智能计算平台应用开发（初级）-系统与软件-操作系统

第3章系统与软件操作系统脚本开发环境Python其他依赖操作系统操作系统（OperatingSystem，OS）操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充，也是智能计算平台的依赖。操作系统是计算机的核心与基石；而其它汇编程序、编译程序、数据库管理系统等应用软件，都将依赖于操作系统的支持，需要在操作系统之上构建服务。操作系统已成为现代计算机系统（大、中、小及微型计算机）、多处理机系统、计算机网络、多媒体系统和嵌入式系统中都必须配置的、最重要的软件。目前主流的操作系统包含Windows和Linux操作系统。WindowsMicrosoftWindows（Windows）是微软公司推出的一系列操作系统。Windows于1985年问世，起初是一个运行于MS-DOS上的桌面环境，后续版本逐渐发展成为主要为个人电脑和服务器用户设计的操作系统，并几乎垄断了个人电脑操作系统。Windows操作系统可以在几种不同类型的硬件平台上运行，如个人电脑、移动设备、服务器和嵌入式系统等，其中在个人电脑的领域应用内最为普遍。个人电脑、移动设备服务器Windows——发展历史历程Windows的发展历史历程16位图形用户界面16/32位混合操作系统32位操作系统64位操作系统Windows——发展历史历程16位用户图形界面早期版本的Windows通常被看作是运行于MS-DOS系统中的一个图形用户界面而不是操作系统。当时的Windows在MS-DOS上运行并且被用作文件系统服务。16位版本的Windows已经具有了许多典型的操作系统的功能，包括拥有自主的可执行文件格式和设备驱动程序（如计时器、图形、打印机、鼠标、键盘以及声卡）。Windows通过协作式多任务允许用户在同一时刻执行多个图形应用程序。Windows实现了一个设计精良、基于存储器分段的软件虚拟内存方案，使其能够运行内存需求大于计算机本身物理内存的应用程序。代码段和资源在内存不足时进行交换，并且当应用程序释放处理器控制和等待用户输入时，数据段会被移入内存。Windows——发展历史历程16位用户图形界面发行版本与时间版本发行时间Windows1.0.11985年Windows1.031986年Windows2.031987年Windows2.11988年Windows/2862.01988年Windows/3862.11988年Windows3.01990年Windows3.11992年Windows3.111992年Windows3.21994年Windows——发展历史历程16位和32位混合操作系统混合操作系统系列的Windows的升级版本，仍然需要依赖16位的DOS基层程序才能运行，不算是真正意义上的32位操作系统。这个系统由于使用了DOS代码，所以架构也与16位DOS一样，属于单核心系统。该版本的Windows引入了部分32位操作系统的特性，具有一定的32位处理能力。混合操作系统可以视为微软将MS-DOS操作系统和早期Windows图形用户界面集成出售，或用户不需要单独购买MS-DOS即可运行“Windows图形用户界面”。Windows——发展历史历程混合操作系统系列包括：Windows95（第一版发行于1995年，后来的改进版本发行于1996年和1997年）；两个版本的Windows98（分别发行于1998年和1999年）。Windows98最终发展成为WindowsME。WindowsME被认为是对Windows2000的低端仿制版本，适用于想体验新版Windows2000但硬件配置不够的用户。Windows——发展历史历程16位和32位混合操作系统发行版本与时间版本发行时间Windows951995年Windows981998年Windows98SecondEdition1999年WindowsMillenniumEdition2000年Windows——发展历史历程32位操作系统32位操作系统系列是WindowsNT体系结构操作系统，是真正的纯32位操作系统。WindowsNT架构操作系统不同于需要DOS基层程序的混合16/32位的Windows9x，是完整独立的操作系统，32位操作系统是为更高性能需求的商业市场而编写的，其整体采用WindowsNT架构。该系列操作系统核心采用混合式核心（改良式微核心）。Windows——发展历史历程32位操作系统发行版本与时间版本发行时间WindowsNT3.11992年WindowsNT3.51994年WindowsNT3.511995年WindowsNT4.01996年Windows20002000年WindowsXP（32位版本）2001年WindowsVista（32位版本）2007年Windows7（32位版本）2009年Windows8（32位版本）2012年Windows8.1（32位版本）2013年Windows10（32位版本）2015年WindowsServer2003（32位版本）2003年WindowsServer2008（32位版本）2008年Windows——发展历史历程64位操作系统64位WindowsNT架构操作系统，分为支持IA-64架构和x64架构的两种不同版本。历史上，微软曾对两种不同的64位架构提供支持：由Intel公司和HP联合开发的，具有革新化的Itanium家族架构，或称之为IA-64和AMD公司开发的演进化的x86-64架构。两种架构的核心设计思想不同，因此两种架构的操作系统和应用软件不具有互通性，但都对传统的IA-32架构的软件在一定程度上提供支持。由于微软在发布WindowsServer2012R2前放弃了对Itanium架构的支持，所以目前微软的64位产品仅支持x86-64架构，而在微软操作系统中其被称为x64。Windows——发展历史历程在微软发行的64位操作系统中，支持Itanium家族架构与x64架构版本的Windows产品。支持Itanium架构版本支持x64架构版本Windows2000Advanced/DatacenterServerLimitedEditionWindowsXPProfessionalx64EditionWindowsXP64-bitEditionWindowsServer2003（64位版本）WindowsXP64-bitEditionVersion2013WindowsVista/7/8/8.1（64位版本）WindowsServer2003Enterprise/DatacenterWindowsServer2008/2008R2/2012/2012R2全线产品WindowsServer2008forItaniumBasedSystemWindows10（64位版本）Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows7Windows7于2009年7月22日发放给组装机生产商（OEM），零售版于2009年10月23日在中国发布。Windows7是以加拿大滑雪圣地Blackcomb为开发代号的Windows操作系统。Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows7最初被计划为WindowsXP和WindowsServer2003的后续版本。Blackcomb计划的主要特性是强调数据的搜索查询和与之配套的名为WinFS的高级文件系统。但在2003年，随着开发代号为Longhorn的过渡性简化版本的提出，Blackcomb计划被延后。在2003年中，Longhorn具备了一些原计划在Blackcomb中出现的特性。2003年，3个在Windows操作系统上造成严重危害的病毒暴发后，微软改变Windows的开发重点，一部分Longhorn上的主要开发计划被搁置，转而为WindowsXP和WindowsServer2003开发新的服务包。2006年初，Blackcomb被重命名为Vienna，然后又在2007年改称为WindowsSeven。2008年，微软宣布将7作为正式名称，成为现在的最终名称——Windows7。Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows7系统界面Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows8.1Windows8.1于2013年8月正式发布，并于2013年10月正式上线其零售版本。Windows8.1是由Microsoft生产，并作为WindowsNT操作系统家族的一部分发布的个人计算机操作系统。Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows8.1增强的功能改进的“开始”屏幕；其他快照视图；其他捆绑的应用程序；提供更紧密的OneDrive集成；浏览器升级为InternetExplorer11；由Bing支持的统一搜索系统等。Windows8.1还增加了对高分辨率显示器、3D打印、Wi-FiDirect和Miracast等新兴技术的支持。Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows8.1系统界面Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows10Windows10正式版本于2015年7月29日发行，并开放给符合条件的用户免费升级，不过Windows7、Windows8和Windows8.1已于2016年7月30日关闭免费直接升级通道。面向使用辅助技术的用户设置的Windows10免费升级于2017年12月31日结束，之后升级就必须付费。Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows10Windows10是一个由微软开发的操作系统，是Windows家族的最新成员，为Windows8.1和WindowsPhone8.1的后继者，开发代号为Threshold和Redstone。Windows10的设计目标是统一包括个人电脑、平板电脑、智能手机、嵌入式系统、XboxOne、SurfaceHub和HoloLens等。整个Windows产品系列的操作系统可以共享一个通用的应用程序架构和Windows商店的生态系统。Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows10引入微软所描述的“通用Windows平台”（UWP），并把ModernUI风格的应用程序扩充。这些应用程序可以在包括PC、平板电脑、智能手机、嵌入式系统、XboxOne、SurfaceHub和HoloLens全息设备等多设备上运行。平板电脑、智能手机XboxOneSurfaceHubHoloLens混合现实头戴式显示器Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows10系统界面微软为Windows10设计一个新的开始菜单，其中包含Windows7的传统开始菜单元素与Windows8/8.1的磁贴。Windows10还引入一个虚拟桌面系统，一个称为任务视图的任务切换器，在Windows10中引入MicrosoftEdge浏览器，支持指纹、面部和虹膜识别登录，企业环境的新安全功能，以及提高操作系统的游戏图形功能的DirectX12和WDDM2.0。Windows——目前主流的Windows个人操作系统Windows10系统界面Windows——目前主流的Windows服务器操作系统WindowsServer2008WindowsServer2008R2是微软的一个服务器操作系统，于2009年7月22日发布，2009年10月22日发售。其使用的内核为WindowsNT6.1，使用同样内核的还有Windows7。WindowsServer2008R2是微软第一个仅支持64位的操作系统，也是微软最后一款支持Itanium的操作系统。Windows——目前主流的Windows服务器操作系统WindowsServer2008R2操作系统界面Windows——目前主流的Windows服务器操作系统WindowsServer2012WindowsServer2012，代号为“WindowsServer8”，是WindowsServer的第5个版本，它与Windows8使用相同的内核。WindowsServer2012在开发过程中发布了两个预发布版本：即开发人员预览版和Beta版。WindowsServer2012于2012年9月4日正式发布。与之前的版本不同，WindowsServer2012不支持基于Itanium的计算机，并且有4个版本。Windows——目前主流的Windows服务器操作系统WindowsServer2012在WindowsServer2008R2的基础上添加或改进了各种功能，其中许多功能着重于云计算，如Hyper-V的更新版本；IP地址管理角色；WindowsTaskManager的新版本；ReFS。尽管WindowsServer2012包含与Windows8中相同的基于Metro的有争议的用户界面，但WindowsServer2012仍然获得了良好的评价，其中包括用于快速访问桌面环境中设置的“超级按钮栏”。Windows——目前主流的Windows服务器操作系统WindowsServer2012操作系统开始界面LinuxLinuxLinux是一种自由和开放源码的类UNIX操作系统。Linux操作系统的内核由林纳斯·托瓦兹在1991年10月5日首次发布，在加上用户空间的应用程序之后，就成为Linux操作系统。Linux是自由软件和开放源代码软件发展中最著名的例子。只要遵循GNU通用公共许可证（GPL），任何个人和机构都可以自由地使用Linux的所有底层源代码，也可以自由地修改和再发布。Linux——发展历程1991年，林纳斯·托瓦兹在赫尔辛基大学上学时，对操作系统很好奇。他对MINIX只允许在教育上使用很不满，于是他便开始编写自己的操作系统，并在MINIX上开发出了一个名叫Freax的系统内核。Freax当时仅仅只有10000行代码，运行需要依赖MINIX，且必须使用硬盘引导。后来林纳斯·托瓦兹的同事觉得Freax名字不好听，在没有征得林纳斯·托瓦兹同意的情况下，把名字修改成了Linux。林纳斯·托瓦兹也觉得Linux这个名字比Freax更好，于是这个系统内核的名字就成为了Linux。Linux——发展历程只要是与原项目使用相同的发布协议，使用GNUGPL协议的源代码就可以被其他项目所使用。因此，1992年，林纳斯·托瓦兹决定用GNUGPL协议来代替之前的协议，以便Linux可以在商业上使用，至此诞生出了Linux的第一个发行版本。Linux——主流发行版本及其应用领域直至今天，Linux系统在嵌入式系统、超级计算机、各种各样的服务器、家庭与企业台式机中的使用率都在增长。目前市面上常见的Linux发行版有Debian、CentOS、Ubuntu、RedHat、EulerOS等。Linux——主流发行版本及其应用领域Linux发行版本多数Linux发行版本会替用户预先集成Linux操作系统及各种应用软件，用户不需要重新编译，系统直接安装后，只需要小幅度更改设置即可使用，Linux通常通过软件包管理系统进行应用软件的管理。Lin