什么是操作系统？

引言

在我们的数字世界中，操作系统是计算机领域的关键组成部分。它们不仅是计算机硬件和应用程序之间的桥梁，还扮演着保证一切顺利运行的角色。今天，我们将带您走进操作系统的世界，介绍一些常见的操作系统。

操作系统的定义和作用

首先让我们明确什么是操作系统。

操作系统（Operating System，简称OS）是一种系统软件，它位于计算机硬件与应用程序之间，起着协调和管理计算机硬件资源、提供基本服务的关键作用。操作系统负责处理计算机的底层细节，使应用程序能够运行，并提供用户与计算机之间的接口。

操作系统的主要作用包括但不限于以下几个方面：

硬件管理： 操作系统管理计算机的硬件资源，如我们前几篇文章提到过的中央处理器（CPU）、内存、硬盘、输入/输出设备（键盘、鼠标、打印机等），以确保它们能够协同工作。任务管理： 操作系统允许多个程序同时运行，负责调度和管理这些任务，确保它们有足够的CPU时间来执行。文件管理： 操作系统管理计算机上的文件和目录，包括创建、删除、复制、移动文件等操作。用户界面： 操作系统提供用户与计算机之间的交互界面，可以是图形用户界面（GUI）或命令行界面（CLI）。安全性管理： 操作系统确保系统的安全性，包括用户认证、数据保护、访问控制等。网络支持： 对于网络连接，操作系统提供网络协议和功能，以便计算机能够与其他计算机通信。设备驱动程序： 操作系统负责与硬件设备通信的驱动程序，使软件能够与硬件设备交互。错误处理： 操作系统能够检测和处理硬件和软件错误，以确保系统的稳定性和可靠性。

常见的操作系统包括Windows、Linux、macOS、iOS（用于苹果的移动设备）、Android（用于智能手机和平板电脑）等。每种操作系统都有自己的特点和适用领域，但它们都是计算机正常运行所必需的基础软件。

操作系统的发展历程

IBM 大型机

操作系统的发展历程经历了多个阶段，从早期的大型机操作系统到现代的多样化终端系统，每个阶段都有不同的需求和创新推动。以下是操作系统发展的主要阶段和它们如何演变成今天的各种终端系统：

早期计算机系统（1940s - 1950s）： 刚开始，计算机没有操作系统，程序员必须直接编写机器代码来控制硬件。随着计算机的增长，出现了早期的操作系统，如ENIAC的控制面板，用于简化程序执行。批处理系统（1950s - 1960s）： 随着计算机变得更大更复杂，批处理操作系统出现。这些系统允许一次性提交一批作业，由操作系统依次执行。IBM的OS/360是一个早期的批处理操作系统。分时操作系统（1960s - 1970s）： 随着计算机的分时共享需求增加，分时操作系统应运而生。它们允许多个用户同时访问计算机，如UNIX操作系统。个人计算机时代（1970s - 1980s）： 随着个人计算机的出现，操作系统变得更加用户友好。微软的MS-DOS和苹果的Macintosh System软件是早期个人计算机操作系统的代表。多样化的操作系统（1980s - 1990s）： 随着计算机和技术的发展，出现了各种不同的操作系统。Windows、Linux、macOS等操作系统在家用电脑领域竞争激烈。移动终端操作系统（2000s - 至今）： 随着智能手机和平板电脑的普及，移动终端操作系统如Android和iOS崭露头角。这些操作系统专为触摸屏和移动应用程序而设计。服务器操作系统（2000s - 至今）： 服务器操作系统如Windows Server、Linux服务器版等专注于提供稳定性、性能和网络功能，事实上，这类操作系统的历史要比2000年代早得多。服务器操作系统在计算机发展早期就已存在。在2000年代以后，随着互联网的快速发展，服务器操作系统经历了新一轮的发展。云计算和大数据等新兴技术推动了服务器操作系统的演进，以适应大规模数据中心和云服务提供商的需求。嵌入式系统和物联网（2000s - 至今）： 操作系统被集成到各种嵌入式系统中，包括智能家居、汽车、医疗设备等。它们通常需要小巧、高效的操作系统。路由器和网络设备（2000s - 至今）： 路由器和网络设备使用专门的嵌入式操作系统，用于管理网络通信和路由。

操作系统的演进是由硬件技术、应用需求和创新推动的结果。随着时间的推移，操作系统不断适应不同的终端和应用场景，为计算机技术的发展提供了关键支持。这种多样化和专业化的操作系统生态系统使得各种终端和应用能够高效运行。

Windows系列操作系统

微软

Windows系列操作系统是由微软开发和维护的一系列操作系统，广泛应用于个人计算机和服务器。它包括家用Windows和Windows Server两个主要分支，各有不同的用途和特点。

家用Windows系列操作系统：

Windows 3.x（1990 - 1999）： Windows 3.x系列是微软早期的图形用户界面操作系统，引入了图形窗口和多任务处理。它的成功奠定了后续Windows版本的基础。Windows 95（1995）： Windows 95是一款具有里程碑意义的操作系统，它引入了开始菜单和任务栏，成为Windows用户界面的经典元素。Windows 98（1998）： Windows 98在Windows 95的基础上进行了改进，增加了对硬件和互联网的支持。Windows Me（Windows Millennium Edition，2000）： Windows Me是Windows 9x系列的最后一个版本，但并不是特别成功。它加强了多媒体功能，但稳定性较差。Windows NT系列（1993 - 至今）： Windows NT系列是为商业和企业市场设计的操作系统，具有较高的稳定性和安全性。它包括Windows NT 4.0、Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8和Windows 10等版本。Windows XP（2001）： Windows XP被广泛认为是一款成功的操作系统，长期支持和广泛使用。它引入了现代的用户界面和更好的稳定性。Windows Vista（2006）： Windows Vista在图形和安全性方面有重大改进，但由于性能问题和兼容性挑战而备受批评。Windows 7（2009）： Windows 7回归了XP的稳定性，并引入了一些新功能，成为广泛使用的操作系统。Windows 8和Windows 8.1（2012）： Windows 8引入了全新的Metro用户界面，适用于触摸屏设备，但在传统桌面用户中引起争议。Windows 8.1改进了用户体验。Windows 10（2015）： Windows 10回归了传统桌面界面，同时保留了新特性，如虚拟桌面和Cortana虚拟助手。Windows 11 （2021）：Windows 11是微软公司推出的最新家用操作系统。它是Windows 10的后继版本，带来了一系列新特性、改进和设计上的变化。尤其是安全性方面， 与TPM 2.0（Trusted Platform Module 2.0）密切相关，TPM 2.0是一种硬件安全模块，用于提供计算机的硬件级安全性。通过硬件级别的安全性功能，如加密、启动验证和硬件安全标志，帮助提高操作系统和计算机的整体安全性。这对于保护用户的数据和系统免受恶意攻击非常重要，特别是在企业和敏感数据的环境中。

Windows Server系列是专门为服务器和企业环境设计的操作系统，它包括多个版本，用于不同的用途，如文件共享、Web服务器、数据库服务器等。一些重要的版本包括：

Windows Server 2000： 引入了活动目录等功能，用于企业网络管理。Windows Server 2003： 提供更强大的性能和安全性，支持64位处理器。Windows Server 2008和2008 R2： 引入了虚拟化技术和更多的安全功能。Windows Server 2012和2012 R2： 强化了云计算和虚拟化支持，增加了存储和网络功能。Windows Server 2016： 引入了容器技术和混合云支持。Windows Server 2019： 提供了更多的安全性和性能增强，包括受控的混合云。Windows server 2022：利用Azure的优势使 VM 保持最新状态，同时最大限度地减少停机时间。另外针对 Windows 容器平台进行了改进。

Unix操作系统

Unix

Unix操作系统是一类多用户、多任务的操作系统家族，最早于1969年由肯·汤普逊（Ken Thompson）和丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）在贝尔实验室开发。

Unix系统的特点包括以下方面：多用户和多任务支持，强大的Shell，稳定性和可靠性，跨平台性，安全性。但是Unix的学习曲线较为陡峭，不适用于桌面端，软件兼容性方面也有限。

尽管如此，但它仍然是许多领域的首选操作系统之一。

值得一提的是，由苹果公司开发的macOS系统也是一个基于Unix的操作系统，它继承了Unix的稳定性、安全性和命令行工具，同时提供了优秀的图形用户界面和用户体验。这使得macOS成为开发者、创意专业人士和普通用户的首选操作系统之一。

Linux操作系统

Linux 之父 Linus Torvalds

Linux操作系统是一种开源的、基于Unix的操作系统，起源可以追溯到1991年，由芬兰计算机科学家Linus Torvalds创建，他开发了一个内核，成为Linux内核的雏形，并将其发布到开源社区。随后，开源社区的开发者和贡献者开始为Linux开发各种组件，使其成为一个完整的操作系统。

常见的分发版本（发行版）：

Ubuntu： 以易用性和用户友好性而闻名，适用于桌面和服务器。Debian： 开源、稳定的发行版，用于服务器和工作站。Fedora： 以最新的特性和开源技术为重点的发行版，用于桌面和开发。CentOS： 基于RHEL的免费开源发行版，提供与RHEL兼容的功能。值得一提的是在2020年底，Red Hat宣布了一个重大变更，将CentOS Linux 8转变为CentOS Stream。这意味着CentOS Stream不再是基于RHEL（Red Hat Enterprise Linux）的完全克隆，而是一个介于Fedora和RHEL之间的发行版。CentOS Stream将更频繁地更新，这可能对企业和组织产生影响，因为它不再提供与RHEL 8一样的稳定性和长期支持。Red Hat Enterprise Linux (RHEL)： 面向企业的商业Linux发行版，提供高度可靠的支持和服务。OpenSUSE： 具有不同分支的多功能发行版，用于各种用途。ArchLinux： 面向高级用户的滚动发行版，提供高度可定制性。LinuxMint： 以用户友好性和可用性为目标的发行版，适合桌面用户。Amazon Linux： 由亚马逊AWS提供，专为在AWS上运行而优化的Linux版本。Google Cloud Linux： 由Google Cloud提供，用于Google Cloud平台的定制Linux版本Azure Linux： 由微软Azure提供，适用于Azure云平台的定制Linux版本。CoreOS： 专注于容器化工作负载的Linux发行版，适用于容器编排和管理。

Linux操作系统是一个多样化的生态系统，适用于各种用途，从桌面计算到服务器和云计算。它的开源性质、稳定性和可定制性使其成为许多企业和个人选择的操作系统。

手机操作系统

当前主流手机操作系统

手机操作系统是一种特殊类型的操作系统，设计用于移动设备，如智能手机和平板电脑。手机操作系统负责管理设备的硬件和软件资源，以便用户能够运行应用程序、访问互联网、进行通话、拍摄照片和视频等各种任务。以下是一些常见的手机操作系统和它们的特点：

Android：Android由Google开发，是目前全球市场份额最大的手机操作系统。它是开源的，允许制造商根据需要自定义和修改系统。 Android有一个庞大的应用生态系统，用户可以从Google Play商店下载数以百万计的应用程序。支持多种设备类型，从智能手机到智能电视和智能家居设备。iOS：iOS由苹果公司开发，运行在iPhone和iPad等苹果设备上。iOS的特点包括用户界面的流畅性、安全性和生态系统的一体化。应用程序只能通过苹果的App Store下载，这有助于确保应用程序的质量和安全性。 iOS通常在苹果设备上提供最新的操作系统更新。鸿蒙OS（HarmonyOS）：鸿蒙OS是华为公司开发的多设备操作系统，旨在支持智能手机、平板电脑、智能电视、智能手表等多种设备。鸿蒙OS强调分布式计算和一致性体验，使不同设备之间更容易共享数据和功能。它是开源的，计划逐渐推广到全球。Windows 10 Mobile：微软开发的Windows 10 Mobile是为Windows手机设计的操作系统。由于市场份额较小，微软于2019年停止了对Windows 10 Mobile的支持。它具有与Windows桌面操作系统的一致性，允许无缝的跨平台体验。其他：还有一些其他手机操作系统，如BlackBerry OS、Tizen、KaiOS等，它们在特定市场或设备上有一定的存在。

手机操作系统在不同的设备上提供了各种功能和用户体验，用户可以根据自己的需求和偏好选择不同的操作系统。这些操作系统不断更新和演进，以适应不断发展的移动技术和用户需求。

国产自研操作系统

龙溪 Anolis OS

中国自研的操作系统的出现和发展主要是为了自主可控性与技术独立性，

麒麟OS（Kylin OS）：麒麟OS是中国国家信息中心（NIC）开发的一种Linux发行版，旨在为政府和企业提供自主可控的操作系统。麒麟OS支持多种架构，包括x86、ARM和MIPS。它被广泛用于中国政府和军队的计算机系统。中标麒麟（UnionTech OS）：中标麒麟是北京中电麒麟信息技术有限公司开发的自主研发操作系统。该操作系统以Linux内核为基础，针对中国市场进行了优化，支持多语言和多种硬件平台。中标麒麟用于政府、教育、企业和个人用户。UOS（Unity Operating System）：UOS是中国深度科技有限公司（Deepin）开发的一款操作系统。它基于Linux，以用户友好的界面和用户体验为特点，广泛用于桌面和轻量级服务器环境。UOS已被广泛应用于中国的教育、政府和企业领域。NeoKylin（新麒麟）：NeoKylin是中国中科曙光信息技术有限公司（Sugon）开发的操作系统。该操作系统旨在满足国内外市场的需求，包括服务器、桌面和移动设备。NeoKylin被广泛应用于中国政府、教育和企业领域。Alibaba Cloud Linux：Alibaba Cloud Linux 3是阿里云推出的基于Anolis OS为阿里云基础设施定制优化的Linux发行版，在保障稳定性的同时得到最好的性能，为阿里云用户提供最好的阿里云体验。

这些中国自研的操作系统在满足国内需求、提高自主可控性和降低对国外技术的依赖方面发挥了关键作用。它们通常基于开源技术构建，并进行了本土化和定制，以适应中国特定的市场和安全要求。

结论

操作系统是计算机领域的核心，它们为我们的现代数字生活提供了基础设施。通过了解各种操作系统的历史和特点，我们可以更好地理解计算机世界的多样性和创新。无论您是普通用户还是专业人士，了解操作系统将有助于您更好地利用计算机和应用程序。

如果您对其他特殊用途操作系统感兴趣，如嵌入式操作系统、实时操作系统或移动操作系统，可以继续研究它们。