作業系統的發展史（科普章節）

目標

• 瞭解作業系統的發展歷史
• 知道 Linux 核心及發行版的區別
• 知道 Linux 的應用領域

01. 作業系統的發展歷史

1.1 Unix

1965 年之前的時候，電腦並不像現在一樣普遍，它可不是一般人能碰的起的，除非是軍事或者學院的研究機構，而且當時大型主機至多能提供30臺終端（30個鍵盤、顯示器)，連線一臺電腦



為了解決數量不夠用的問題

• 1965 年左後由 貝爾實驗室 加入了 麻省理工學院 以及 通用電氣 合作的計劃 —— 該計劃要建立一套 多使用者(multi－user)
  、多工(multi－processor)、多層次(multi－level) 的 MULTICS 作業系統，想讓大型主機支援 300 臺終端
• 1969 年前後這個專案進度緩慢，資金短缺，貝爾實驗室退出了研究
• 1969 年從這個專案中退出的 Ken Thompson 當時在實驗室無聊時，為了讓一臺空閒的電腦上能夠執行 "星際旅行（Space Travel）" 遊行，在 8 月份左右趁著其妻子探親的時間，用了 1 個月的時間，使用匯編寫出了 Unix 作業系統的原型
• 1970 年，美國貝爾實驗室的 Ken Thompson，以 BCPL
   語言為基礎，設計出很簡單且很接近硬體的 B 語言（取BCPL的首字母），並且他用 B 語言 寫了第一個 UNIX 作業系統
• 1971 年，同樣酷愛 "星際旅行（Space Travel）" 的 Dennis M.Ritchie 為了能早點兒玩上游戲，加入了 Thompson 的開發專案，合作開發 UNIX，他的主要工作是改造 B 語言，因為B 語言 的跨平臺性較差
• 1972 年，Dennis M.Ritchie 在 B 語言 的基礎上最終設計出了一種新的語言，他取了 BCPL
   的第二個字母作為這種語言的名字，這就是 C 語言
• 1973 年初，C 語言的主體完成，Thompson 和 Ritchie 迫不及待地開始用它完全重寫了現在大名鼎鼎的 Unix 作業系統



肯·湯普遜（左）和丹尼斯·裡奇（右）

C 語言

• 在把 UNIX 移植到其他型別的計算機上使用時，C 語言強大的移植性（Portability）在此顯現
  • 機器語言和組合語言都不具有移植性，為 x86 開發的程式，不可能在 Alpha，SPARC 和 ARM 等機器上執行
• 而 C 語言程式則可以使用在任意架構的處理器上，只要那種架構的處理器具有對應的 C 語言編譯器和庫，然後將 C 原始碼編譯、連線成目標二進位制檔案之後即可執行

Unix 家譜



1.2 Minix

• 因為 AT&T（通用電氣） 的政策改變，在 Version 7 Unix 推出之後，釋出新的使用條款，將 UNIX 原始碼私有化，在大學中不再能使用 UNIX 原始碼
• Andrew S. Tanenbaum（塔能鮑姆） 教授為了能 在課堂上教授學生作業系統運作的細節，決定在不使用任何 AT&T 的原始碼前提下，自行開發與 UNIX 相容的作業系統，以避免版權上的爭議
• 以 小型 UNIX（mini-UNIX）之意，將它稱為 MINIX

1.3 Linux

• 1991 年 林納斯（Linus） 就讀於赫爾辛基大學期間，對 Unix 產生濃厚興趣，嘗試著在Minix 上做一些開發工作
• 因為 Minix 只是教學使用，因此功能並不強，林納斯 經常要用他的終端 模擬器（Terminal Emulator） 去訪問大學主機上的新聞組和郵件，為了方便讀寫和下載檔案，他自己編寫了磁碟驅動程式和檔案系統，這些在後來成為了 Linux 第一個核心的雛形，當時，他年僅 21 歲！
• 林納斯 利用 GNU 的 bash 當做開發環境，gcc 當做編譯工具，編寫了 Linux 核心，一開始 Linux 並不能相容 Unix
  • 即 Unix 上跑的應用程式不能在 Linux 上跑，即應用程式與核心之間的介面不一致
  • 一開始 Linux 只適用於 386，後來經過全世界的網友的幫助，最終能夠相容多種硬體



02. Linux 核心及發行版

2.1 Linux 核心版本

• 核心（kernel）是系統的心臟，是執行程式和管理像磁碟和印表機等硬體裝置的核心程式，它提供了一個在裸裝置與應用程式間的抽象層
• Linux 核心版本又分為 穩定版 和 開發版，兩種版本是相互關聯，相互迴圈
  • 穩定版：具有工業級強度，可以廣泛地應用和部署。新的穩定版相對於較舊的只是修正一些 bug 或加入一些新的驅動程式
  • 開發版：由於要試驗各種解決方案，所以變化很快
• 核心原始碼網址：http://www.kernel.org

所有來自全世界的對 Linux 原始碼的修改最終都會彙總到這個網站，由 Linus 領導的開源社群對其進行甄別和修改最終決定是否進入到 Linux 主線核心原始碼中

2.2 Linux 發行版本

• Linux 發行版（也被叫做 GNU/Linux 發行版）通常包含了包括桌面環境、辦公套件、媒體播放器、資料庫等應用軟體

• 常見的發行版本如下：

  • Ubuntu
  • Redhat
  • Fedora
  • openSUSE
  • Linux Mint
  • Debian
  • Manjaro
  • Mageia
  • CentOS
  • Arch

• 十大 Linux 伺服器發行版排行榜：http://os.51cto.com/art/201612/526126.htm

在幾乎每一份與 Linux 有關的榜單上，基於 Debian 的 Ubuntu 都佔有一席之位。Canonical 的Ubuntu 勝過其他所有的 Linux 伺服器發行版 ―― 從簡單安裝、出色的硬體發現，到世界級的商業支援，Ubuntu確立了難以企及的嚴格標準

03. Linux 的應用領域

3.1 伺服器領域

• Linux 在伺服器領域的應用是其重要分支
• Linux 免費、穩定、高效等特點在這裡得到了很好的體現
  • 早期因為維護、執行等原因同樣受到了很大的限制
  • 近些年來 Linux 伺服器市場得到了飛速的提升，尤其在一些高階領域尤為廣泛

3.2 嵌入式領域

• 近些年來 Linux 在嵌入式領域的應用得到了飛速的提高
• Linux 執行穩定、對網路的良好支援性、低成本，且可以根據需要進行軟體裁剪，核心最小可以達到幾百 KB 等特點，使其近些年來在嵌入式領域的應用得到非常大的提高

主要應用：機頂盒、數字電視、網路電話、程控交換機、手機、PDA、等都是其應用領域，得到了 Google、三星、摩托羅拉、NEC 等公司的大力推廣

3.3 個人桌面領域

• 此領域是傳統 Linux 應用最薄弱的環節
• 傳統 Linux 由於介面簡單、操作複雜、應用軟體少的缺點，一直被 Windows 所壓制
• 近些年來隨著 Ubuntu、Fedora 等優秀桌面環境的興起，同時各大硬體廠商對其支援的加大，Linux 在個人桌面領域的佔有率在逐漸的提高

在 Ubuntu 中玩 QQ