前言

本章将会讲解计算机的操作系统。

一.操作系统

马路修起来需要人车通过才有价值，计算机硬件组成后需要操作系统才能体现价值。

1.操作系统简介

操作系统（Operating System,OS）就好比一个计算机内部的管理者，是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他应用软件都必须在操作系统的支持下才能运行，操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。

操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件，软件及数据资源，控制程序运行，为其他应用软件提供支持等。操作系统提供了各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其他软件的开发提供必要的服务和相应的接口，操作系统管理着计算机硬件资源，同时按照应用程序的请求，为其分配资源，如划分CPU时间，开辟内存空间，调用打印机，调用扫描仪等，操作系统所处的位置如图。

2.操作系统的主要功能

操作系统主要有资源管理、人机交互、程序控制和进程管理等功能。

（1）资源管理

操作系统的存储管理负责把内存单元分配给需要内存的程序以便让它执行，在程序执行结束后将它占用的内存单元收回以便再使用，在一个允许多道程序同时执行的系统里，操作系统会根据一定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。一个等待运行的程序只有在获得了处理器后才能运行，一个程序在运行中若遇到某个问题，如外部设备接触不良等，操作系统就要来处理此问题，然后将处理器重新分配。

操作系统的设备管理是调配外部设备及控制外部设备按用户指令进行操作等，对于非存储型外

部设备，如打印机：显示器等，分配给一个用户使用，在使用完毕后回收以便给另一个用户使用。

对于存储型的外部设备，如磁盘，磁带等，提供存储空间给用户，用来存放数据。

（2）人机交互

人机交互是决定计算机系统“友善性”的一个重要因素，人机交互功能主要靠可输入/输出的外部设备和相应的软件来完成，可供人机交互使用的外设主要有键盘、显示器，鼠标等，例如，用户可以通过鼠标和键盘把指令输入计算机，还可以通过显示器来得到计算机执行后的结果，与这些设备相应的软件和驱动就是操作系统提供人机交互功能的部分。

（3）程序控制

一个程序的执行是在操作系统控制下进行的，一个用户将某问题用某编程语言编写了一个程序

后就将该程序连同对它执行的要求输入计算机，操作系统就根据要求控制这个程序的执行。

（4）进程管理

进程管理指的是操作系统调整多进程的功能，由于现在大部分的计算机只包含一个或两个中央处理器，如在单核的情况下多进程只是简单迅速地切换各进程，让每个进程都能够执行，在多内核或多处理器的情况下，所有进程通过许多协同技术在各处理器或内核上转换。越多进程同时执行。每个进程能分配到的时间比例就越小，例如，在网上浏览网页的时候，可以同时使用迅雷下载资料。还可以同时听音乐等。

3.典型操作系统

除了微软公司提供的 Windows操作系统外，还有其他供应商提供的Linux.UNX.MS-DOS.

Mac OS.iOS.Android等操作系统。

（1）Linux 操作系统

Linux是一个基于POSX和UNX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UNX工具软件，应用程序和网络协议，它支持32位和64位硬件。Linux是一套免费使用和自

由传播的类LNX操作系统，目前大部分服务器采用Linux操作系统。

Linux操作系统诞生于1991年的10月5日，创始人是林纳斯·托瓦兹，如图1.30所示，Linux存在着多种版本，但它们都使用了Linx内核，Linux可安装在许多硬件设备中，如手机，平板电脑。台式计算机和超级计算机等。

Linus是一款免费的操作系统，用户可以通过网络下载免费获得，并可以任意修改其源代码，实现自己的需求，因此，Linux在中小型企业备受青睐，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改

编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变、使Linux不断完善。

Lina支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权力，保证了各用户之间互不影响，可以使多个程序同时并独立地运行。可以使多个程序间时并独立地运行。

Linux的基本思想有两点

第一，一切都是文件，

第二，每个软件都有确定的用途，

其中第一条详细来讲就是系统中的所有内容都归结为一个文件，包括命令，硬件和软件设备，操作系统，进程等，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。

（2） Mac OS

Mac系统是草果机专用系统，是基于UNX内核的图形化操作系统，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计算机诞生以来最大的变化，新系统可靠性极高，它的许多特点和服务都体现了苹果公司的理念。

对于安全性而言，现在的计算机病毒大部分是针对Windows 操作系统的。由于Mac的架构与Windows不同，所以很少受到病毒的袭击，2011年7月20日，Mac OS×已经正式被苹果改名为OSX，全屏模式是新版MacOS操作系统中最为重要的功能，一切应用程序均可以在全屏模式下运行，这种用户界面将简化计算机的使用，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。

快速启动面板的工作方式与Pad完全相同，它以类似于iPad的用户界面显示计算机中安装的应

用，通过App Store进行管理，用户可通过滑动鼠标，在多个应用图标界面间切换。Mac系统界面如图所示，

（3） Windows

Windows操作系统由微软公司推出，是现今最主流的操作系统。微软公司创建于1975年，创

始人比尔盖茨

Windows操作系统上市于1985年，起初仅是MS-DOS之下的桌面环境，其后续版本逐渐发展成为个人计算机和服务器用户设计的操作系统，并获得了世界个人计算机操作系统软件的垄断地位，现在市场上销售的家用计算机几乎都装有Windows操作系统。

由于采用了GU图形化操作模式，增强了用户的体验度，随着世界IT技术的不断发展、计算机硬件和软件系统的不断升级、Windows操作系统也在不断升级，从16位、32位到64位操作系统。从最初的Windows 1.0和Windows 3.2到Windows 7.Windows 10各种版本的持续更新。

Windows10，2017年底，最新的个人计算机版本是Windows:10，最新的服务器版本是Windows Server 2016.

（4）iOS f Android

iOS和Android两大操作系统是现今最主流的手机操作系统，iOS是由苹果公司开发的移动操作

系统，苹果公司最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布这个系统，最初是设计给iPhone使

用的，后来陆续套用到Pod touch，Pad等产品上。/OS与苹果的Mac OS X操作系统一样，也是以

Darwin为基础的.因此同样属于类UNX的商业操作系统。

苹果在2016年6月13日向iPhone.iPad和iPod touch推送了最新的iOS 10系统，这次更新主要对程序优化，Sirl智能化，QuickType史上最智能的输入法，全新的applemusic等进行更新。iOS10系统将Sini 功能开放给开发者，通过Sini的后续开发，可以使用Siri直接发送微信，lber等应用、使手机更加智能化。

Androld主要用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司开发，中文名称是“安卓”。

第一部Andod智能手机发布于2008年10月，Android逐浙扩展到平板电脑及其他领域上，如电视，

数码相机、游戏机等，2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一，2012年11月的数据显示，Android占据全球智能手机操作系统市场76%的份额，中国市场占有率为90%，2016年9月30日，全世界采用这款系统的设备数量已经达到15亿台，使用 Andtroid操作系统的手机品牌包括三星、索尼，小米等，