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UNIX 系统概要

news 2025/9/18 13:50:14

  • UNIX 家族
    • UNIX 家谱
    • 家族后起之秀 Linux
    • UNIX vs Linux
    • UNIX/Linux 应用领域
  • UNIX 操作系统
    • 诞生与发展
    • UNIX 操作系统概要
      • 内核
      • 常驻模块
      • shell
      • 虚拟计算机
      • 特性
  • 其他操作系统 Linux
    • Richard Stallman
    • GNU 项目
    • FSF 组织
    • GPL 协议
    • Linus Torvalds

UNIX 家族

有人说，这个世界上只有两种操作系统：

  • UNIX 和 类 UNIX 操作系统

  • 其他操作系统

因为 UNIX 是现代操作系统的开山鼻祖，是操作系统的发源地，windows 和 Linux 都参考了 UNIX。

UNIX 家谱

目前为止，UNIX 有两大流派：那就是 AT&T 发布的 UNIX 操作系统 System V 与美国加州大学伯克利分校发布的 UNIX 版 BSD（Berkeley Software Distribution）。

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家族后起之秀 Linux

Linux 是最著名的 类 UNIX 系统，经历了时间的考验，风头正盛。

Linux 占据了原属于 UNIX 的市场份额，在操作系统发展历程中的地位不可否认。

下图是一些 Liunx 版本：

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UNIX vs Linux

无论是要学 Linux 还是学 UNIX，二者都是 类 UNIX 系统，是同一家族。

【总结】

  • Linux 是 类 UNIX 系统，设计实现参考了 UNIX
  • Linux 和其他类 UNIX 系统一样，都 大体遵循 POSIX 等 UNIX 标准化规范
  • 类 UNIX 系统的 多数操作和命令都大同小异
  • 部分程序 甚至可以 不通过重新编译就可以在不同类 UNIX 系统上执行

UNIX/Linux 应用领域

  • Internet 服务器 OS 可以通过 Netcraft 网址，输入网址查看该服务器使用的 OS 类型。
  • 个人计算机 OS 如，Mac OS 是苹果公司为 Mac 系列 PC 开发的专属操作系统，基于 FreeBSD 系统（类 UNIX 系统）。此外，Red hat 桌面版，国内使用人数众多，学习资料丰富；ubuntu 界面友好，硬件支持全面，是最适合做桌面系统的 Linux。
  • 移动设备 OS 如 iOS，源自 Mac OS X，是类 UNIX 操作系统；android 使用了 Linux 内核，也是类 UNIX 操作系统。

UNIX 操作系统

诞生与发展

当时 AT&T 和 麻省理工学院 和 通用电信公司 合作了一个项目叫 Multics，但不幸的是失败了。

Thompson 为在小型机上玩游戏，找到 Ritchie 开发了一个操作系统 UNIX，借鉴了 Multics 的一些思想，如：

  • 分时设计思想 （把计算机的时间片分成若干小片，然后分给各个程序去运行，仿佛用户在独占计算机）。
  • 注重交互思想，认为用户的交互式需求和设备效率一样重要。

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UNIX 的 设计理念 是 KISS，即 Keep It Simple, Stupid ! 简单易用。

UNIX 最初使用 汇编语言 开发，后来 C 语言诞生，二人又使用 C 语言重写 UNIX 源代码，UNIX 和 C 完美地结合成为一个统一体。

1983年，二人获得图灵奖，十年磨一剑。

急功近利的大多数商业软件，都在没有充分完善前就匆匆推向市场。UNIX 很幸运，它发展得很慢，但每一步都很扎实。它的酝酿阶段从 1969 年到 1979 年持续了整整 10 年，UNIX 作为产品面对用户时，已被充分应用完善了。

贝尔实验室以较低价格向教育机构提供 UNIX，大学广泛开设 UNIX 课程，学生们将 UNIX 带入商业和工业领域，UNIX 以 源代码 形式发行，形成了 两个重要流派：

  • UNIX SYSTEM V
  • Berkeley UNIX

20世纪80年代 UNIX 版本的剧增导致各版本之间差别的扩大，所以有必要对 UNIX 进行 标准化，即对每种实现必须定义的各种限制进行说明。

两个重要的 UNIX 标准 如下：

  • 系统 V 接口定义 SVID（AT&T）
  • 可移植操作系统接口 POSIX（IEEE，ISO）

UNIX 操作系统概要

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UNIX 操作系统按 分层模型 实现。

内核

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  • 内核是 上层应用 连接 底层硬件 的桥梁。
  • 可以把内核理解为基本操作系统，直接控制硬件，如访问文件（硬盘）。
  • 系统工具、UNIX 命令 不属于 内核。

常驻模块

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  • 常驻模块用来 执行用户的请求（接近底层）。
  • 应用程序 通过 系统调用 访问常驻模块，如 I/O 控制、进程创建/中止服务、文件访问。

shell

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  • shell 是 命令解释程序，是工具层。
  • shell 是 UNIX 的 用户接口，是 UNIX 系统软件的组成部分，含命令、工具。
  • shell 向用户和应用程序提供各种服务（给用户的）。

虚拟计算机

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  • 虚拟计算机 不属于 UNIX 的系统组件。
  • UNIX 是多用户操作系统，是虚拟计算机的集合，这些虚拟计算机 共享 CPU 及其他硬件资源。

特性

可移植性：

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多任务性、分级文件系统：

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与设备独立的输入输出操作：

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用户界面 shell：

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系统工具与系统服务：

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其他操作系统 Linux

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Richard Stallman

Richard Stallman 是 MIT 的 AI 实验室的一个研究员，他收到了一个 UNIX 的版本，但是随着时间的推移，UNIX 逐渐不是开源的发行了。

他收到的不开源的版本让他很不开心，他认为一个软件要获得使用软件和获得源代码的自由，所以他认为 UNIX 已经背离了它的初衷，所以他要 再开发一个开源的 UNIX ！

他启动了 GNU 项目，创建了 FSF 组织，提出了 Copyleft 理念，制定了 GPL 协议，发起了开源运动。

GNU 项目

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GNU 的吉祥物是一只羊。

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FSF 组织

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GPL 协议

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GNU 开发的工具都在 GPL 下发行。

GPL 确保任何使用自由软件创建的新产品，必须在 GPL 协议下发行；以自由软件为基础，修改后重新发行，也必须公开源代码。

Linus Torvalds

Linus Torvalds 搞定了 kernel ！

他当年是赫尔辛基大学计算机二年级学生，他也希望开发一个自由（开放源代码）的 UNIX，他在 1991 年发布第一版内核，且在 GPL 协议下发布。由于参与开源运动，Linux 内核更新速度极快。

Linus 和 UNIX 的简写就是 Linux，Linux 就是这样来的。Linux 的吉祥物是一只企鹅 tux。

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