，功能更强的多媒体应用，更加绚丽的图标等等。在MACOS8发布的半年以后，MACOS8.1出现在销售柜台上。MACOS8.1最大的改进是增加了全新的HFCPlus(MacOS扩展)资讯管理系统。还有一点就是MACOS8.1是最后一个能够运行在非PowerPCMAC上的MACOS。1998年10月MACOS8.5发布，MACOS8.5差不多对MACOS8的所有方面都进行了改进，特别是提供了增强的32位色图标和系统视觉效果更换功能，系统视觉效果更换功能允许用户能够自定义系统的外观。除此之外，MACOS8.5还增加了Sherlock，有一点需要我们注意的是，MACOS8.5只能运行在PowerPCMAC。于1998年12发布的MACOS8.5.1修补了MACOS8.5中一些错误，1999年5月发布的MACOS8.6最大的优点是稳定。MACOS95、MACOS91999年10月，改进之MACOS8.6的MACOS9面世了。MACOS9被认为是2000年前，最后一次大升级版本的MAC操作系统，并将是以往我们所熟悉的MACOS的最后一个版本，接下去的承担MAC操作系统重任的将会是MACOSX。在2002年5月，苹果计算机公司在加利福尼的亚圣约瑟召开全世界开发商会议，CEO史蒂夫恶搞了一下：他穿上黑色西装为OS9进行了一个葬礼。此意目的是宣布苹果计算机公司将停止OS9的所有发展。MacOS9.2.2是MacOS9的最终版本，这是一款经典的操作系统。6、MacOSX唯美主义：MacOSX2001年3月MacOSX10.0Cheetah印度豹2001年9月MacOSX10.1Puma美洲狮2002年8月MacOSX10.2Jaguar美洲虎2003年10月MacOSX10.3Panther黑豹2005年4月MacOSX10.4Tiger虎2007年10月MacOSX10.5Leopard豹2008年8月MacOSX10.6SnowLeopard雪豹2010年10月MacOSX10.7Lion狮7、MACOSX10.0“Cheetah(印度豹)”2000年1月，人们在SanFranciscoMacWorld的展览会上第一次看到了MACOSX。MACOSX采用了Darwin内核，Darwin内核是UNIX系统的一个变种，当然具有UNIX类操作系统所具有的高稳定性。并且MACOSX还具有一套全新设计的，被称作Aqua的用户界面。Aqua界面非常漂亮，拥有如水流般的平滑动感，设计精美的图标、菜单和停靠栏等等。MACOSX一公开露面就获得了人们的一片惊叹声，从那时开始直到现在MACOSX的Aqua用户界面一直是人们心目中的最佳。2001年3月，MACOSX10.0“Cheetah(印度豹)”如期摆上了销售柜台。同测试版相比，正式版修正了大量的错误，大大的增强了稳定性。8、MACOSX10.1“Puma(美洲狮)”2001年9月，MACOSX10.1“Puma(美洲狮)”发布。这个版本主要是修正了MACOSX10.0中的Bug，它比MACOSX10.0具有更快的运行速度，并且支持CD刻录和DVD播放。9、MacOSX10.2Jaguar美洲虎2002年MACOSX10.2Jaguar(美洲虎)发布。Jaguar是MACOSX的一次重大升级，它修正了MACOSX中的数以百计的小错误，大大提高了系统的稳定性，提升了系统的运行速度，还增加了一些新的特性。大多数人认为MACOSX10.2才是第一款真正可用的MACOSX，同时MACOSX10.2Jaguar还是第一款用开发代号来命名的MAC操作系统，并且MACOSX10.2Jaguar是最后一款把微软的IE作为默认网络浏览器的MAC操作系统。10、MacOSX10.3Panther黑豹2004年发布的MACOSX10.3Panther(黑豹)对MACOSX进行了难以置信的更新，很多人认为它是到目前为止最有意思的MACOSX更新。Panther增加了很多新的特性，例如：快速用户切换，iChatAV，重新制作的用户界面等等，同时Panther还是最后一款集成微软IE的MAC操作系统。11、MacOSX10.4Tiger虎在2005年的4月，苹果又发布了MACOSX10.4Tiger(老虎)。MACOSX10.4Tiger对系统的底层架构进行了更新，使得系统运行更快，更稳定。MACOSX10.4Tiger增加了Dashboard，Safari2.0等等新特性，在增加的新特性中最瞩目应当是：Spotlight。Spotlight是一个革命性的搜索工具，通过它我们能够快速的找到所需要的文件。12、MacOSX10.6SnowLeopard雪豹MacOSX10.5"Leopard"是2006年8月7日的世界开发者大会中所公开的，将会在2007年10月26日推出的64位操作系统。它同时支持PowerPC和以Intel为核心的Macintosh电脑。Leopard是第一个被认证为标准UNIX的苹果操作系统，相比10.4，具有超过300项的更新，但是由于基本操作环境没有重大改变，所以可以看作是最tiger的一次大幅度升级，而不是苹果系统的一次新的革命。根据苹果的说法，Leopard包含了超过300种更新与加强功能，含括核心操作系统元件，以及应用程式与开发工具。Leopard引进了显著大修过的桌面，包括重新设计的Dock，改进过的Finder，新功能Stacks、半透明选单条，以及内含最初於iTunes使用的CoverFlow。其它主要的特点在包含支援64位元GUI应用程式、可自动备份的时光机(TimeMachine)、Spotlight搜寻可横跨多台机器，以及原来只在一部分Mac机型才有的FrontRow与PhotoBooth。SnowLeopard提高了系统效率和性能表现，再次改写了MacOSX系统品质的新标准。SnowLeopard显著降低了MacOSX所占用的系统资源，让用户可以更有效的运用系统优势存储他们的音乐和照片。2009年8月28日，苹果新一代操作系统MacOSXSnowLeopard（版本号v10.6，中文名雪豹）全球同步发售。13、MacOSX10.7Lion狮2010年10月，代号为“Lion”的MacOS10.7首次公开，它将Expose、Dashboard与Spaces的功能整合而成的“MissionControl”，在iPad和iPhone上面常见的“AppStore”也加进来了，此外软件终于可以全屏运行了。从Lion系统开始，苹果逐渐将iOS上面的成熟经验软件、以及新的软件管理启动接口“Launchpad”。此外，Lion是自从Apple发布iPhone以来，第一次将iOS上的使用经验转移回Mac平台上的尝试。1.5.3Ubuntu操作系统Ubuntu（乌班图）是一个以桌面应用为主的Linux操作系统，其名称来自非洲南部祖鲁语或豪萨语的“ubuntu”一词，意思是“人性”、“我的存在是因为大家的存在”，是非洲传统的一种价值观，类似华人社会的“仁爱”思想。Ubuntu基于Debian发行版和GNOME桌面环境，而从11.04版起，Ubuntu发行版放弃了Gnome桌面环境，改为Unity，与Debian的不同在于它每6个月会发布一个新版本。Ubuntu的目标在于为一般用户提供一个最新的、同时又相当稳定的主要由自由软件构建而成的操作系统。Ubuntu具有庞大的社区力量，用户可以方便地从社区获得帮助。2013年1月3日，Ubuntu正式发布面向智能手机的移动操作系统。ubuntu基于linux的免费开源桌面PC操作系统，十分契合英特尔的超极本定位，支持x86、64位和ppc架构。最新版本是ubuntu15，它拥有绚丽的界面，甚至跟以时尚为卖点的MacOSX相比也有过之而无不及，相信当你试过这款操作系统之后，你会对Linux的印象产生翻天覆地的改变！Ubuntu的Linux世界里，已经不再只是简陋的界面+命令行，而是一款华丽时尚且无比实用的操作系统了。最华丽的linux系统界面如下图:1.5.4桌面操作系统市场份额日前网络媒体流量审计公司NetApplications发布了2014年10月全球PC操作系统排名，数据显示：微软的Windows8.x市场份额为16.38%，Windows7以53.05%的份额仍位居第一位；Linux较上月下降了0.41个百分点至1%；MACOSX目前的份额为5.21%。NetApplication：2015年6月份桌面操作系统市场份额占比Windows8.1在桌面操作系统市场上的市占率终于超过了XP。纵观六月份桌面操作系统市场，Windows8.1市占率达到13.1%的，略高于5月份的12.8%。XP的份额从5月的14.6%骤降至11.9%。Windows7六月份市占率上涨到60.9%，5月份是57.7%。Windows8市占率从5月份的3.5%下降到2.9%，落后于苹果的OSXYosemite，位居第五。在过去的几个月里，Windows7和8.1的市占率已经逐渐上升，而XP和Windows8正在失去份额。由于微软7月29日发布Windows10，会带来第一年免费升级，但仅适用于Windows7和8.1的用户，这可以解释Windows7和8.1市占率上升。微软去年十月发布了Windows10技术预览版，但是根据NetApplications的统计数据，它仍然昙花一现。六月Windows10技术预览版市占率是0.16个百分点，略高于前一个月0.13个百分点。如果有足够的用户免费升级到Windows10正式版，8月份Windows10市占率应该显著增加。当然，Windows仍然统治着操作系统的风景线。六月Windows整体份额为90.8%，低于5月份的91%，MacOSX6月份市占率只有7.5%，Linux只有可怜的1.6%。1.6手机操作系统1.6.1安卓操作系统一、安卓操作系统发展历程Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。Android操作系统最初由AndyRubin开发，主要支持手机。2005年8月由Google收购注资。2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。随后Google以Apache开源许可证的授权方式，发布了Android的源代码。发展历程2003年10月，AndyRubin等人创建Android公司，并组建Android团队。2005年8月17日，Google低调收购了成立仅22个月的高科技企业Android及其团队。2007年11月5日，谷歌公司正式向外界展示了这款名为Android的操作系统，并且在这天谷歌宣布建立一个全球性的联盟组织，该组织由34家手机制造商、软件开发商、电信运营商以及芯片制造商共同组成，并与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组成开放手持设备联盟（OpenHandsetAlliance）来共同研发改良Android系统，这一联盟将支持谷歌发布的手机操作系统以及应用软件，发布了Android的源代码。2008年，在GoogleI/O大会上，谷歌提出了AndroidHAL架构图，在同年8月18号，Android获得了美国联邦通信委员会（FCC）的批准，在2008年9月，谷歌正式发布了Android1.0系统，这也是Android系统最早的版本。2009年4月，谷歌正式推出了Android1.5这款手机，从Android1.5版本开始，谷歌开始将Android的版本以甜品的名字命名，Android1.5命名为Cupcake（纸杯蛋糕）。该系统与Android1.0相比有了很大的改进。2009年9月份，谷歌发布了Android1.6的正式版，并且推出了搭载Android1.6正式版的手机HTCHero（G3），凭借着出色的外观设计以及全新的Android1.6操作系统，HTCHero（G3）成为当时全球最受欢迎的手机。Android1.6也有一个有趣的甜品名称，它被称为Donut（甜甜圈）。2010年2月份，Linux内核开发者GregKroah-Hartman将Android的驱动程序从Linux内核“状态树”（“stagingtree”）上除去，从此，Android与Linux开发主流将分道扬镳。在同年5月份，谷歌正式发布了Android2.2操作系统。谷歌将Android2.2操作系统命名为Froyo，翻译完名为冻酸奶。在2010年12月，谷歌正式发布了Android2.3操作系统Gingerbread（姜饼）。2011年9月份，谷歌发布全新的Android4.0操作系统，这款系统被谷歌命名为IceCreamSandwich（冰激凌三明治）。2013年11月1日，Android4.4正式发布北京时间2015年7月2日凌晨消息，市场研究公司KantarWorldpanelComtech(以下简称“Kantar”)公布报告称，6月Android智能手机在美国市场上所占份额上升2.8%，至64.9%。二、安卓操作系统架构Android系统架构图从上图中可以看出，Android系统架构为四层结构，从上层到下层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层以及Linux内核层，分别介绍如下：1）应用程序层Android平台不仅仅是操作系统，也包含了许多应用程序，诸如SMS短信客户端程序、电话拨号程序、图片浏览器、Web浏览器等应用程序。这些应用程序都是用Java语言编写的，并且这些应用程序都是可以被开发人员开发的其他应用程序所替换，这点不同于其他手机操作系统固化在系统内部的系统软件，更加灵活和个性化。2）应用程序框架层应用程序框架层是我们从事Android开发的基础，很多核心应用程序也是通过这一层来实现其核心功能的，该层简化了组件的重用，开发人员可以直接使用其提供的组件来进行快速的应用程序开发，也可以通过继承而实现个性化的拓展。a）ActivityManager（活动管理器）管理各个应用程序生命周期以及通常的导航回退功能b）WindowManager（窗口管理器）管理所有的窗口程序c）ContentProvider（内容提供器）使得不同应用程序之间存取或者分享数据d）ViewSystem（视图系统）构建应用程序的基本组件e）NotificationManager(通告管理器)使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息f）PackageManager（包管理器）Android系统内的程序管理g）TelephonyManager(电话管理器)管理所有的移动设备功能h）ResourceManager（资源管理器）提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地化字符串、图片、布局文件、颜色文件等i）LocationManager(位置管理器)提供位置服务j）XMPPService（XMPP服务）提供GoogleTalk服务3）系统运行库层从图中可以看出，系统运行库层可以分成两部分，分别是系统库和Android运行时，分别介绍如下：a）系统库系统库是应用程序框架的支撑，是连接应用程序框架层与Linux内核层的重要纽带。其主要分为如下几个：ØSurfaceManager：执行多个应用程序时候，负责管理显示与存取操作间的互动，另外也负责2D绘图与3D绘图进行显示合成。ØMediaFramework：多媒体库，基于PacketVideoOpenCore;支持多种常用的音频、视频格式录制和回放，编码格式包括MPEG4、MP3、H.264、AAC、ARM。ØSQLite:小型的关系型数据库引擎ØOpenGL|ES：根据OpenGLES1.0API标准实现的3D绘图函数库ØFreeType：提供点阵字与向量字的描绘与显示ØWebKit：一套网页浏览器的软件引擎ØSGL：底层的2D图形渲染引擎ØSSL：在Andorid上通信过程中实现握手ØLibc：从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于embeddedlinux的设备定制b）Android运行时Android应用程序时采用Java语言编写，程序在Android运行时中执行，其运行时分为核心库和Dalvik虚拟机两部分Ø核心库核心库提供了Java语言API中的大多数功能，同时也包含了Android的一些核心API,如android.os、、android.media等等。ØDalvik虚拟机Android程序不同于J2me程序，每个Android应用程序都有一个专有的进程，并且不是多个程序运行在一个虚拟机中，而是每个Android程序都有一个Dalivik虚拟机的实例，并在该实例中执行。Dalvik虚拟机是一种基于寄存器的Java虚拟机，而不是传统的基于栈的虚拟机，并进行了内存资源使用的优化以及支持多个虚拟机的特点。需要注意的是，不同于J2me,Android程序在虚拟机中执行的并非编译后的字节码，而是通过转换工具dx将Java字节码转成dex格式的中间码。4）Linux内核层Android是基于Linux2.6内核，其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网路协议以及驱动模型都依赖于Linux内核。1.6.2iOS操作系统一、iOS操作系统发展历程iOS是由苹果公司开发的移动操作系统。iOS是运行于iPhone、iPodtouch以及iPad设备的操作系统，它管理设备硬件并为手机本地应用程序的实现提供基础技术。根据设备不同，操作系统具有不同的系统应用程序，例如Phone、Mail以及Safari，这些应用程序可以为用户提供标准系统服务。iOS与苹果的MacOSX操作系统一样，属于类Unix的商业操作系统。发展历程2007年1月9日苹果公司在Macworld展览会上公布，随后于同年的6月发布第一版iOS操作系统，最初的名称为“iPhoneRunsOSX”。2007年10月17日，苹果公司发布了第一个本地化iPhone应用程序开发包（SDK），并且计划在2月发送到每个开发者以及开发商手中。2008年3月6日，苹果发布了第一个测试版开发包，并且将“iPhonerunsOSX”改名为“iPhoneOS”。2010年2月27日苹果公司重新设计了“iPhoneOS”的系统结构和自带程序。2010年6月，苹果公司将“iPhoneOS”改名为“iOS”，同时还获得了思科iOS的名称授权。2012年6月，苹果公司在WWDC2012上宣布了iOS6，提供了超过200项新功能。2013年6月10日，苹果公司在WWDC2013上发布了iOS7，几乎重绘了所有的系统APP。2013年9月10日，苹果公司在2013秋季新品发布会上正式提供iOS7下载更新。2014年6月3日，苹果公司在WWDC2014上发布了iOS8，并提供了开发者预览版更新。二、iOS操作系统架构iOS的系统架构分为四个层次：核心操作系统层（CoreOSlayer）、核心服务层（CoreServiceslayer）、媒体层（Medialayer）和可触摸层（CocoaTouchlayer）。1.CoreOS层-----包含核心部分、文件系统、网络基础、安全特性、能量管理和一些设备驱动，还有一些系统级别的API。2.CoreServices层----提供核心服务，例如字符串处理函数、集合管理、网络管理、URL处理工具、联系人维护、偏好设置等。3.Media层----该层框架和服务依赖CoreServices层，向CocoaTouch层提供画图和多媒体服务，如声音、图片、视频等。4.CocoaTouch层----该框架基于iPhoneOS应用层直接调用层，如触摸事件、照相机管理等，包该层含UIKit框架和Foundation框架。iOS架构和MacOS的基础架构相似。站在高级层次来看，iOS扮演底层硬件和应用程序（显示在屏幕上的应用程序）的中介。如图1-1所示。您创建的应用程序不能直接访问硬件，而需要和系统接口进行交互。应用程序位于iOS上层请注意：虽然应用程序通常会和底层硬件隔离，但是应用程序代码仍需考虑设备之间的某些差异。举个例子，iPad和iPodtouch不能打开包含电话号码的URL但是iPhone则可以。您创建的应用程序不能直接访问硬件，而需要和系统接口进行交互。系统接口转而又去和适当的驱动打交道。这样的抽象可以防止您的应用程序改变底层硬件。iOS实现可以看作是多个层的集合（"GameKit框架"含有对这些层的介绍），底层为所有应用程序提供基础服务，高层则包含一些复杂巧妙的服务和技术。1.6.3iOS、Android系统对比各项比较IOS系统Android系统发展历史Apple以macos为核心发展而成Google以linux为核心发展而成俗称系统封闭式系统开发式系统系统限制限制多限制少上手程度稍有程度简单易懂软体副档.ipa.apk支援手机iPhone系列SAMSUNG，HTC等Android与ios在系统架构上的对比：Android体系架构采用的是Java技术，所有应用在Dalvik虚拟机中运行，Dalvik是google专门为移动设备优化的Java虚拟机。因此Android具有成熟，存在大量可重用代码的优点，也有占内存大，运行速度略低的缺点。Apple

iOS的体系架构相对较为传统，但运行效率高，对硬件的要求低，成本优势大，在现有的硬件条件下，应用运行具有最好的顺畅感，也更加省电。系统架构朴实无华，但干净清晰，是目前最有效率的移动设备操作系统。1.6.4手机操作系统市场份额来自互联网消费调研中心2014年12月-2015年1月数据显示，2015年1月搭载Android系统的智能机型关注度为82.8%，与上月持平，且为用户关注的绝对主流。苹果iOS系统关注度较上月小幅上涨2.5%。WindowsPhone系统关注度继续呈小幅下滑走势。2014年12月-2015年1月中国智能手机市场不同操作系统产品关注对比第二章常用数据库介绍及其优化关系型数据库的使用已经有相当长的时间了。它们变得流行起来托了管理系统的福，关系模型被实现得相当的好，并且被证明是操作数据的好方法（特别是事务性强的应用）。2.1常用数据库介绍关系数据库，是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据。目前主流的关系数据库有oracle、SQL、access、db2、sqlserver，sybase等。关系数据库（relationaldatabase）是