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第一章：UNIX 操作系统简介 学习目标 学完这一章，你能做到以下事情： 描述UNIX 系统的基本组成和基本功能 1.1 什么是操作系统？ 操作系统是一种特殊的用于控制计算机（硬件）的程序（软件）。 操作系统在资源使用者和资源之间充当中间人的角色。为众多的消耗者协调分配 有限的系统资源。系统资源包括，CPU，内存，磁盘，和打印机。举个例子，一 个用户 （也可以是程序）将一个文件存盘，操作系统就会开始工作：管理磁盘空 间的分配，将要保存的信息由内存写到磁盘等。 当用户要运行一个程序时，操作系统必须先将程序载入内存，当程序执行时，操 作系统会让程序使用CPU。在一个分时系统中，通常会有多个程序在同一时刻试 图使用CPU。 操作系统控制应用程序有序地使用CPU ，就好象一个交通警察在一个复杂的十 字路口指挥交通。十字路口就象是CPU；每一条在路口交汇的支路好比一个程序， 在同一时间，只有一条路的车可以通过这个路口，而交通警察的作用就是指挥让 哪一条路的车通过路口，直到让所有路口的车辆都能通过路口。 2. UNIX 操作系统的历史 UNIX 操作系统1969 年在贝尔实验室诞生。Ken Thompson 在Ｒudd Canaday, ,Doug Mcllroy,Joe Ossana,and Dennis Ritchie,的协助下，写出一个小的分时 系统，开始得到关注，在许诺为实验室的管理人员提供一个文档准备工具后， UNIX 先驱们可以使用到一台更大的计算机，从而得以继续他们的开发工作。 在七十年代的中期，一些大学得到使用UNIX 的许可，并很快在学院之间得到广 泛流行，其主要的原因是： • 小巧：最早的UNIX 系统只占用512K 字节的磁盘空间，其中系统内核使用 16K，用户程序使用8K,文件使用64K。 • 灵活：源代码是可利用的，UNIX 是用高级语言写成，提高了操作系统的可移植性。 • 便宜：大学能以一盘磁带的价格得到一个UNIX 系统的使用许可。早期的UNIX 系统 提供了强大的性能，使其能在许多昂贵的计算机上运行。 以上优点在当时掩盖了系统的不足： • 没有技术支持;ATT在当时大部分的资源和都用在MUTICS 上，没有兴趣 开发UNIX 系统。 • Bug 的修补：由于没有技术支持，bug 的修补也得不到保证。 • 很少的，或者根本没有说明文档,用户有问题经常只能是去看源代码。 当UNIX 传播到位于California 的Berkeley 大学的时候，Berkeley 大学的使用 者们创建了自己的UNIX 版本，在得到国防部得支持后，他们开发出了许多新的 特性。但是，作为一个研究机构，Berkeley 大学提供的版本和ATT 的版本一样， 也没有技术支持。 当 ATT 意识到这种操作系统的潜力后就开始将UNIX 商业化，为了加强产品性能，他们在 ATT 的不同部门进行UNIX 系统开发，并且开始在系统中结合Berkeley 开发出的成果。 UNIX 最终的成功可以归结为： • 一个灵活的、包含多种工具的用户界面与操作环境。 • 模块化的系统设计可以很容易地加入新的工具。 • 支持多进程，多用户并发的能力。 • Berkeley 大学 的DARPA 支持。 • 强大的系统互连的能力。 • 能在多种硬件平台上运行。 • 标准化的界面的定义促进应用的可移植性。 1.3 UNIX 系统的特性 UNIX 为用户提供了一个分时的系统以控制计算机的活动和资源，并且提供一个 交互，灵活的操作界。UNIX 被设计成为能够同时运行多进程，支持用户之间共 享数据。同时，UNIX 支持模块化结构，当你安装UNIX 操作系统时，你只需要安 装你工作需要的部分，例如：UNIX 支持许多编程开发工具，但是如果你并不从 事开发工作，你只需要安装最少的编译器。用户界面同样支持模块化原则，互不 相关的命令能够通过管道相连接用于执行非常复杂的操作。 运行中的系统 内核是运行中的系统，它负责管理系统资源和存取硬件设备。内核中包含有它检 测到的每个硬件的驱动模块，这些模块提供了支持程序用来存取ＣＰＵ、内存、 磁盘、终端、网络的功能。当安装了一种新的硬件，新的模块会被加入到内核之 中。 运行环境 工具和应用程序 UNIX 的模块化设计在这里表现得非常明显，UNIX 系统