作業系統及其作用
作業系統發展史
Linux系統
虛擬機
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作業系統
作業系統
作業系統的作用
不同領域的主流作業系統
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作業系統（Operation System，OS）
作業系統作為介面的示意圖
沒有安裝作業系統的計算機，通常被稱為裸機
- 如果想在 裸機 上運行自己所撰寫的程式，就必須用機器語言書寫程式
- 如果計算機上安裝了作業系統，就可以在作業系統上安裝支持的高級語言環境，用高級語言開發程式
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作業系統的作用
- 是現代計算機系統中 最基本和最重要 的系統軟體
- 是配置在計算機硬體上的第一層軟體，是對硬體系統的首次擴展
- 主要作用是管理好硬體設備，并為用戶和應用程式提供一個簡單的介面，以便于使用
- 而其他的諸如編譯程式、資料庫管理系統，以及大量的應用軟體，都直接依賴于作業系統的支持
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不同應用領域的主流作業系統
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桌面作業系統
- Windows 系列：用戶群體大
- macOS：適合于開發人員
- Linux：應用軟體少
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服務器作業系統
- Linux：安全、穩定、免費；占有率高
- Windows Server：付費；占有率低
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嵌入式作業系統
- Linux
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移動設備作業系統
- iOS
- Android（基于 Linux）
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作業系統發展史
Unix
Minix
Linux
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Unix
- 1965 年之前的時候，電腦并不像現在一樣普遍，它可不是一般人能碰的起的，除非是軍事或者學院的研究機構，而且當時大型主機至多能提供30臺終端（30個鍵 盤、顯示幕)，連接一臺電腦，如圖：
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為了解決數量不夠用的問題，1965 年左后由貝爾實驗室加入了 麻省理工學院 以及 通用電氣 合作的計劃 —— 該計劃要建立一套 多使用者(multi－user)、多任務(multi－processor)、多層次(multi－level) 的 MULTICS 作業系統，想讓大型主機支持 300 臺終端
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1969 年前后這個專案進度緩慢，資金短缺，貝爾實驗室退出了研究
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1969 年從這個專案中退出的 Ken Thompson 當時在實驗室無聊時，為了讓一臺空閑的電腦上能夠運行 "星際旅行（Space Travel）" 游行，在 8 月份左右趁著其妻子探親的時間，用了 1 個月的時間，使用匯撰寫出了 Unix 作業系統的原型
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1970 年，美國貝爾實驗室的 Ken Thompson，以 BCPL 語言為基礎，設計出很簡單且很接近硬體的 B 語言（取BCPL的首字母），并且他用 B 語言 寫了第一個 UNIX 作業系統
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1971 年，同樣酷愛 "星際旅行（Space Travel）" 的 Dennis M.Ritchie 為了能早點兒玩上游戲，加入了 Thompson 的開發專案，合作開發 UNIX，他的主要作業是改造 B 語言，因為B 語言 的跨平臺性較差
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1972 年，Dennis M.Ritchie 在 B 語言 的基礎上最終設計出了一種新的語言，他取了 BCPL 的第二個字母作為這種語言的名字，這就是 C 語言
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1973 年初，C 語言的主體完成，Thompson 和 Ritchie 迫不及待地開始用它完全重寫了現在大名鼎鼎的 Unix 作業系統
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unix之父，如圖：
肯·湯普遜（左）和丹尼斯·里奇（右）
C 語言
在把 UNIX 移植到其他型別的計算機上使用時，C 語言強大的移植性（Portability）在此顯現
機器語言和匯編語言都不具有移植性，為 x86 開發的程式，不可能在 Alpha，SPARC 和 ARM 等機器上運行
而 C 語言程式則可以使用在任意架構的處理器上，只要那種架構的處理器具有對應的 C 語言編譯器和庫，然后將 C 源代碼編譯、連接成目標二進制檔案之后即可運行 -
Unix 家譜，如圖：
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Minix
- 因為 AT&T（通用電氣） 的政策改變，在 Version 7 Unix 推出之后，發布新的使用條款，將 UNIX 源代碼私有化，在大學中不再能使用 UNIX 源代碼
- Andrew S. Tanenbaum（塔能鮑姆） 教授為了能 在課堂上教授學生作業系統運作的細節，決定在不使用任何 AT&T 的源代碼前提下，自行開發與 UNIX 兼容的作業系統，以避免著作權上的爭議
- 以 小型 UNIX（mini-UNIX）之意，將它稱為 MINIX
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Linux
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1991 年 林納斯（Linus） 就讀于赫爾辛基大學期間，對 Unix 產生濃厚興趣，嘗試著在Minix 上做一些開發作業
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因為 Minix 只是教學使用，因此功能并不強，林納斯 經常要用他的終端 仿真器（Terminal Emulator） 去訪問大學主機上的新聞組和郵件，為了方便讀寫和下載檔案，他自己撰寫了磁盤驅動程式和檔案系統，這些在后來成為了 Linux 第一個內核的雛形，當時，他年僅 21 歲！
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林納斯 利用 GNU 的 bash 當做開發環境，gcc 當做編譯工具，撰寫了 Linux 內核，一開始 Linux 并不能兼容 Unix
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即 Unix 上跑的應用程式不能在 Linux 上跑，即應用程式與內核之間的介面不一致
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一開始 Linux 只適用于 386，后來經過全世界的網友的幫助，最終能夠兼容多種硬體
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林納斯，如圖：
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Linux系統
Linux 內核版本
Linux 發行版本
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Linux 內核版本
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內核（kernel）是系統的心臟，是運行程式和管理像磁盤和列印機等硬體設備的核心程式，它提供了一個在裸設備與應用程式間的抽象層
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Linux 內核版本又分為 穩定版 和 開發版，兩種版本是相互關聯，相互回圈
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穩定版：具有工業級強度，可以廣泛地應用和部署，新的穩定版相對于較舊的只是修正一些 bug 或加入一些新的驅動程式
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開發版：由于要試驗各種解決方案，所以變化很快
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內核原始碼網址：http://www.kernel.org
所有來自全世界的對 Linux 原始碼的修改最終都會匯總到這個網站，由 Linus 領導的開源社區對其進行甄別和修改最終決定是否進入到 Linux 主線內核原始碼中
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Linux 發行版本
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Linux 發行版（也被叫做 GNU/Linux 發行版）通常包含了包括桌面環境、辦公套件、媒體播放器、資料庫等應用軟體，常見的發行版本如下：
- Ubuntu
- Redhat
- Fedora
- openSUSE
- Linux Mint
- Debian
- Manjaro
- Mageia
- CentOS
- Arch
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十大 Linux 服務器發行版排行榜：http://os.51cto.com/art/201612/526126.htm
在幾乎每一份與 Linux 有關的榜單上，基于 Debian 的 Ubuntu 都占有一席之位，Canonical 的Ubuntu 勝過其他所有的 Linux 服務器發行版 ―― 從簡單安裝、出色的硬體發現，到世界級的商業支持，Ubuntu確立了難以企及的嚴格標準
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虛擬機
虛擬機（Virtual Machine）指通過軟體模擬的具有完整硬體系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統
- 虛擬系統通過生成現有作業系統的全新虛擬鏡像，具有真實作業系統完全一樣的功能
- 進入虛擬系統后，所有操作都是在這個全新的獨立的虛擬系統里面進行，可以獨立安裝運行軟體，保存資料，擁有自己的獨立桌面，不會對真正的系統產生任何影響
- 而且能夠在現有系統與虛擬鏡像之間靈活切換的一類作業系統
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