计算机系统平台主流操作系统调研教材

1、主流操作系统一 Windows1. 简介Microsoft Windows, 是美国微软公司研发的一套操作系统，它问世于 1985 年，起初 仅仅是 Microsoft-DOS 模拟环境，后续的系统版本由于微软不断的更新升级，不但易 用，也慢慢的成为家家户户人们最喜爱的操作系统。Windows 采用了图形化模式 GUI ，比起从前的 DOS 需要键入指令使用的方式更为人 性化。随着电脑硬件和软件的不断升级，微软的 Windows 也在不断升级，从架构的 16 位、 32 位再到 64 位， 系统版本从最初的 Windows 1.0 到大家熟知的 Windows 95 、Windows 98 、

2、 Windows ME 、 Windows 2000 、 Windows 2003 、 Windows XP 、Windows Vista 、 Windows 7 、Windows 8 、 Windows 8.1 、Windows 10和 Windows Server 服务器企业级操作系统，不断持续更新，微软一直在致力于Windows 操作系统的开发和完善。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

3、。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。

4、 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 。目前最新正式版本为 Windows 10 。2. 特点安全性Windows 操作系统具有用户身份认证、文件、文件夹、打印机以及其他资源的安全认证。 Windows 2003 也提供 Kerberos 认证协议， Kerberos 是目前功

5、能最强大的 安全保护协议。目录服务Windows 2003 的目录服务为 Active Directory ，在 Active Directory 中存储了 有关本地与有关网络资源的资料并提供用户或应用程序使用， Active Directory 也提供 管理员控制资源的能力。性能与扩充性支持多处理器计算机的 Symmetrical Multiprocessing/SMP 结构，并支持系统程序的多任务 (Multitasking) 。多任务是指 CPU 在同一时间内能同时处理不同任务的能力 .虽然在同一段时间内 CPU 只能处理一个任务 .但由于时间分割的技巧与 CPU 执行速度让用户感觉在同

6、一时间内完成了不同的工作。而在 SMP 结构中，操作系统可将任 工作指定给任一 CPU 处理。因此，在每一个 CPU 负荷比较平均的情况下，可大幅提 升计算机总体执行任务的能力。3. 优点图形界面良好拥有良好的集成开发环境操作简单多用户、多任务网络支持良好出色的多媒体功能硬件支持良好众多的应用程序3.缺点不是免费的软件 采用二进制代码，不易于修改操作系统 漏洞比较多与 Linux 和 Unix 系统相比，网络功能相对较差源码不开放，不利于操作系统的开发Unix1. 简介UNIX 操作系统 (尤尼斯 )，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

7、系统， 最早由 KenThompson 、Dennis 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 开放标准组织所拥有， 只有符合单一 UNIX 规范的 UNIX 系统才能使用 UNIX 这个名称， 否则只能称为类 UNIX(UNIX-like) 。2. 特点UNIX 系统是一个可供多用户同时操作的会话式分时操作系统.不同的用户可以在不同的终端上 ,通过会话方式控制系统操作 .UNIX 系统继承子以往操作系统的先进技术 ,又在总体设计思想上有所创新 ,在操作系统 功能设计上力求简捷 ,高效 .UNIX 系统在结构上分

8、为内核和核外程序两部分. 内核部分就是一般所说的 UNIX 操作系统 .能够从内核中分享出来的部分 ,则以核外程序形式存在并在用户环境下运行,内核向核外程序提供了充分而强大的支持,而核外程序灵活地运用了内核的支持.UNIX 系统向用户提供了两种界面 ,一种是用户使用命令 ,通过终端与系统进行交互的界 面 ,即用户界面 ;另一种是用于用户程序与系统的接口,即系统调用 .UNIX 系统采用树型结构的文件系统 ,它由基本文件系统和可装下的若干个子文件系统 组成 ,它既能扩大文件存储空间 ,又具有良好的安全性 ,保密性和可维护性 .UNIX 系统提供了丰富的核外系统程序 ,其中包括丰富的语言处理程序

9、,系统实用程序和开发软件的工具 ,这些程序为用户提供了相当完备的程序设计环境UNIX 系统基本上是用 C 语言编写的 ,这使系统易于理解 ,修改和扩充 ,且使系统具有良好 的可移植性 .UNIX 系统是能在笔记本计算机 ,PC 机 ,工作站 ,中小型机及至巨型机上运行的操作系统,因此 ,UNIX 系统具有极强的可伸缩性 .整个 UNIX 系统可分为五层：最底层是裸机，即硬件部分第二层是 UNIX 的核心，它直接建立在裸机的上面，实现了操作系统重要的功能， 如进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、网络管理等，用户不能直接执行 UNIX 内核中的程序，而只能通过一种称为 系统调用 的指令，以规定

10、的方法访问核心，以获 得系统服务第三层系统调用构成了第四层应用程序层和第二层核心层之间的接口界面第四层应用层主要是 UNIX 系统的核外支持程序， 如文本编辑处理程序、 编译程序、 系统命令程序、通信软件包和窗口图形软件包、各种库函数及用户自编程序UNIX 系统的最外层是 Shell 解释程序，它作为用户与操作系统交互的接口，分析 用户键入的命令和解释并执行命令， Shell 中的一些内部命令可不经过应用层，直接通 过系统调用访问核心层。3. 优点多任务、多用户并行处理能力管道安全保护机制功能强大的 shell强大的网络支持， Internet 上各种服务器的首选操 作系统稳定性好系统源代码用

11、 C 语言写成，移植性强出售源代码，软件厂家自己增删4. 缺点尽 管 UNIX 最初是一个简单的系统。它已不再是这样了。例如，AT T为 了高效地对数据进行缓 冲和将程序移植到非UNIX 系统上，为 UNIX 系统增加了标准1/O 库。这个库相对 其底层的系统调用接口已变得越来越复杂了。例如，read 和 write 系统调用是原子性的 （不可分 的 ）操作，而 I/O 库中的缓冲破坏了这种原子性。虽然UNIX 是一个优秀的操作系统，但大多数用户并不需要一个操作系统，他们只要有一个可以 完成特定任务的系统就行了。这些用户并不关心底层文件系统结构和进程结构是否优美。他们只需 要以最少的代价运行一

12、个特定的应用（如编辑器，商务软件包，绘图程序）、早期的 UNIX 缺少一个简单 统一的（最好是图形的）用户界面，这也是阻碍UNIX 被大众接受的一个主要因素。用 Ritchie 的 话来说就是， UNIX 简单而一致，但只有天才 （ 至少是程序员）才能赏识它的简洁。 以积木方式构造上工具利弊参半。尽管它优美而且从审美角度来说非常优美，但用户需要具有丰 富的创造力和想像力才能高效地使用这些工具。许多用户更喜欢使用个人计算机中有的那些已集成好的，一步到位的程序。从某件程度上说， UNIX 也是自己成功发展的受害者。它简单 的许可证条款以及可移植性造成它不可控制的发展和扩散。人们都对 UNIX 系统

13、进行修补， 每个小组都以不同的方式进行修改，结果是他们的系统往往不兼容。起初只有两大势力一 AT&T 和 BSD 。它们都有自己的文件系统，内存结构，以及自己的信号和终端处理框架。很 快许多厂商都发行了自己的变体，在一定程度上保持与AT&T版本和BSD 版本的兼容性。后来， 这种局面变得 更加 混乱 了 ， 许 多 应 用开 发 者 不 得个 花很 大 的力 气 才 能 将 它 们 的 程序 移植 到 各种 不 同 的 UNIX 上。由于参加标准化的人们意见不一，标准化并没有完 全成功。这主要是每个厂商都想加入一些特有的特性来标榜自己的“产品差异”，表 明自己的产 品与众不同，

14、或者优于它们的竞争对手。 Linux1. 简介Linux 操作系统是基于 UNIX 操作系统发展而来的一种克隆系统， 它诞生于 1991 年的Linux 桌面 10 月 5 日（这是第一次正式向外公布的时间）。以后借助于 Internet 网络， 并通过全世界各地计算机爱好者的共同努力， 已成为今天世界上使用最多的一种 UNIX 类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。Linux 是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，是一个基于 POSIX 和 UNIX 的 多用户、多任务、支持多线程和多 CPU 的操作系统。它能运行主要的 UNIX 工具软件、应用程序和网络协议。它支持 32 位和

15、 64 位硬件。 Linu x 继承了 Unix 以网络为核心的设计思想， 是一个性能稳定的多用户网络操作系统。它主要用于基于 Intel x86 系列 CPU 的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上全世界都万的程序员设计和实现的。 其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、能自由使用的 Unix 兼容产品。Linux 以它的高效性和灵活性著称， Linux 模块化的设计结构，使得它既能在价格昂贵 的工作站上运行，也能够在廉价的 PC 机上实现全部的 Unix 特性，具有多任务、多用 户的能力。Linux 是在 GNU 公共许可权限下免费获得的，是一个符合 POSIX 标准的操作系统。L

16、inux 操作系统软件包不仅包括完整的 Linux 操作系统，而且还包括了文本编辑器、 高 级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的 X-Windows 图形用户界 面，如同我们使用 Windows NT 一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操 作。2. 特点折叠基本思想第一，一切都是文件。详细来讲就是系统中的所有都归结为一个文件，包括命令、 硬件和软件设备、 操作系统、 进程等等对于操作系统内核而言， 都被视为拥有各自特性 或类型的文件。至于说 Linux 是基于 Unix 的，很大程度上也是因为这两者的基本思想 十分相近。第二，每个软件都有确定的用途。工作方式Linux

17、 的工作方式分为字符工作方式和图形工作方式。内核Linux 是最受欢迎的自由电脑操作系统内核。它是一个用 C 语言和 汇编语言写成， 符合 POSIX 标准的类 Unix 操作系统。3. 优点模块化程度高Linux 的内核设计非常精巧，分成进程调度、 内存 管理、进程间通信、虚拟文 件系统和网络接口五大部分其独特的模块机制可根据用户的需要，实时地将某些模块插入或从内核中移走，使得 Linux 系统内核可以裁剪得非常小巧，很适合于嵌入式系统的需要。源码公开由于 Linux 系统的开发从一开始就与 GNU 项目紧密地结合起来， 所以它的大多数 组成部分都直接来自 GNU 项目。任何人、任何组织只要

18、遵守 GPL 条款，就可以自由 使用 Linux 源代码，为用户提供了最大限度的自由度。Linux 的软件资源十分丰富， 每种通用程序在 Linux 上几乎都可以找到， 并且数量 还在不断增加。这一切就使设计者在其基础之上进行二次开发变得非常容易。由于 Linux 源代码公开，也使用户不用担心有“后闸”等安全隐患。源码开放给各教育机构提供极大的方便， 从而也促进了 Linux 的学习、推广和应用。完全免费Linux 是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任 意修改其源代码。这是其他的操作系统所做不到的。完全兼容 POSIX 1.0 标准这使得可以在 Linux 下通过

19、相应的模拟器运行常见的DOS 、 Windows 的程序。这为用户从 Windows 转到 Linux 奠定了基础。广泛的硬件支持Linux 能支持 x86 、ARM 、MIPS 、ALPHA 和 PowerPC 等多种体系结构的微处理 器。目前已成功地移植到数十种硬件平台，几乎能运行在所有流行的处理器上。由于世界范围内有众多开发者在为 Linux 的扩充贡献力量， 所以 Linux 有着异常丰 富的驱动程序资源， 支持各种主流硬件设各和最新的硬件技术， 甚至可在没有存储管理 单元 MMU 的处理器上运行，这些都进一步促进了 Linux 在嵌入式系统中的应用。 安全性及可靠性好内核高效稳定。

20、Linux 内核的高效和稳定已在各个领域内得到了大量事实的验证Linux 采取了许多安全技术措施， 包括对读、 写控制、 带保护的子系统、 审计跟踪、 核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。 具有优秀的开发工具开发嵌入式系统的关键是需要有一套完善的开发和调试工具。如果使用的是嵌人式 Linux ，一旦软硬件能支持正常的串口功能，即使不用在线仿 真器，也可以很好地进行开发和调试工作，从而节省了一笔不小的开发费用。嵌入式 Linux 为开发者提供了一套完整的工具链( Tool Chain )，能够很方便地 实现从操作系统到应用软件各个级别的调试。 有很好的网络支持利文件系统支

21、持Linux 从诞生之日起就与 Internet 密不可分， 支持各种标准的 Internet 网络协议， 并且很容易移植到嵌入式系统当中。目前， Linux 几乎支持所有主流的网络硬件、网络 协议和文件系统，因此它是 NFS 的一个很好的平台。由于 Linux 有很好的文件系统支持（例如，它支持Ext2 、 FAT32 、 romfs 等文件系统） ，是数据各份、 同步和复制的良好平台， 这些都为开发嵌入式系统应用打下了坚 实的基础。与 UNIX 完全兼容目前，在 Linux 中所包含的工具和实用程序，可以完成 UNIX 的所有主要功能。多用户Linux 支持多用户，各个用户对于自己的文件设

22、备有自己特殊的权利，保证了各用 户之间互不影响。多任务计算机同时执行多个程序，而各个程序的运行互相独立。良好的用户界面Linux 同时具有字符界面和图形界面。在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。Linux 还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚劢条等设施， 给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。它同时也提供了类似 Windows 图形界面的 X-Window 系统，用户可以使用鼠标 对其进行操作。在 X-Window 环境中就和在 Windows 中相似，可以说是一个 Linux 版的 Windows 。设备独立性操作系统把所有外部设备统一当作

23、成文件来看待， 只要安装它们的驱劢程序， 任何 用户都可以象使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。 提供了丰富的网络功能完善的内置网络是 Linux 一大特点。Unix 是在互联网的基础上繁荣起来的， Linux 的网络功能当然不会逊色。它的网 络功能和其内核紧密相连， 在这方面 Linux 要优于其他操作系统。 在 Linux 中，用户可 以轻松实现网页浏览、文件传输、远程登陆等网络工作。并且可以作为服务器提供 WWW 、FTP、 E-Mail 等服务。良好的可移植性将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能挄其自身的方式运行的能力。Linux 是一种可移植的操

24、作系统， 能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境中和任 何平台上运行。支持多种平台Linux 可以运行在多种硬件平台上，如具有 x86 、680x0 、SPARC 、Alpha 等处理 器的平台。 此外 Linux 还是一种嵌入式操作系统， 可以运行在掌上电脑、 机顶盒或游戏 机上。 2001 年 1 月份发布的 Linux 2.4 版内核已经能够完全支持 Intel 64 位芯片架构Linux 也支持多处理器技术。多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。4.缺点可扩展性随着 2.6 内核的出现， 可扩展性已经不再像原来那样重要， 但是 Linux 一直都没有像 Unix 那样的扩展性。一般

25、来说，企业们都要求要有最大的性能，可靠性和可扩展性， Unix 一直是最佳的选择。 Unix 系统的高可用性也比 Linux 操作系统更加成熟。 硬件集成 / 支持的缺乏财富 500 强公司通常都更喜欢来自硬件支持的更舒适的性能以及硬件与操作系统 之间更加紧密地集成。即使驱动支持是硬件供应商带来的，但这对于 Linux 系统来说， 一直是一个挑战。洞察力Linux 在很多方面都是存在风险的，并没有为企业准备好。尽管对 Linux 的这种 看法在过去的几年已经发生了很大的变化，但是，一些大型公司仍有这种顾虑。四 Mac Os1. 简介Mac OS 是一套运行于苹果 Macintosh 系列电脑上

26、的操作系统。 Mac OS 是首个在商 用领域成功的图形用户界面操作系统。现行的最新的系统版本是 OS X 10.10 Yosemite ，且网上也有在 PC 上运行的 Mac 系统，简称 Mac PC 。Mac 系统是基于 Unix 内核的图形化操作系统 ;一般情况下在普通 PC 上无法安装的操作系统。由苹果公司自行开发。 苹果机的操作系统已经到了 OS 10 ，代号为 MAC OS X(X为 10 的罗马数字写法 ) ，这是 MAC 电脑诞生 15 年来最大的变化。新系统非常可靠它的许多特点和服务都体现了苹果公司的理念。疯狂肆虐的电脑病毒几乎都是针对 Windows 的，由于 MAC 的架构与 Windows 不同， 所以很少受到病毒的袭击。 MAC OSX 操作系统界面非常独特， 突出了形象的图标和人 机对话。苹果公司不仅自己开发系统，也涉及到硬件的开发。2. 特点3. 优点全屏模式全屏模式是新版操作系统中最为重要的功能。一切应用程序均可在全屏模式下运行。 这并不意味着窗口模式将消失， 而是表明在未来有可能实现完全的网格计算。 iLife11 的用户界面也表明了这一点。这种用户界面将极大简化电脑的使用，减少多个窗口 带来的困扰。它将使用户获得与 iPhone 、iPod touch 和 iPad 用户相同的体验。计算 体验并不会因此被削弱；相反，苹果正帮助用户更为有效