第一章、操作系统基础

第一章、操作系统基础

01_03_操作系统基础

计算机体系结构包括以下几部分：

运算器
控制器
存储器，内存，编址
输出设备
输入设备

北桥 - 高速总线控制器

南桥 - 低速总线总线控制器

硬件架构：
ARM
x86
x64
安腾
alpha
UltraSparc
Power
M68000, M68K
PowerPC

OS:
Windows
Linux
Unix
HP-UX
Solaris
AIX
SCO UNIX
Unixware
OS/2

内核功能：
进程管理
内存管理
文件系统
网络功能
硬件驱动
安全机制

批处理系统
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下面来讲一个关于操作系统的故事。

        1965年时，贝尔实验室（Bell Labs）加入一项由通用电气（General Electric）和麻省理工学院（MIT）合作 的计划；该计划要建立一套多使用者、多任务、多层次（multi－user、multi－processor、multi－level）的MULTICS操作系统。直到1969年，因MULTICS计划的工作进度太慢，该计划被停了下来。当时，Ken Thompson（后被称为UNIX之父）已经有一个称为"星际旅行"的程序在GE－635的机器上跑，但是反应非常慢，正巧被他发现了一部被闲置的PDP－7（Digital的主机），Ken Thompson和Dernis Ritchie就将"星际旅行"的程序移植到PDP－7上。

        MULTICS其实是"Multiplexed Information and Computing Service"的缩写，在1970年时，那部PDP－7却只能支持两个使用者，当时，Brian Kernighan就开玩笑地称他们的系统其实是："UNiplexed Information and Computing Service"，缩写为"UNICS"，后来，大家取其谐音，就称其为"UNIX"了。1970年可称为"UNIX元年"。

        1971年，Ken Thompson写了充分长篇的申请报告，申请到了一台PDP-11/24的机器。于是Unix第一版出来了。在一台PDP-11/24的机器上完成。这台电脑只有24KB的物理内存和500K磁盘空间。Unix占用了12KB的内存，剩下的一半内存可以支持两用户进行Space Travel的游戏。而著名的fork()系统调用也就是在这时出现的。

        到了1973年的时候，Ken Thompson 与Dennis Ritchie感到用汇编语言做移植太过于头痛，他们想用高级语言来完成第三版，对于当时完全以汇编语言来开发程序的年代，他们的想法算是相当的疯狂。一开始他们想尝试用Fortran，可是失败了。后来他们用一个叫BCPL（Basic Combined Programming Language）的语言开发，他们整合了BCPL形成B语言，后来Dennis Ritchie觉得B语言还是不能满足要求，于是就改良了B语言，这就是今天的大名鼎鼎的C语言。于是，Ken Thompson 与Dennis Ritchie成功地用C语言重 写了Unix的第三版内核。至此，Unix这个操作系统修改、移植相当便利，为Unix日后的普及打下了坚实的基础。而Unix和C完美地结合成为一个统一体，C与Unix很快成为世界的主导。

        Unix的第一篇文章 “The UNIX Time Sharing System”由Ken Thompson和Dennis Ritchie于1974年7月的 The Communications of the ACM发表。这是UNIX与外界的首次接触。结果引起了学术界的广泛兴趣并对其源码索取，所以，Unix第五版就以“仅用于教育目的”的协议，提供给各大学作为教学之用，成为当时操作系统课程中的范例教材。各大学公司开始通过Unix源码对Unix进行了各种各样的改进和扩展。于是，Unix开始广泛流行。

        其中，Berkeley成立的由Bill Joy 领导的Unix研究小组取得的成就比较明显。

        然而，20世纪70年代，AT&T公司开始注意到Unix所带来的商业价值。公司的律师开始寻找一些手段来保护Unix，并让其成为一种商业机密。从1979年Unix的版本V7开始，Unix的许可证开始禁止大学使用Unix的源码，包括在授课中学习。（之前由于AT&T公司被美国法院限制不可以销售除电话以外的其它产品，甚至别人向AT&T公司索取时，都不能拒绝，直到贝尔实验室独立了出来）

        到了1980年，有两个最主要的Unix的版本线，一个是Berkeley的BSD UNIX，另一个是AT&T的Unix，在这个时候，很显然，竞争最终引发了Unix的战争。在这场战争中，好的是，软件开发人员还是能够得到Unix的源码并对其按照自己的需要和兴致进行裁剪。而不好的是，Unix开始一发不可收拾地开发不停地出现各种各样的变种。

        1982年，Joy创建了Sun Microsystems公司并提供了工作站–Sun-1，运行SunOS（Solaris以之后的十年出现）。而AT&T则在随后的几年中发布了Unix System V的第一版，一个具有强大影响力的操作系统，最终造就了IBM的AIX和HP的HP-UX。

        正值Unix战争之际，微软公司Bill Gates依靠母亲在IBM任职董事会副主席的关系，取得为其新PC机编写关键的操作系统软件的合作。由于时间紧迫，程序复杂，微软公司以5万美元的价格从西雅图的一位程序编制者Tim Paterson（帕特森）手中买下了一个操作系统QDOS的使用权，在进行部分改写后提供给IBM，并将其命名为Microsoft DOS（Disk Operating System，磁盘操作系统）。

        另一家出名的电脑公司苹果，从施乐公司买进一个结合了鼠标的图形操作系统，该产品被认为会侵害施乐公司复印机业务。

        微软利用与苹果合作的关系，抄袭了这款操作系统，发行了windows 1.0。但依然基于DOS，非常容易崩溃。微软从DEC雇佣了一批人员使用DEC的一个操作系统框架开发了新一代系统Window NT。

        Unix收费后，Andrew开发的 Minix(一种基于微内核架构的类UNIX计算机操作系统)开始流行，Minix最有名的学生用户是Linus Torvalds，他在芬兰的赫尔辛基大学用Minix操作平台建立了一个新的操作系统的内核，他把它叫做Linux。

        80年代，Stallman 发起了GNU计划，GNU是“GNU's Not Unix”的递归缩写。加入GUN的软件都是自由并开源的，接受GNU通用公共许可证（GNU General Public License，GPL）。但发布的软件都依赖于Unix，这和GUN is Not Unix的定义严重不符。Linux诞生时就是在GPL条款下发布。1992年Linux与其他GNU软件结合，完全自由的操作系统正式诞生。GPL规定使用了GPL的软件后，你自己的软件也必须开源，这限制了GPL的普及，后来LGPL的出现改变了这一状况（LGPL: Lesser General Public License），GNU的软件有：
    Emacs: 文本编辑器
    gcc: GNU C Complier
    bash: 
    Linux：glibc, gcc, 
    GNU/Linux

自由软件中自由是指：
自由获取，自由修改，自由学习

Linux发行版
        GNU/Linux都是以源的形式发布，需要自行编译，使用起来十分复杂，门槛太高。然后就有了Linux发行商。
RedHat
SLS
Debian
SUSE --> Novell (Netware), OpenSUSE

Ubuntu: Mint
CentOS: Community ENTerprise OS， 社区版红帽
Fedora: 个人版红帽，RedHat公司已经将个人版红帽交给了Fedora社区

两大软件包管理软件：
Debian, dpt
RedHat, rpm

RedHat开机配置
linux ip=172.16.X.1 netmask=255.255.0.0 gateway=172.16.0.1 dns=172.16.0.1 ks=http://172.16.0.1/class.cfg

Linux内核版本和RHEL版本号可不一样：

Linux: 0.1, 1.0, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 3.0, 3.7
RHEL 3.0, 4.0, 5.0, 6.0