實驗0：瞭解和熟悉操做系統實驗

1、        實驗目的

（1）掌握操做系統的定義和概念；

（2）瞭解各種操做系統的發展歷史；

2、        實驗內容和要求

     使用網絡搜索瞭解各種計算機操做系統的知識，並整理成一篇文檔。

一、 操做系統的定義

a) 操做系統是現代計算機系統中不可缺乏的系統軟件，是其餘全部系統軟件和應用軟 件的運行基礎。操做系統控制和管理整個計算機系統中的軟硬件資源，併爲用戶使用計算機提供一個方便靈活、安全可靠的工做環境。

二、 計算機系統的組成

a) 組成：一個完整的計算機系統，不管是大型機、小型機仍是微型機，都由兩大部分 組成：計算機硬件和計算機軟件。

b) 裸機：沒有配置軟件的計算機稱爲裸機（即計算機硬件）；

c) 虛擬機：覆蓋了軟件的機器稱爲虛擬機（即擴展機）。

三、 計算機硬件

a) 定義：計算機硬件是指計算機系統中由電子、機械、電氣、光學和磁學等元器件構 成的各類部件和設備，這些部件和設備依據計算機系統結構的要求組成一個有機總體。

b) 組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。

i. 運算器：主要功能是對數據進行算術運算和邏輯運算；

ii. 控制器： 主要功能是按照機器代碼程序的要求，控制計算機各功能部件協調 一致地工做。即從存儲器中取出程序中的指令，對該指令進行分析和解釋，並向其餘功能部件發出執行該指令所須要的各類時序控制信號，而後再從存儲器中取出下一條指令執行，如此連續運行下去，直到程序執行完爲止。

iii. 存儲器：主要功能是存儲二進制信息；

iv. 輸入設備：主要功能是將用戶信息變換爲計算機能識別和處理的二進制信息形 式；

v. 輸出設備：主要功能是將計算機中二進制信息變換爲用戶所須要並能識別的信 息形式； 

vi. 中央處理機；是控制器和運算器的集成，稱爲中央處理機。

 

四、 計算機軟件

a) 定義：計算機軟件是指由計算機硬件執行以完成必定任務的程序及其數據。

b) 組成：系統軟件和應用軟件

i. 系統軟件包括操做系統、編譯程序、編輯程序、數據庫管理系統等；

ii. 應用軟件包括爲各類應用母的而編制的程序，好比醫療系統、電子商務等。

五、 引入操做系統的目的：

a) 提供了一個計算機用戶與計算機硬件系統之間的接口，使計算機系統更易於使用；

b) 有效地控制和管理計算機系統中各類軟件和硬件的資源，使之獲得更有效的利用；

c) 合理地組織計算機系統的工做流程，以改善系統性能。

 

 

根據操做系統具有的功能、特徵、規模和所提供應用環境等方面的差別，能夠將操做系統劃分爲不一樣類型。 做業：就是用戶在一次解題或一個事務處理過程當中要求計算機系統所作工做的集合，包括用戶程序、所需的數據以及命令等。

一、 批處理操做系統 

a) 單道批處理系統的定義：用戶將做業交給系統操做員，系統操做員將多個用戶做業 組成一批輸入並傳送到外存儲器；而後批處理系統按必定的原則選擇其中的一個做業調入內存並使之運行；做業運行完成或出現錯誤而沒法再進行下去時，由系統輸出有關信息並調入下一個做業運行，重複上述過程，直至這批做業所有處理完成。

b) 定義：在批處理系統中引入多道程序設計技術就造成了多道批處理系統，在該系統 中，不只內存中能夠同時有多道做業運行，並且做業可隨時被接受進入系統，並存放在外存中造成做業隊列，而後由操做系統按必定的原則從做業隊列中調度一個或多個做業進入內存運行。

c) 特徵： i. 用戶脫機使用計算機 ii. 成批處理 iii. 多道程序運行 

d) 優勢：系統資源利用率高、做業吞吐量大

e) 缺點：無交互性

二、 分時操做系統 

a) 定義：在操做系統中採用分時技術就造成了分時操做心痛。分時技術就是把處理機 的運行時間分紅很短的時間片，按時間片輪流把處理機分配給各聯機做業使用。若某個做業在分配給它的時間內不能完成其計算，則該做業暫時中止運行，把處理機讓給另一個做業使用，等待下一輪時再繼續運行。因爲處理機速度很快，時間片很短（如幾百個毫秒），做業運行輪轉的也很快，給每一個用戶的感受是好像本身獨佔一臺計算機。

b) 特徵：

i. 同時性：是指容許多個終端用戶同時使用一臺計算機。

ii. 交互性：用戶可以方便地與系統進行人-機對話。

iii. 獨立性：系統中各用戶能夠彼此獨立地進行操做，互不干擾。

iv. 及時性：用戶請求能在很短期內得到響應。

c) 優勢：交互性、同時性、及時性、獨立性

d) 缺點：實時性較差

三、 實時操做系統

a) 定義：爲了知足計算機的某些應用領域的實時性要求，開發了實時操做系統。實時 系統能及時響應外部事件的要求，在規定的時間內完成對該事件的處理，並控制全部實時設備和實時任務協調一致地工做。

b) 特徵：響應及時、可靠性高

c) 優勢：實時性好

d) 缺點：費用昂貴

e) 應用：

i. 實時控制系統：實時控制系統是指以計算機爲中心的生產過程控制系統，又稱 爲計算機控制系統。在實時控制系統中，要求計算機實時採集現場數據，並對它們進行及時處理，進而自動地控制相應的執行機構，使某參數能按預約規律變化或保持不變，以達到保證產品質量、提升產量的目的。例如：鋼鐵冶煉的自動控制、煉油生產過程的自動控制、飛機飛行過程當中的自動控制等。

ii. 實時信息處理系統：isuanji及時接收從遠程終端發來的服務請求，根據用戶提 出的問題對信息進行檢索和處理，並在很短的時間內對與用戶作出正確的響應。例如：機票訂購系統、情報檢索系統等。 

四、 通用操做系統 

a) 定義：批處理系統、分時系統和實時系統是三種基本的操做系統類型，若是一個操 做系統兼有批處理系統、分時系統和實時系統三者或其中二者的功能，則該操做系統是通用操做系統。 

五、 嵌入式操做系統 

a) 定義：對整個智能芯片（移動設備、信息家電、智能機械中嵌入的各類微處理器或 控制芯片）以及它所控制的各類部件模塊等資源進行統一調度、只會和控制的系統軟件稱爲嵌入式操做系統。 

b) 特徵：高可靠性、實時性、佔有資源少、成本低

六、 我的計算機操做系統 

a) 定義：我的計算機操做系統主要提供我的使用，功能強、價格便宜，幾乎在任何地 方都能安裝使用，知足通常人工做、學習、遊戲等方面的要求。

b) 特徵：人機交互、界面友好、使用方便。

七、 多處理機操做系統 

a) 定義：由多個處理機（運算器+控制器）組成的操做系統。

b) 特徵：運算速度快

八、 網絡操做系統 

a) 定義：是基於計算機網絡的操做系統，是在各類計算機操做系統上按網絡拓撲系統 結構協議開發的軟件，包括網絡管理、通訊、資源共享、系統安全和各類網絡應用服務，其目的是互相通訊和資源共享。

b) 特徵：

i. 分佈性：計算機網絡是一個互連的羣體，計算機是分散在各個地方的。

ii. 自治性：網絡上的每一個計算機能獨自完成本身承擔的工做。

iii. 互連性：將不一樣地點的計算機互連，以達到資源共享和網絡通訊的目的。

iv. 可見性：計算機網絡中的資源對其餘用戶是可見的。

九、 分佈式操做系統

a) 定義：分佈式操做系統是指多個分散的處理單元經互聯網絡鏈接而造成的系統、其 中每一個處理單元即具備高度直至性又相互協同，能在系統範圍內實現資源管理、任務動態分配，並能並行地運行分佈式程序。

b) 特徵：

i. 統一性：要求全部的主機使用的是同一個操做系統。

ii. 共享性：分佈式系統中的全部資源可供系統中的全部用戶共享。

iii. 透明性：用戶並不知道分佈式系統是運行在多臺計算機上，在用戶眼裏整個分 布式系統像是一臺計算機，也就是說系統對於用戶是透明的。 

iv. 自治性：分佈式系統中的多個主機都處於平等地位。

 

 

Linux優勢

a)  真正開放的操做系統    

Linux的最大賣點就是它所給與客戶的選擇性。從硬件到支持再到Linux的發行版，有不少的選擇。能夠在一個價值200美圓的舊PC機上運行Linux系統，也能夠將它做爲一個LPAR（羅輯分區）運行在價值數百萬美圓的p595 IBM p系列服務器上（你須要在RHEL4 或 SLES9之間做出選擇），甚至可以在IBM主機上運行Linux系統。使用Linux不會與硬件分銷商發生衝突，它是一個真正的開放系統。 

b)  漏洞修補和安全補丁 

使用Linux後，供應商的最新漏洞修補或安全補丁來修復你操做系統（OS）漏洞,你的等待時間只是幾天甚至是幾個小時。開源社區將會以很是快的速度來傳遞無休止的開發週期，這在過去只能以傳統渠道發佈。 

c)  不斷增長的資源   

現在，每個主要的ISV都會推出一個Linux軟件版本。Linux的市場份額正在不斷地增加，人們也愈來愈須要它。與此同時，不少管理者都開始進行Linux培訓，並且愈來愈多豐富的公共信息也會很容易獲得進而幫助公司轉換到Linux操做系統。 

Linux缺點

a)  可擴展性   

隨着2.6內核的出現，可擴展性已經再也不像原來那樣重要，可是Linux一直都沒有像Unix那樣的擴展性。通常來講，企業們都要求要有最大的性能，可靠性和可擴展性，Unix一直是最佳的選擇。Unix系統的高可用性也比Linux操做系統更加成熟。 

b)  硬件集成/支持的缺少   

財富500強公司一般都更喜歡來自硬件支持的更溫馨的性能以及硬件與操做系統之間更加緊密地集成。即便驅動支持是硬件供應商帶來的，但這對於Linux系統來講，一直是一個挑戰。 

c)洞察力

Linux在不少方面都是存在風險的，並無爲企業準備好。儘管對Linux的這種見解在過去的幾年已經發生了很大的變化，可是，一些大型公司仍有這種顧慮。

 

 

Windows的優勢     

Windows之因此如此流行，是由於它有許多吸引用戶的地方。    

一、界面圖形化      之前DOS的字符界面使得一些用戶操做起來十分困難，Mac首先採用了圖形界面和使用鼠標，這就使得人們沒必要學習太多的操做系統知識，只要會使用鼠標就能進行工做，就連幾歲的小孩子都能使用。這就是界面圖形化的好處。在Windows中的操做能夠說是「所見即所得」，全部的東西都擺在你眼前，只要移動鼠標，單擊、雙擊便可完成。    

二、多用戶、多任務      Windows系統可使多個用戶用同一臺電腦而不會互相影響。Windows 9x在此方面作得很很差，多用戶設置形同虛設，根本起不到做用。Windows 2000在此方面就作得比較完善，管理員(Administrator)能夠添加、刪除用戶，並設置用戶的權利範圍。多任務是如今許多操做系統都具有的，這意味着能夠同時讓電腦執行不一樣的任務，而且互不干擾。好比一邊聽歌一邊寫文章，同時打開數個瀏覽器窗口進行瀏覽等都是利用了這一點。這對如今的用戶是必不可少的。    

三、網絡支持良好 

  Windows 9x和Windows 2000中內置了TCP/IP協議和撥號上網軟件，用戶只需進行一些簡單的設置就能上網瀏覽、收發電子郵件等。同時它對局域網的支持也很出色，用戶能夠很方便得在Windows中實現資源共享。   

 四、出色的多媒體功能      這也是Windows吸引人們的一個亮點。在Windows中能夠進行音頻、視頻的編輯/播放工做，能夠支持高級的顯卡、聲卡使其「聲色具佳」。MP3以及ASF、SWF等格式的出現使電腦在多媒體方面更加出色，用戶能夠輕鬆地播放最流行的音樂或觀看影片。    

五、硬件支持良好      Windows 95之後的版本包括Windows 2000都支持「即插即用(Plug and Play)」技術，這使得新硬件的安裝更加簡單。用戶將相應的硬件和電腦鏈接好後，只要有其驅動程序Windows就能自動識別並進行安裝。用戶不再必像在DOS同樣去改寫Config.sys文件了，而且有時候須要手動解決中斷衝突。幾乎全部的硬件設備都有Windows下的驅動程序。隨着Windows的不斷升級，它能支持的硬件和相關技術也在不斷增長，如USB設備、AGP技術等。     六、衆多的應用程序      在Windows下有衆多的應用程序能夠知足用戶各方面的需求。Windows下有數種編程軟件，有無數的程序員在爲Windows編寫着程序。      此外，Windows NT、Windows 2000系統還支持多處理器，這對大幅度提高系統性能頗有幫助。     Windows的不足      Windows衆多的功能致使了它體積的龐大，程序代碼的繁冗。這些都使得Windows系統不是十分穩定，也背上了「瘟舊屋」、「瘟酒吧」的稱號。一些Windows系統補丁、防死機的軟件都應運而生。系統的不穩定使得一些用戶在使用時提心吊膽，生怕忽然出故障，致使本身的工做成果化爲清煙。      Windows也是一個十分脆弱的系統，有時一個小故障就有可能致使系統沒法正常啓動

 

 

3.2 Linux和Windows的區別   Linux不是windows，它不是一個由一家商業公司維護的軟件，只有一個包裝。Linux是能夠任意包裝自由配置的東西。任何一我的，一家公司均可以按照本身的想法，好比加一點功能，加中文支持，做一個Linux出來。這些 Linux雖然核心部分都同樣，可是他們所帶的各類軟件，缺省的配置都不同。區別是用一種Linux 發佈 (不一樣的Linux咱們叫作不一樣的發佈)也許硬件很好配置，各類軟件也好安裝，用另一種也許速度快，再一種也許支持中文比較好。總之 在windows下想固然的東西在linux下也許須要你熬夜才能獲得。  和Linux 同樣，Windows系列是徹底的多任務操做系統。它們支持一樣的用戶接口、網絡和安全性。可是，Linux和Windows的真正區別在於，Linux 事實上是Unix的一種版本，並且來自Unix的貢獻很是巨大。是什麼使得Unix如此重要？不只在於對多用戶機器來講，Unix是最流行的操做系統，並且在於它是免費軟件的基礎。在Internet上，大量免費軟件都是針對Unix系統編寫的。因爲有衆多的Unix廠商，因此Unix也有許多實現方法。沒有一個單獨的組織負責Unix的分發。如今，存在一股巨大的力量推進Unix社團以開放系統的形式走向標準化。另外一方面Windows系列是專用系統，由開發操做系統的公司控制接口和設計。在這個意義上這種公司利潤很高，由於它對程序設計和用戶接口設計創建了嚴格的標準，和那些開放系統社團徹底不同。一些組織正在試圖完成標準化Unix程序設計接口的任務。特別要指出的是，Linux徹底兼容POSIX.1標準。 安全問題對於IT管理員來講是須要長期關注的。主管們須要一套框架來對操做系統的安全性進行合理的評估，包括：基本安全、網絡安全和協議，應用協議、發佈與操做、確信度、可信計算、開放標準。  Linux 的應用目標是網絡而不是打印 ，Windows最初出現的時候，這個世界仍是一個紙張的世界。Windows的偉大成就之一在於您的工做成果能夠方便地看到並打印出來。這樣一個開端影響了 Windows 的後期發展。 一樣，Linux 也受到了其起源的影響。Linux 的設計定位於網絡操做系統。它的設計靈感來自於 Unix 操做系統，所以它的命令的設計比較簡單，或者說是比較簡潔。因爲純文本能夠很是好地跨網絡工做，因此 Linux 配置文件和數據都以文本爲基礎。 對那些熟悉圖形環境的人來講，Linux服務器初看可能比較原始。可是Linux開發更多關注的是它的內在功能而不是表面上的東西。即便是在純文本的環境中，Linux一樣擁有很是先進的網絡、腳本和安全能力。執行一些任務所需的某些表面上看起來比較奇怪的步驟是使人費解的，Linux的自動執行能力也很強，只須要設計批處理文件就可讓系統自動完成很是詳細的任務。Linux 的這種能力來自於其基於文本的本質。   目前爲止，Linux提供了相對於Windows更好的安全性能，只有一個方面例外（確信度）。Windows操做系統傾向於將更多的功能集成到操做系統內部，並將程序與內核相結合；而Linux不一樣於Windows，它的內核空間與用戶空間有明顯的界限。根據設計架構的不一樣，二者均可以使操做系統更加安全。

 

iOS是由蘋果公司爲iPhone開發的操做系統。它主要是給iPhone、iPodtouch、iPad以及AppleTV使用。就像其基於的MacOSX操做系統同樣，它也是以Darwin爲基礎的。本來這個系統名爲iPhoneOS，直到2010年6月7日WWDC大會上宣佈更名爲iOS。

iOS的系統架構分爲四個層次：核心操做系統層（theCoreOSlayer），核心服務層（theCoreServiceslayer），媒體層（theMedialayer），可輕觸層（theCocoaTouchlayer）。系統操做佔用大概240MB的存儲器空間。

iOS的用戶界面的概念基礎上是可以使用多點觸控直接操做。控制方法包括滑動、輕觸開關及按鍵。與系統互動包括滑動（Swiping）、輕按（Tapping）、擠壓（Pinching）及旋轉（ReversePinching）。此外透過其內置的加速器，能夠令其旋轉裝置改變其y軸以令屏幕改變方向，這樣的設計令iPhone更便於使用。屏幕的下方有一個home按鍵，底部則是dock，有四個用戶最常用的程序的圖標被固定在dock上。

屏幕上方有一個狀態欄能顯示一些有關數據，如時間、電池電量和信號強度等。其他的屏幕用於顯示當前的應用程序。啓動iPhone應用程序的惟一方法就是在當前屏幕上點擊該程序的圖標，退出程序則是按下屏幕下方的home鍵。在第三方軟件退出後，它直接就被關閉了，但在iPhone3.0及後續版本中，當第三方軟件收到了新的信息時,蘋果公司的服務器將把這些通知推送至iPhone或iPodTouch上（無論它是否正在運行中）。在iPhone上，許多應用程序之間都是有聯繫的，這樣不一樣的應用程序可以分享同一個信息

 

Android（安卓），是一個以Linux爲基礎的開源移動設備操做系統，主要用於智能手機和平板電腦，由Google成立的Open Handset Alliance（OHA，開放手持設備聯盟）持續領導與開發中。Android已發佈的最新版本爲Android 6.0.1(M)。

Android系統最初由安迪·魯賓（Andy Rubin）等人開發製做[1]  ，最初開發這個系統的目的是建立一個數碼相機的先進操做系統；可是後來發現市場需求不夠大，加上智能手機市場快速成長，因而Android被改造爲一款面向智能手機的操做系統。於2005年8月被美國科技企業Google收購。2007年11月，Google與84家制造商、開發商及電信營運商成立開放手持設備聯盟來共同研發改良Android系統，隨後，Google以Apache免費開放原始碼許可證的受權方式，發佈了Android的原碼，讓生產商推出搭載Android的智能手機，Android後來更逐漸拓展到平板電腦及其餘領域上。[2]

2010年底數據顯示，僅正式推出兩年的Android做業系統在市場佔有率上已經超越稱霸逾十年的諾基亞Symbian系統，成爲全球第一大智能手機操做系統。