UNIX简介:UNIX系统一个强悍的多用户、多任务操作系统,支持多种处理器构架。根据操作系统的分类,属于分时操作系统,最早由KenThompson和DennisM.Ritchie于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。当时的UNIX拥有者AT&T公司以低廉甚至免费许可的形式,把UNIX源码授权给学术机构做研究或教学之用。许多机构在此源码基础上加以扩展和改进,产生了所谓的“类UNIX”,这种变种UNIX反过来也推动了UNIX的发展与进步。并且后来AT&T意识到了UNIX的商业价值,不再将UNIX源码授权给学术机构,并对之前的UNIX及其变种系统申明了版权或收回了版权。这个骚操作造成你们无法用UNIX系统了!另外BSD是UNIX系统的一个重要发展分支“BSDUNIX”,它和AT&TUNIX操作系统共享源代码和设计。但BSDUNIX4.4版本早已和AT&TUNIX不一样了,属于类UNIX。不过BSDUNIX4.3之前的版本和AT&TUNIX同源。
UNIX系统构架
Linux简介:全称GNU/Linux,其内核由LinusBenedictTorvalds于1991年10月5日首次发布。它主要深受Minix和UNIX思想的启发,是一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统。GNU/Linux是基于POSIX标准编撰的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。GNU/Linux核心设计思想承继了UNIX系统,也可以运行主要的UNIX或类UNIX的软件工具、应用程序和网路合同。另外GNU/Linux是完全免费的操作系统,而且开放源代码,任何人都可以随便更改其源代码或内核。GNU/Linux系统在定义上属于类UNIX系统。(GNU/Linux有诸多发行版,有一些发行版对Linux内核进行了更改)
Linux系统构架
MacOSX简介:MacOSX是苹果公司在2001年,为麦金塔笔记本开发的专属操作系统MacOS的新版本,然而它的底层代码与原本的MacOS9完全不同。苹果公司的MacOS可以被分成两个系列:一个是老旧且已不被支持的ClassicMacOS系列(该系统搭载在1984年销售的首部Mac与其后代上,终极版本是MacOS9)。采用Mach作为内核,在MacOS7.6曾经用“Systemx.xx”来尊称。新的MacOSX结合BSDUNIX、NeXTSTEP和MacOS9的部份元素。它的最底层基于UNIX系统,其核心称为Darwin,一个源代码部份开放、符合POSIX标准的操作系统。另外MacOSX用的是混和内核,XNU承继于UNIX系统。而Darwin就是以XNU作为内核的一个操作系统,它通过其特有的BSDUNIX内核。并支持POSIXAPI标准,因而大量为UNIX或类UNIX编撰的程序可以直接在Darwin上编译运行。所以MacOSX的底层内核是基于UNIX操作系统开发的,MacOSX属于UNIX系统的正统衍生品,但在技术层面上被归类为类UNIX。(macOS原名MacOSX,后简写为OSX至WWDC2016更名为macOS)
MacOSX系统构架
OpenHarmony简介:2019年OpenHarmony即将发布,OpenHarmony是华为公司开发的一款基于微内核,面向全场景的分布式操作系统。OpenHarmony不是基于安卓系统更改而至的,与安卓和iOS是不一样的操作系统。其中内核主要由Linux内核、LiteOS和鸿蒙微内核这三部份构成,由于有Linux内核所以可以兼容Linux应用程序。而鸿蒙微内核像是基于Minix3开发的,Minix3属于精简的类UNIX系统,使用的就是微内核。(假如真要给鸿蒙系统一个定义,这么鸿蒙系统也属于类UNIX系统)另外手机上使用的鸿蒙OS,不是官方宣传的那种分布式构架的鸿蒙系统。由于两个内核完全不同的操作系统,相互之间是难以用OTA进行升级的!而且能够完全保留和迁移安卓系统的用户数据。(你可以思索一下,你能直接从Windows系统升级成MacOSX系统吗?)所以我个人猜想手机上用的鸿蒙OS应当是AOSP+EMUI界面+HMS服务+鸿蒙API插口=鸿蒙OS系统。而OpenHarmony和HarmonyOS是两个东西,后者是以鸿蒙微内核为开发目标,前者是以兼容安卓生态为开发目标。
OpenHarmony系统构架
Windows简介:MicrosoftWindows最初的研制目标是在MS-DOS的基础上提供一个多任务的图形用户界面,而不是操作系统。(谷歌的Windows系统是一个多任务,单用户的操作系统)初期的Windows基于MS-DOS内核开发,与现今使用的NT内核版本Windows不同源。而MS-DOS内核和win9x内核属于连续关系,win9x内核底层还是基于MS-DOS内核开发的。新的NT内核属于谷歌重新开发的新内核而且符合POSIX标准,跟老版本的MS-DOS内核完全不一样。所有Windows系统都是谷歌自行开发的与现今主流操作系统不同源,初代Windows系统发布于1985年。Windows内核分为三个版本:MS-DOS内核、win9x内核和NT内核。
基于MS-DOS内核开发的windows版本是win1.0、win2.0-2.1、win3.0-3.2等。
基于win9x内核开发的windows版本是win95、win97、win98、winMe等。
基于NT内核开发的windows版本是win2000、winXP、winVista、win7、win8、win8.1、win10、win11等。
windows系统构架
ReactOS简介:1998年2月ReactOS项目即将启动,开始开发系统内核和基本的驱动程序。(模仿NT5.2内核)ReactOS是一个模仿WindowsNT构架,设计原则的开源操作系统。因为所有的代码都是重新编撰的,所以没有使用Windows系统的源代码。ReactOS的主要目标是提供一个与Windows系统一样的运行环境,可以直接运行Windows系统的原生应用程序的兼容系统。ReactOS系统操作界面也与Windows系统相同,假如要下定义的话ReactOS系统属于克隆系统的一种。重新编撰代码也是为了规避谷歌的审查,用相仿的代码模仿Windows的工作状态。(关系就跟UNIX和Linux一样unix操作系统源代码,不过ReactOS系统属于类NT内核)
ReactOS系统构架
操作系统分类
分时操作系统:UNIX、GNU/Linux
MacOSX、Windows、iOS、Android、OpenHarmony、HarmonyOS等
实时操作系统:FreeRTOS、VxWorks、LiteOS、DeltaOS、SylixOS、ACoreOS、IntewellOS、RT-Thread、QNX、WinCE、Nucleus、MQX等
操作系统分类
分时操作系统:使一台计算机同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。把计算机与许多终端用户联接上去,分时操作系统将系统处理机时间与显存空间按一定的时间间隔,轮流地切换给各终端用户的程序使用(时间片)。因为时间间隔很短,每位用户的觉得如同他独占计算机一样。
完整念法
实时操作系统:是指当外界风波或数据形成时,才能接受并以足够快的速率给以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。其特性是及时响应和高可靠性。实时系统又分为硬实时系统和软实时系统,硬实时系统要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要根据任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。
开放与封闭
闭源与开源
GNU/Linux系统属于开放系统,容许用户更改与二次开发可以触及内核
windows系统属于半开放系统,容许用户进行有限的更改,在特定情况下可以触及内核。
MacOSX系统属于封闭系统,不容许用户进行更改和触及内核。
Ubuntu基于:GNU/Linux开发
Windows10基于:NT内核开发
MacOSX基于:UNIX开发
三种系统对于键盘的设计逻辑有所不同
UNIX/Linux:通常要求有三个键盘按钮。
Windows:要求键盘有两个键。
MacOS:只要求一个单独的键盘按钮。
初期苹果笔记本所使用的键盘
内核分类
宏内核:UNIX、Linux
微内核:Mach、Minix、OpenHarmony
混和内核:MacOSX、Windows
宏内核:包含多个模块,整个内核像一个完整的程序。
微内核:有一个最小版本的内核,一些模块和服务则由用户态管理。
混和内核:是宏内核和微内核的结合体,内核中具象出了微内核的概念,也就是内核中会有一个大型的内核,其他模块就在这个基础上搭建,整个内核是个完整的程序。
操作系统份额图
操作系统主要面向的用户
误会:对MacOSX和UNIX/Linux的误会
BSDUNIX和AT&TUNIX最早共享基础源代码和设计,NeXTSTEP系统基于初期版本的BSDUNIX开发的。苹果的MacOSX是基于NeXTSTEP系统开发的,MacOSX拥有完整的UNIX底层。(NeXT公司是史蒂夫离开苹果公司后成立的公司)而Linux才是对UNIX的模仿,AT&T当初停止了UNIX的底层源代码授权,你们没有办法使用UNIX了,所以才有了以后的Linux。Linux并没有使用UNIX的源码,它只是根据公开的POSIX标准重新编撰了一个新的内核。
另外苹果的MacOSX是通过UNIX标准认证的。而GNU/Linux系统经过几六年的发展,也成为了世界三大主流操作系统之一,而且拥有诸多发行版。GNU/Linux系统和社区如今做的特别好,大部份服务器也都使用GNU/Linux。UNIX和GNU/Linux在操作逻辑上是相同的,个别指令集也是互通的。
MacOSX和GNU/Linux没有任何关系。
系统发展史
UNIX/Linux的区别
1.UNIX是商业系统,而GNU/Linux是开源系统
2.GNU/Linux操作系统是模仿UNIX操作系统发展而至的一种克隆系统。但不是剽窃UNIX系统,只是核心设计思想承继了UNIX系统的逻辑。(GNU/Linux系统源代码是自主编撰的,并没有使用UNIX系统的源代码)
3.若果没有UNIX系统的诞生,就没有后来的GNU/Linux(Windows系统不同源)
4.你会使用UNIX,那你也会使用GNU/Linux。两个系统的编程和操作逻辑unix操作系统源代码,没有太大区别。
5.PS3、PS4和PS5的操作系统基于FreeBSD,而FreeBSD属于类UNIX系统。
6.类UNIX系统定义(Unix-like)类UNIX是指承继UNIX的设计风格演化下来的操作系统,而且承继了原始UNIX的特点。在系统设计上有许多相像处linux设置默认网关,并且都在一定程度上违背了POSIX标准,而且它们却并不富含UNIX的原始代码。实际上根据POSIX标准设计下来的操作系统,都能算作UNIX的派生或衍生系统。UNIX的商标权由国际开放标准组织所拥有,只有符合单一UNIX规范的UNIX系统能够使用UNIX这个名称,否则只能称为类UNIX。而类UNIX系统并不都是免费的,有相当一部份是收费的。
7.POSIX标准:PortableOperatingSystemInterfaceofUnix,英文翻译:可移植操作系统插口。POSIX标准是为操作系统设计API时遵守的规范,一套规范的系统调用集。Linux基本上实现了对POSIX标准的兼容,但并没有出席即将的POSIX标准认证。谷歌的NT内核宣称实现了对POSIX标准的兼容。
8.有一本书称作UNIX/Linux系统指南,建议去瞧瞧。假如你真要是想了解系统发展史,建议你去美国的编程网站上瞧瞧,哪里面讲的很清楚。
UNIX和Linux剽窃官司
SantaCruzOperation公司对IBM公司发行的Linux系统的知识产权起诉。(这场起诉Linux剽窃UNIX的官司)SCO对UNIX和UNIXWare操作系统源代码具有所有权,而Linux2.4.x和2.5.x是UNIX的未经授权的衍生物linux培训机构,或则说是‘抄袭’行为。(这破事儿就是围绕着Linux系统,究竟有没有剽窃UNIX系统展开)这一场法律控告一共打了20年。
最后的结果就是SantaCruzOperation公司打赢了这场官司,而IBM赔了1425万港元给SantaCruzOperation公司。
简易系统发展图
UNIX诞生
UNIX发展图
GNU/Linux发展图
MacOS发展图
Windows发展图
大部份的操作系统都基于UNIX这个原点,即将是由于有这个原点,所以操作系统才能显得多种多样。谷歌:请把我抛开在外〜( ̄▽ ̄〜)
防治:有人不明白哪些叫多样化安卓系统,以下手机系统都属于多样化安卓系统中的一员。
EMUI、MIUI、OriginOS、FuntouchOS、ColorOS、氢OS、氧OS、realmeUI、MagicUI、ZUI、ROGUI、MyUI、JOYUI、RedMagicOS、SmartisanOS、OneUI、FlymeOS等系统都是在AOSP基础上进行的深度多样化,你可以理解为她们就是安卓的发行版。跟Linux发行版有异曲同工之妙|・ω・`)。
安卓发展重要时间节点
联通端操作系统和桌面端操作系统最大的区别是:联通端是以单窗口,单应用操作逻辑为主。桌面端是以多窗口,多应用操作逻辑为主。系统所服务的对象和工作场景本身就不同,所以也限制了系统本身的扩充和发展方向。“系统的底层基础设计,决定下层的发展方向”
附加内容
处理器运算位数
CPU的位数是指处理器运算位数,是指CPU一次执行指令的数据长度。位就是一个时钟周期可以处理的数据数目,处理的位数越高,表明其运算速率越快。
处理器的位数有:4位、6位、8位、16位、32位、64位。
业界目前主流的早已是64位处理器了,32位以下的处理器早已被业界淘汰。但在特殊场景下依然会使用高位数的处理器。
精简指令集与复杂指令集
精简指令集:是一种执行较少类型计算机指令的微处理器,起源于80年代的MIPS主机(即RISC机),RISC机中采用的微处理器也称RISC处理器。这样一来,它还能以更快的速率执行操作(每秒执行更多百万条指令,即MIPS)。由于计算机执行每位指令类型都须要额外的晶体管和电路器件,计算机指令集越大都会使微处理器更复杂,执行操作也会更慢。(RISC以每位程序的指令数为代价,降低每位指令的周期)
复杂指令集:俗称为CISC指令集,在CISC微处理器中,程序的各条指令是按次序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按次序串行执行的。次序执行的优点是控制简单,但计算机各部份的借助率不高,执行速率慢。英特尔生产的x86系列CPU及其兼容CPU(也就是IA-32构架和AMD-VIA32构架)。虽然是现今新起的X86-64(也被称为AMD-64构架)都是属于CISC的范畴。(CISC企图将每位程序的指令数目减至最少,但以降低每位指令的周期数为代价)
CISC与RISC简易发展史
RISC精简指令集的特征:
1.更简单的指令,须要简单的指令解码。
2.指令的大小不超过一个词组。
3.指令只需一个时钟周期即可执行。