计算机操作系统简介 netware Microsoft的windows系列.doc

计算机操作系统简介1、操作系统的功能1CPU管理CPU是整个计算机系统中的核心硬件资源。它的性能和使用情况对整个计算机系统的性能有关键的影响。CPU是较为昂贵的资源，它的速度一般比其他硬件设备的工作速度要快得多，其他设备的正常运行往往也离不开CPU。因此，有效地管理CPU，充分利用CPU资源也是操作系统最重要的管理任务。在多道程序的环境中，CPU分配的主要对象是进程（或线程），操作系统通过选择一个合适的进程占有CPU来实现对CPU的管理，因此，对CPU的管理归根结底就是对进程的管理。操作系统有关进程方面的管理任务很多，主要有进程调度、进程控制、进程同步与互斥、进程通信、死锁的检测与处理等。2存储管理存储器可以说是一种最重要的系统资源，存储器对作业的重要程度就如同土地对于人类。一个作业要在CPU上运行，它的代码和数据就要全部或部分地驻在内存中。操作系统也要占据相当大的内存空间。在多道程序系统中，并发运行的程序都要占有自己的内存空间，因此内存空间总是一种紧张的系统资源。存储管理的任务是对要运行的作业分配内存空间，当一个作业运行结束时要收回其所占用的内存空间。为了使并发运行的作业相互之间不受干涉，不能有意或无意地存取自己作业空间之外的存储区，从而干扰、破坏其他作业的运行，操作系统要对每一个作业的内存空间和系统内存空间实施保护。在现代的计算机系统中，并发运行的作业越来越多，单个作业也越来越大。尽管近年来计算机中的内存也在不断扩大，但是有限的内存还是不能满足系统中增长更快的并发作业对内存的需求。为了解决这个问题，让更多的作业在系统中并发运行，操作系统使用虚拟存储管理技术可向作业提供大于实际物理内存的存储空间。运行作业的一部分代码和数据可先装入内存，另一部分则驻在外存，当作业到达某个运行阶段需要访问这部分程序空间时，再将它们从外存调入内存。运行作业在内存部分和在外存部分的交换还要涉及地址变换技术。3设备管理计算机系统的外围设备种类繁多、控制复杂、价格昂贵，相对CPU来说，运转速度又比较慢，如何提高CPU和设备的并行性，充分利用各种设备资源，便于用户和程序对设备的操作和控制，长期以来一直是操作系统要解决的主要任务。计算机设备大致可分为字符块设备和字符设备两大类型。主机与字符块设备之间每次传输一个块大小的数据，块大小一般为512字节、1024字节、2048字节或4096字节等。主要的块设备有硬盘、软盘、磁带和光盘等。主机与字符设备之间每次传输一个字节，常见的字符设备是终端、屏幕、打印机、绘图仪、串行口、并行口和通信口等。为了提高CPU与设备运行的并行程度，CPU与设备进行数据传输时一般经过通道、控制器和中断进行。时钟是一种较为特殊的I/O设备，一般也把它归为字符设备。设备管理的主要任务有设备的分配和回收、设备的控制和信息传输即设备驱动。由于系统要支持众多的各种各样的设备，而且各类设备的控制和信息传输操作差别极大，因此设备管理方面的系统代码在操作系统核心中占有相当大的部分。一般与各种设备密切相关的代码是由设备制造商或专门的软件生产商编制，以可装卸的形式植入操作系统的内核。设备管理还涉及以下两个部分。 虚拟设备管理，将一些独占的物理设备改造成共享的逻辑设备，以提高设备使用率和程序执行速度，也可将一台物理设备虚拟成多台同类逻辑设备。 缓冲管理，管理设备与CPU交换信息时所用到的缓冲，以解决CPU与I/O设备速度不匹配问题。4文件管理文件是计算机中信息的主要存放形式，也是用户存放在计算机中最重要的资源或财富。文件管理的主要目的是将文件长期、有组织、有条理地存放在系统之中，并向用户和程序提供方便的建立、打开、关闭、撤销等存取接口，便于用户共享文件。文件管理的主要功能有文件存储空间的分配和回收、目录管理、文件的存取操作与控制、文件的安全与维护、文件逻辑地址与物理地址的映像、文件系统的安装、拆除和检查等。5用户接口配置操作系统的很重要的目的就是为了方便用户使用计算机。操作系统内核通过系统调用向应用程序提供了很友好的接口，方便用户程序对文件和目录的操作，申请和释放内存，对各类设备进行I/O操作，以及对进程进行控制。此外，操作系统还提供了命令级的接口，向用户提供了几百条程序命令，使用户方便地与系统交互。这些程序有的通过系统调用或系统调用的组合完成更为复杂的功能，有的不必与系统的核心交互，它们都极大地丰富了操作系统的软件宝库，方便交互用户操作文件和设备，以及控制作业运行。为了便于系统的维护、管理和便于用户利用命令界面自动地完成复杂的作业以及运行和控制任务，操作系统一般都提供作业运行控制或命令程序接口，典型的是UNIX的Shell程序。由于命令程序的基本执行单位是命令，故其一条语句所能完成的工作比若干条普通高级语言语句强得多。一些系统的自举过程主要是由命令程序完成的，这样也便于系统管理员通过修改这些程序来裁剪自己的系统配置。超级用户能利用命令文件自动地完成系统维护工作，普通用户也能利用命令文件进行软件设计与编制或进行大型软件系统的原型设计。近年来图形用户界面发展得很快，如X Window、Windows 3.x、Windows NT、Windows 98、Windows 2000/XP/2003等，这种以图形和菜单作为主要的显示界面以及鼠标作为主要的输入方式受到了广大计算机用户的欢迎，并对计算机的普及起到了关键性的作用。2.netware操作系统基本介绍Netware是NOVELL公司推出的网络操作系统。Netware最重要的特征是基于基本模块设计思想的开放式系统结构。Netware是一个开放的网络服务器平台,可以方便地对其进行扩充。 Netware系统对不同的工作平台(如D0S、0S/2、Macintosh等),不同的网络协议环境如TCP/IP以及各种工作站操作系统提供了一致的服务。该系统 内可以增加自选的扩充服务(如替补备份、数据库、电子邮件以及记账等),这些服务可以取自Netware本身,也可取自第三方开发者。NetWare网络操作系统 NetWare NetWare NetWare网络操作系统 Novell在NetWare的名称下提供许多不同的网络操作系统，从简单和廉价的NetWare Lite到NetWare 4x，NetWare 4x是专门为企业级网络设计的操作系统。下面简要地介绍这些操作系统产品系列。NetWare 3x和NetWare 4x产品的总体特征将进一步介绍。NetWare Lite 支持2到25个用户的一种对等层网络操作系统。它在DOS操作系统上运行，并与Microsoft Windows兼容。只要具有很少的联网知识，用户就可以建立一个网络，来共享文件、应用程序和打印机。NetWare 2x为大公司中的小型和中型商务和工作小组设计的网络操作系统。这种操作系统在特定型号或非特定型号的基于Intel 80286、80386、80486的计算机上运行。它提供局部和远程网络互联支持，并向网络管理人员提供一些工具。NetWare 3x一种为在单一专用服务器上支持上百个用户而设计的网络操作系统。它提供许多本节要讨论的高级特征，包括模块设计和集成不同系统(包括小型计算机)的功能。NetWare 4x继承NetWare 3x所有功能的Novell企业级操作系统，它还增加了一些由它自己就可以生成的支持目录服务和企业级网络的分布多服务器环境的一些新特征。3.Microsoft的windows系列（个人电脑和网络操作系统）Microsoft Windows概述Microsoft公司从1983年开始研制Windows系统，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。第一个版本的Windows 1.0于1985年问世，它是一个具有图形用户界面的系统软件。1987年推出了Windows 2.0版，最明显的变化是采用了相互叠盖的多窗口界面形式。但这一切都没有引起人们的关注。直到1990年推出Windows 3.0是一个重要的里程碑，它以压倒性的商业成功确定了Windows系统在PC领域的垄断地位。现今流行的 Windows 窗口界面的基本形式也是从Windows 3.0开始基本确定的。1992年主要针对Windows 3.0的缺点推出了Windows 3.1，为程序开发提供了功能强大的窗口控制能力，使Windows和在其环境下运行的应用程序具有了风格统一、操纵灵活、使用简便的用户界面。Windows3.1 在内存管理上也取得了突破性进展。它使应用程序可以超过常规内存空间限制 ，不仅支持16MB内存寻址，而且在80386及以上的硬件配置上通过虚拟存储方式可以支持几倍于实际物理存储器大小的地址空间。Windows 3.1还提供了一定程度的网络支持、多媒体管理 、超文本形式的联机帮助设施等，对应用程序的开发有很大影响。windows 原意是“窗户，视窗”的意思，windows系统出来之前，电脑上看到的只是枯燥的字幕数字(DOS)，比尔盖茨开发的“视窗”系统，使我们对电脑的应用更直接，更亲密，更易用。Windows家族早期版本For DOSWindows 1.0( 1985 )Windows 2.0( 1987 )Windows 2.1( 1988 )windows 3.0( 1990 )windows 3.1( 1992 )Windows 3.2( 1994 )Win 9xWindows 95( 1995 )Windows 98( 1998 )Windows 98 SE( 1999 )Windows Me( 2000 )NT系列早期版本Windows NT 3.1( 1993 )Windows NT 3.5( 1994 )Windows NT 3.51( 1995 )Windows NT 4.0( 1996 )Windows 2000( 2000 )客户端windows xp( 2001 )Windows Vista( 2005 )Windows 7( 2009 )Windows 8( 2011 )服务器Windows Server 2003( 2003 )Windows Server 2008( 2008 )Windows Home Server( 2008 )Windows HPC Server 2008( 2010 )Windows Small Business Server( 2011 )Windows Essential Business Server特别版本Windows PEWindows AzureWindows Fundamentals for Legacy PCs嵌入式系统Windows CEWindows MobileWindows Phone 7( 2010 )4.Unix基本介绍UNIX ，是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多 种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统，最早由KenThompson、DennisRitchie和DouglasMcIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。UNIX操作系统，是美国AT&T公司于1971年在PDP-11上运行的操作系统。具有多用户、多任务的特点，支持多种处理器架构，最早由肯汤普逊（Kenneth Lane Thompson）、丹尼斯里奇（Dennis MacAlistair Ritchie）和Douglas McIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。目前它的商标权由国际开放标准组织（The Open Group）所拥有。UNIX操作对于一个典型的计算机系统包括硬件、系统软件和应用软件这三部分。操作系统则是控制和协调计算机行为的系统软件。当然UNIX操作系统也是一个程序的集合，其中包括文本编辑器、编译器和其他系统程序。下面我们就来认识一下这个分层结构：内核：在UNIX中，也被称为基本操作系统，负责管理所有与硬件相关的功能。这些功能由UNIX内核中的各个模块实现。其中包括直接控制硬件的各模块，这也是系统中最重要的部分，用户当然也不能直接访问内核的。常驻模块层：常驻模块层提供了执行我们请示的服务例程。它提供的服务包括输入/输出控制服务、文件/磁盘访问服务以及进程创建和中止服务。我们的程序通过系统调用来访问常驻模块层。工具层：是UNIX的用户接口，就是常用的shell。它和其他UNIX命令和工具一样都单独的程序，是UNIX系统软件的组成部分，但不是内核的组成部分。虚拟计算机：是向系统中的每个用户指定一个执行环境。这个环境包括一个与用户进行交流的终端和共享的其他计算机资源，如最重要的CPU。如果是多用户的操作系统，UNIX视为一个虚拟计算机的集合。而对每一个用户都有一个自己的专用虚拟计算机。但是由于CPU和其他硬件是共享的，虚拟计算机比真实的计算机速度要慢一些。进程：UNIX通过进程向用户和程序分配资源。每个进程都有一个作为进程标识的整数和一组相关的资源。当然它也可以在虚拟计算机环境中执行。5.Linux基本介绍Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统。目前存在着许多不同的Linux,但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，从手机、平板电脑、路由器和视频游戏控制台，到台式计算机、大型机和超级计算机。Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于计算机业余爱好者Linus Torvalds。Linux 操作系统是UNIX 操作系统的一个克隆版本。UNIX 操作系统是美国贝尔实验室的肯汤普逊Ken.Thompson和丹尼斯里奇Dennis Ritchie 于1969 年夏在DEC PDP-7 小型计算机上开发的一个分时操作系统。当时Ken Thompson 为了能在闲置不用的PDP-7 计算机上运行他非常喜欢的星际旅行（Space travel）游戏，在1969 年夏天乘他夫人回家乡加利福尼亚渡假期间，在一个月内开发出了unix 操作系统的原型。当时使用的是BCPL 语言（基本组合编程语言），后经Dennis Ritchie 于1972 年用移植性很强的C 语言进行了改写，使得UNIX 系统在大专院校得到了推广。概述Linux 操作系统的诞生1981 年IBM 公司推出享誉全球的微型计算机IBM PC。在1981-1991 年间，MS-DOS操作系统一直是微型计算机上操作系统的主宰。此时计算机硬件价格虽然逐年下降，但软件价格仍然是居高不下。当时Apple 的MACs 操作系统可以说是性能最好的，但是其天价没人能够轻易靠近。到1991 年，GNU 计划已经开发出了许多工具软件。最受期盼的Gnu C 编译器已经出现，但还没有开发出免费的GNU 操作系统。即使是MINIX 也开始有了版权，需要购买才能得到源代码。而GNU 的操作系统HURD 一直在开发之中，但并不能在几年内完成。对于Linus 来说，已经不能等待了。从1991 年4 月份起，他开始酝酿并着手编制自己的操作系统。刚开始，他的目的很简单，只是为了学习Intel 386 体系结构保护模式运行方式下的编程技术。但后来Linux 的发展却完全改变了初衷。1991 年初，Linux 开始在一台386sx 兼容微机上学习minix 操作系统。通过学习，他逐渐不能满足于minix 系统的现有性能，并开始酝酿开发一个新的免费操作系统。根据Linux 在comp.os.minix 新闻组上发布的消息，我们可以知道他逐步从学习minix 系统到开发自己的Linux 的过程。从1991 年的4 月份开始，Linus 几乎花了全部时间研究386-minix 系统（hack the kernel)，并且尝试着移植GNU 的软件到该系统上（GNU gcc、bash、gdb 等）。并于4 月13 日在com