操作系统发展介绍:UNIX/Linux、Windows

UNIX简介:UNIX系统一个强大的多用户、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和DennisRitchie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方式,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充和改进,形成了所谓的“类UNIX”,这些变种UNIX反过来也促进了UNIX的发展与进步。但是后来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及其变种声明了版权权利或收回版权。(BSD UNIX 4.4版本已经和AT&T UNIX不一样了,属于类UNIX。但BSD UNIX 4.3之前的版本和AT&T UNIX同源)

Linux简介:全称GNU/Linux,其内核由林纳斯·本纳第克特·托瓦兹于1991年10月5日首次发布,它主要受到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,是一个基于POSIX标准的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。GNU/Linux核心设计思想继承了UNIX系统,也可以运行主要的UNIX或类UNIX的软件工具、应用程序和网络协议。另外GNU/Linux是完全免费的操作系统,并且开放源代码,任何人都可以随意修改其源代码或内核。Linux系统的定义属于类UNIX系统。(GNU/Linux有众多发行版,有一些发行版对GNU/Linux内核进行了修改)

Mac OS X简介:Mac OS X是苹果公司为麦金塔电脑开发的专属操作系统Mac OS的新版本,但是它的底层代码与先前的Mac OS 9完全不同。苹果公司的Mac OS可以被分成两个系列:一个是老旧且已不被支持的“Classic”Mac OS(系统搭载在1984年销售的首部Mac与其后代上,终极版本是Mac OS 9)。采用 Mach 作为内核, 在Mac OS 7.6以前用“System x.xx”来称呼。新的Mac OS X结合BSD UNIX、NeXT Step和Mac OS 9的部分元素。它的最底层基于UNIX系统,其核心称为Darwin,一个源代码部分开放、符合POSIX标准的操作系统。另外Mac OS X用的是混合内核,XNU继承于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BSD UNIX内核。并支持POSIX API标准,因此大量为UNIX或类UNIX编写的程序可以直接在Darwin上编译运行。所以Mac OS X的底层内核是基于UNIX操作系统开发的,Mac OS X属于是类UNIX系统。(Mac OS原名 Mac OS X ,后缩写为 OS X 至 WWDC 2016 改名为 mac OS)

鸿蒙 OS简介:2012年鸿蒙OS项目正式启动,鸿蒙OS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。鸿蒙OS不是基于安卓系统修改而来的,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分构成,因为有Linux内核所以可以兼容安卓应用程序。而鸿蒙内核基于Minix 3,Minix3属于精简的类UNIX系统,使用的就是微内核。(如果真要给鸿蒙系统一个定义,那么鸿蒙系统属于类UNIX系统)另外手机上使用的鸿蒙OS,不是官方宣传的那个分布式架构的鸿蒙系统。因为两个内核完全不同的操作系统,互相之间是无法用OTA进行升级的!并且还能完全保留和迁移安卓系统的用户数据。(你可以思考一下,你能直接从Windows系统升级成Mac OS X系统吗?)所以我个人猜测手机上用的鸿蒙OS应该是AOSP+EMUI + HMS=鸿蒙OS系统。而OpenHarmony和HarmonyOS是两个东西,前者是以鸿蒙微内核为开发目标,后者是以兼容安卓生态为开发目标。

Windows简介:Microsoft Windows最初的研发目标是在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。(微软的Windows系统是一个多任务,单用户的操作系统)早期的Windows基于MS-DOS内核开发,与现在使用的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内核属于微软重新开发的新内核并且符合POSIX标准,跟老版本的MS-DOS内核完全不一样。Windows操作系统分为三个版本:MS-DOS内核、win9x内核和NT内核。(所有Windows系统都是微软自行开发与现在主流操作系统不同源)
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、win Me等。
基于NT内核开发的windows版本是win2000、win XP、win Vista、win7、win8、win8.1(win9)、win10、win11等。

React OS简介:1998年 2 月 React OS 项目正式启动,开始开发系统内核和基本的驱动程序。(模仿NT5.2内核)React OS是一个模仿Windows NT架构,设计原则的开源操作系统。由于所有的代码都是重新编写的,所以没有使用Windows系统的源代码。React OS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。React OS系统操作界面也与Windows系统相同,如果要下定义的话React OS系统属于克隆系统的一种。重新编写代码也是为了规避微软的审查,用相近的代码模仿Windows的工作状态。(关系就跟UNIX和Linux一样,不过React OS系统属于类NT内核)

开放与封闭

GNU/Linux系统属于开放系统,允许用户修改与二次开发可以触碰内核
windows系统属于半开放系统,允许用户进行有限的修改,在特定情况下可以触碰内核。(用户模式和内核模式)
Mac OS X系统属于封闭系统,不允许用户进行修改和触碰内核。



三种系统对于鼠标的设计逻辑有所不同
UNIX/Linux:一般要求有三个鼠标按键。
Windows:要求鼠标有两个键。
Mac OS:只要求一个单独的鼠标按键。

内核分类
Minix、OpenHarmony是:微内核
UNIX、Linux是:宏内核
Mac OS X、Windows是:混合内核
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。
混合内核:是宏内核和微内核的结合体,内核中抽象出了微内核的概念,也就是内核中会有一个小型的内核,其他模块就在这个基础上搭建,整个内核是个完整的程序。


误区:Mac OS X的误解
BSD UNIX和AT&T UNIX操作系统共享基础代码和设计,NeXT Step系统基于最初版的BSD UNIX开发,苹果的Mac OS X基于NeXT Step系统开发的(NeXT公司是史蒂夫离开苹果公司后创立的公司)。Mac OS X拥有完整的UNIX底层。Linux才是对UNIX的模仿,(AT&T当年停止了UNIX的底层源代码授权,大家没有办法使用UNIX了,所以才诞生了Linux)Linux并没有使用UNIX的源码,它是按照公开的POSIX标准重新编写的。另外苹果的Mac OS X是通过UNIX标准认证的。Linux系统经过几十年的发展,也成为世界三大主流操作系统之一,并且拥有众多发行版。(Linux系统和社区现在做的非常好,服务器大都使用Linux) UNIX和Linux在操作逻辑上是相同的,某些指令集也是互通的。

UNIX/Linux的区别
1.UNIX是商业软件,而 Linux是开源软件
2.Linux操作系统是模仿UNIX操作系统发展而来的一种克隆系统。但不是抄袭UNIX系统,只是核心设计思想继承了UNIX系统的逻辑。(Linux系统源代码是自主编写的,并没有使用UNIX系统的源代码)
3.如果没有UNIX系统的诞生,就没有后来的Linux(Windows系统不同源)
4.你会使用UNIX,那你也会使用Linux。两个系统的编程和操作逻辑,没有太大区别。
5.PS4和PS5操作系统基于FreeBSD,而FreeBSD属于类UNIX系统。
6.有一本书叫做Linux/UNIX系统手册,建议去看看。如果你真要是想了解系统发展史,建议你去国外的编程网站上看看,那里面讲的很清楚。

UNIX和Linux抄袭官司
Santa Cruz Operation公司对IBM公司发行的Linux系统的知识产权状告。(这场状告 Linux抄袭 UNIX的官司)SCO 对 UNIX和 UNIX Ware 操作系统源代码具有所有权,而 Linux 2.4.x 和 2.5.x 是 UNIX的未经授权的衍生物,或者说是‘抄袭’行为。(这破事儿就是围绕着Linux系统,到底有没有抄袭UNIX系统展开)这一场法律起诉一共打了20年。
最后的结果就是Santa Cruz Operation公司打赢了这场官司,而IBM赔了1425万美元给Santa Cruz Operation公司。





所有的操作系统都基于UNIX这个原点,正式是因为有这个原点,所以操作系统才会变得多种多样。微软:请把我刨除在外〜( ̄▽ ̄〜)
预防:有人不明白什么叫定制化安卓系统,以下手机系统都属于定制化安卓系统中的一员。
EMUI、MIUI、Origin OS、Funtouch OS、Color OS、氢OS、氧OS、realmeUI、MagicUI、ZUI、ROG UI、My UI、JOYUI、RedMagic OS、Smartisan OS、One UI、Flyme OS。
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宽度。位就是一个时钟周期可以处理的数据数量,处理的位数越高,表明其运算速度越快。
处理器的位数有:4位、6位、8位、16位、32位、64位。
业界目前主流的已经是64位处理器了,32位以下的处理器已经被业界淘汰。但在特殊场景下仍然会使用低位数的处理器。
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统称RISC处理器。这样一来,它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令,即MIPS)。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件,计算机指令集越大就会使微处理器更复杂,执行操作也会更慢。(RISC以每个程序的指令数为代价,减少每个指令的周期)
复杂指令集:也称为CISC指令集,在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,执行速度慢。英特尔生产的x86系列CPU及其兼容CPU(也就是IA-32架构和AMD-VIA32架构)。即使是现在新起的X86-64(也被称为AMD-64架构)都是属于CISC的范畴。(CISC试图将每个程序的指令数量减至最少,但以增加每个指令的周期数为代价)

RISC 精简指令集的特点:
1.更简单的指令,需要简单的指令解码。
2.指令的大小不超过一个单词。
3.指令只需一个时钟周期即可执行。
4.通用寄存器数量更多。
5.简单的寻址模式。
6.较少的数据类型。
7.可以实现流水线化。
CISC 复杂指令集的特点:
1.复杂指令,需要复杂指令解码。
2.指令大于一个单词的大小。
3.指令可能需要多个时钟周期才能执行。
4.由于在存储器本身中执行操作的通用寄存器数量较少。
5.复杂的寻址模式。
6.更多数据类型。
讲个小故事:苹果最早用IBM的PowerPC架构CPU(RISC指令集),后来换了英特尔的酷睿架构CPU(CISC指令集),现在又用ARM架构的CPU(RISC指令集)。科技是个轮回|・ω・`)
RISC指令集消灭CISC指令集,只是时间问题。
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