了解操作系统，什么是操作系统Operation System？

1、操作系统（Operation System，oS）：是一个特殊的软件。

操作系统作为接口的示意图

1、没有安装操作系统的计算机，通常被称为裸机。
2、如果想在裸机上运行自己所编写的程序，就必须用机器语言书写程序。
3、如果计算机上安装了操作系统，就可以在操作系统上安装支持的高级语言环境，用高级语言开发程序。

2、操作系统的作用

1、直接操作CPU、内存等硬件。
2、把操作硬件的代码封装成很多个系统调用，程序员通过系统调用，间接的操作CPU、内存等硬件。是现代计算机系统中 最基本和最重要 的系统软件。
是 配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩展。
主要作用是管理好硬件设备，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，以便于使用。
而其他的诸如编译程序、数据库管理系统，以及大量的应用软件，都直接依赖于操作系统的支持。

3、不同应用领域的主流操作系统

桌面操作系统
服务器操作系统
嵌入式操作系统
移动设备操作系统

3.1、桌面操作系统

Windows系列：用户群体大，安全性和稳定性差。
macoS：适合于开发人员，安全性和稳定性高于Windows。
Linux：应用软件少，在服务器操作系统和嵌入式操作系统使用的多。

3.2、服务器操作系统

Linux：安全、稳定、免费、占有率高。
Windows Server：付费、占有率低。

3.3、嵌入式操作系统

Linux，主要用于开发智能家居、智能机器人等。

3.4、移动设操作系统

ios
Android（基于Linux）

4、虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。

1、虚拟系统通过生成现有操作系统的全新虚拟镜像，具有真实操作系统完全一样的功能。
2、进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装运行软件，保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的系统产生任何影响。
3、能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换的一类操作系统。

5、操作系统的发展史

5.1、Unix
1965年之前的时候，电脑并不像现在一样普遍，它可不是一般人能碰的起的，除非是军事或者学院的研究机构，而且当时大型主机至多能提供30台终端（30个键盘、显示器），连接一台电脑。

为了解决数量不够用的问题：

1、1965年左后由贝尔实验室加入了麻省理工学院以通用电气合作的计划--该计划要建立一套多使用者（multi-user）、多任务（multi-processor）、多层次（multi-level）的MULTICS 操作系统，想让大型主机支持300台终端。
2、1969年前后这个项目进度缓慢，资金短缺，贝尔实验室退出了研究。
3、1969年从这个项目中退出的Ken Thompson 当时在实验室无聊时，为了让一台空闲的电脑上能够运行“星际旅行（Space Travel）“游行，在8月份左右趁着其妻子探亲的时间，用了1个月的时间，使用汇编写出了Unix操作系统的原型。
4、1970年，美国贝尔实验室的Ken Thompson，以BCPL 语言为基础，设计出很简单且很接近硬件的B语言（取BCPL的首字母），并且他用B语言写了第一个UNIX操作系统。
5、1971年，同样酷爱“星际旅行（Space Travel）“的Dennis M.Ritchie为了能早点儿玩上游戏，加入了Thompson的开发项目，合作开发UNIX，他的主要工作是改造B语言，因为B语言的跨平台性较差。
6、1972年，Dennis M.Ritchie在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言。
7、1973年初，C语言的主体完成，Thompson 和Ritchie迫不及待地开始用它完全重写了现在大名鼎鼎的Unix操作系统。

5.2、C语言

1、在把UNIX移植到其他类型的计算机上使用时，C语言强大的移植性（Portability）在此显现。机器语言和汇编语言都不具有移植性，为×86开发的程序，不可能在Alpha，SPARC和ARM等机器上运行。
2、而C语言程序则可以使用在任意架构的处理器上，只要那种架构的处理器具有对应的C语言编译器和库，然后将C源代码编译、连接成目标二进制文件之后即可运行。

5.3、Minix

1、因为AT&T（通用电气）的政策改变，在Version 7Unix推出之后，发布新的使用条款，将UNIX源代码私有化，在大学中不再能使用UNIX源代码。
2、Andrew S.Tanenbaum（塔能鲍姆）教授为了能在课堂上教授学生操作系统运作的细节，决定在不使用任何AT&T的源代码前提下，自行开发与UNIX兼容的操作系统，以避免版权上的争议。
3、以小型UNIX（mini-UNIX）之意，将它称为MINIX。

5.4、Linux

1、1991年林纳斯（Linus）就读于赫尔辛基大学期间，对Unix产生浓厚兴趣，尝试着在Minix上做一些开发工作。
2、因为Minix只是教学使用，因此功能并不强，林纳斯经常要用他的终端仿真器（Terminal Emulator）去访问大学主机上的新闻组和邮件，为了方便读写和下载文件，他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统，这些在后来成为了Linux第一个内核的雏形，当时，他年仅21岁！
3、林纳斯利用GNU的bash当做开发环境，gcc当做编译工具，编写了Linux内核，一开始Linux并不能兼容Unix。
3.1、即Unix上跑的应用程序不能在Linux上跑，即应用程序与内核之间的接口不一致。
3.2、一开始Linux只适用于386，后来经过全世界的网友的帮助，最终能够兼容多种硬件。

6、Linux内核版本和发行版本
6.1、Linux内核版本
内核源码网址：http://www.kernel.org

1、内核（kernel）是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序，它提供了一个在裸设备与应用程序间的抽象层。
2、Linux内核版本又分为稳定版和开发版，两种版本是相互关联，相互循环。稳定版：具有工业级强度，可以广泛地应用和部署。新的稳定版相对于较旧的只是修正一些bug或加入一些新的驱动程序。
开发版：由于要试验各种解决方案，所以变化很快。所有来自全世界的对Linux源码的修改最终都会汇总到这个网站，由Linus 领导的开源社区对其进行甄别和修改最终决定是否进入到Linux 主线内核源码中。

6.2、Linux发行版本

1、Linux发行版（也被叫做GNU/Linux发行版）通常包含了包括桌面环境、办公套件、媒体播放器、数据库等应用软件。
2、常见的发行版本如下：
Ubuntu、Redhat、Fedora oopenSUSE、Linux Mint、Debian、Manjaro、Mageia、CentOS 、Arch

7、单用户操作系统和多用户操作系统（科普）

1、单用户操作系统：指一台计算机在同一时间只能由一个用户使用，一个用户独自享用系统的全部硬件和软件资源。
2、WindowsXP之前的版本都是单用户操作系统。
3、多用户操作系统：指一台计算机在同一时间可以由多个用户使用，多个用户共同享用系统的全部硬件和软件资源。
4、Unix和Linux的设计初衷就是多用户操作系统。

8、Windows和Linux文件系统区别
8.1、Windows下的文件系统

在Windows下，打开“计算机”，我们看到的是一个个的驱动器盘符：

每个驱动器都有自己的根目录结构，这样形成了多个树并列的情形，如图所示：

8.2、Linux下的文件系统

在Linux下，我们是看不到这些驱动器盘符，我们看到的是文件夹（目录）：

Ubuntu没有盘符这个概念，只有一个/根目录，所有文件都在/根目录下面。

用户目录：位于 /home/user，称之为用户工作目录或家目录，表示方式：
/home/user
~

8.3、Linux主要目录速查表

/：根目录，一般根目录下只存放目录，在 linux 下有且只有一个根目录，所有的东西都是从这里开始
当在终端里输入 /home，其实是在告诉电脑，先从 /（根目录）开始，再进入到 home 目录
/bin、/usr/bin：可执行二进制文件的目录，如常用的命令 ls、tar、mv、cat 等
/boot：放置 linux 系统启动时用到的一些文件，如 linux 的内核文件：/boot/vmlinuz，系统引导管理器：/boot/grub
/dev：存放linux系统下的设备文件，访问该目录下某个文件，相当于访问某个设备，常用的是挂载光驱mount /dev/cdrom /mnt
/etc：系统配置文件存放的目录，不建议在此目录下存放可执行文件，重要的配置文件有
/etc/inittab
/etc/fstab
/etc/init.d
/etc/X11
/etc/sysconfig
/etc/xinetd.d
/home：系统默认的用户家目录，新增用户账号时，用户的家目录都存放在此目录下
~ 表示当前用户的家目录
~edu 表示用户 edu 的家目录
/lib、/usr/lib、/usr/local/lib：系统使用的函数库的目录，程序在执行过程中，需要调用一些额外的参数时需要函数库的协助
/lost+fount：系统异常产生错误时，会将一些遗失的片段放置于此目录下
/mnt: /media：光盘默认挂载点，通常光盘挂载于 /mnt/cdrom 下，也不一定，可以选择任意位置进行挂载
/opt：给主机额外安装软件所摆放的目录
/proc：此目录的数据都在内存中，如系统核心，外部设备，网络状态，由于数据都存放于内存中，所以不占用磁盘空间，比较重要的文件有：/proc/cpuinfo、/proc/interrupts、/proc/dma、/proc/ioports、/proc/net/* 等
/root：系统管理员root的家目录
/sbin、/usr/sbin、/usr/local/sbin：放置系统管理员使用的可执行命令，如 fdisk、shutdown、mount 等。与 /bin 不同的是，这几个目录是给系统管理员 root 使用的命令，一般用户只能"查看"而不能设置和使用
/tmp：一般用户或正在执行的程序临时存放文件的目录，任何人都可以访问，重要数据不可放置在此目录下
/srv：服务启动之后需要访问的数据目录，如 www 服务需要访问的网页数据存放在 /srv/www 内
/usr：应用程序存放目录
/usr/bin：存放应用程序
/usr/share：存放共享数据
/usr/lib：存放不能直接运行的，却是许多程序运行所必需的一些函数库文件
/usr/local：存放软件升级包
/usr/share/doc：系统说明文件存放目录
/usr/share/man：程序说明文件存放目录
/var：放置系统执行过程中经常变化的文件
/var/log：随时更改的日志文件
/var/spool/mail：邮件存放的目录
/var/run：程序或服务启动后，其 PID 存放在该目录下

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