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1.1.2 操作系统的发展历史

操作系统的发展历史可以追溯到电子计算机的早期时代,主要包括以下几个阶段。

1)手工操作阶段(20世纪40年代~20世纪50年代):在最早的电子计算机(如ENIAC,1946年诞生)出现时,还没有现代意义上的操作系统。程序员需要手动设置开关和插拔线缆来输入程序指令和数据,然后观察输出结果。这一时期使用穿孔卡片和磁带存储程序。

2)批处理系统(20世纪50年代~20世纪60年代):为了提高效率,出现了批处理系统。用户事先准备好程序和数据,通过穿孔卡片或磁带提交给操作员,由操作员批量处理。计算机自动执行这些作业,完成后通知用户取回结果。这个时期的代表有IBM的OS/360。

3)分时系统(20世纪60年代):分时操作系统允许多个用户通过终端同时连接到一台计算机,每个用户都感觉好像独占了计算机资源。这是多任务处理和交互式计算的开端,UNIX(1969年在贝尔实验室诞生)是此时期的标志性成果。

4)实时操作系统(20世纪60年代~20世纪70年代):针对特定应用(如工业控制和航空航天)的实时操作系统(RTOS)被开发出来,其强调对外部事件的快速响应,保证数据处理的及时性。

5)个人计算机操作系统(20世纪70年代~20世纪80年代):随着个人计算机的普及,出现了多种个人计算机操作系统,如CP/M、Apple Macintosh的System 1(1984年),以及后来主导市场的Microsoft MS-DOS(1981年)和Windows(1985年首次发布图形界面版本)。

6)图形用户界面(GUI)的兴起(20世纪80年代):Apple Macintosh和随后的Windows 3.x推动了图形用户界面的广泛使用,使得计算机对用户更加友好。

7)现代操作系统与网络(20世纪90年代至今):Linux(1991年)作为开源操作系统迅速崛起,成为服务器和部分桌面计算机的选择。Windows 95及后续版本进一步普及了网络功能和个人计算机的多媒体能力。随着互联网的发展,操作系统开始集成更强大的网络和安全性特性。

8)移动操作系统(21世纪初至今):随着智能手机和平板电脑的兴起,iOS(2007年)和Android(2008年)成为移动设备上的主流操作系统,开启了移动计算的新纪元。

9)云计算与跨平台操作系统(21世纪10年代至今):云计算技术的成熟促进了操作系统向云端的迁移,例如Chrome OS,它强调通过网络应用来完成大部分计算任务。同时,跨平台操作系统(如Windows 10和macOS Catalina)开始支持运行原本为其他平台设计的应用程序。

10)物联网(IoT)操作系统(21世纪10年代至今):面向物联网设备的轻量级操作系统(如FreeRTOS、RTOS、mbed OS等)为智能家居、可穿戴设备等物联网应用的发展奠定了基础。

操作系统的发展持续受到技术进步、用户需求变化和新应用场景的驱动,不断向着更高的效率、更好的用户体验和更强的安全性方向演进。

从操作系统的发展历史中可以看出,Linux并不是一个凭空出现的伟大发明,它是基于历史上的各种优秀实践不断演化而来的。早期的Linux和Minix有着密切的关系,事实上Linux最初就是在Minix操作系统的基础上开发出来的。

Minix是由荷兰计算机科学家Andrew Tanenbaum教授在1987年开发的一个操作系统,主要用于教学和研究目的。Minix是一个非常小巧的操作系统,只有几千行代码,但是其设计与实现思路非常精妙和先进。因此,Minix成为当时操作系统领域内的一个重要研究对象,也吸引了很多人的关注和研究。直到现在,Minix系统仍然在不断地演进。作为一个优秀的微内核系统,Minix不仅具有研究价值,也有很重要的实用价值。

Linus Torvalds在1991年开始开发Linux操作系统的时候,初衷是想创建一个类似于UNIX的操作系统,以便进行编程和学术研究。当时,Linus使用的是一台386处理器的PC,并且他已经接触过Minix操作系统。因此,Linus选择了Minix的设计和实现思路作为Linux的基础,并采用了Minix的文件系统、进程调度等基本功能,同时,Linus还根据自己的需求和想法,对Minix的代码进行了改进和优化,以使其更加适合自己使用。可以说早期的Linux和Minix之间具有非常紧密的关系。

随着时间的推移,Linux内核经历了许多版本的更新,每个版本都引入了一些新的功能和改进,以提高Linux的性能、稳定性和安全性。

在Linux发展的早期阶段,有几个重要的版本,它们的发布时间和相关特性如下所示。

1)Linux 0.01(1991年):这是第一个非公开发布的Linux版本,由Linus Torvalds在1991年9月发布。它只有几千行代码,实现了UNIX操作系统的基本功能。

2)Linux 0.12(1992年):是Linux内核的第一个公开发布版本。这个版本引入了文件系统、交换分区和进程调度等基本功能。本书也将以这个版本为目标,一步步地实现它。

3)Linux 0.95(1993年):引入了虚拟内存管理和TCP/IP协议栈等功能。这使得Linux可以更好地适应网络环境,并提高了系统的性能和可靠性。

4)Linux 1.0(1994年):一个具有里程碑意义的版本。它引入了对多处理器系统和动态加载内核模块的支持,同时加入了许多新的驱动程序和工具。这使得Linux可以更好地适应企业级服务器等领域的需求。

5)Linux 2.0(1996年):是一个比较成熟和稳定的版本。这个版本引入了SMP(Symmetric Multiprocessing,对称多处理)和更多硬件设备(如SCSI和USB)的支持,同时加入了许多新的驱动程序和工具。

6)Linux 3.0(2011年):尽管版本号跳跃较大,但此版本主要是为了纪念Linux诞生20周年,同时也引入了一些新的特性,进行了一些功能改进。

7)Linux 4.0(2015年):新增了对新的CPU架构的支持,以及能更好地支持电源管理与容器技术(如Docker)。

8)Linux内核5.0(2019年):此版本继续提升硬件支持,引入了多项安全增强措施,并优化了对现代硬件和云环境的支持。

随着时间的推移,Linux逐渐成为一款功能强大、灵活、安全和高效的操作系统,并得到越来越多开发者和用户的支持。Linux已经成为世界上最流行的操作系统之一,被广泛应用于服务器、超级计算机、移动设备、嵌入式系统等领域。

了解了操作系统和Linux的基础知识以后,接下来就着手开发Linux内核。 LvQ9CUknagaryVoPK902EJOK6WLVtZo5vy51jXy4xV82QRW3JOgnPpw9PaOOGuwi

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