当今主流操作系统应用分析.docx
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当今主流操作系统应用分析
《嵌入式实时操作系统》课程论文
题目：
当前主流操作系统应用分析
姓名：
ly
学号：
指导老师：
宋焱翼
学院：
通信工程学院
班级：
2011级电子信息实验班
2014年3月4日
1操作系统概述
操作系统（OperatingSystem，简称OS）是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。
是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合,身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
操作系统的型态非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从手机的嵌入式系统到超级计算机的大型操作系统。
许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统集成了图形用户界面（GUI），而有些仅使用命令行界面（CLI），而将GUI视为一种非必要的应用程序。
操作系统理论在计算机科学中，为历史悠久而又活跃的分支；而操作系统的设计与实现则是软件工业的基础与内核。
操作系统的种类相当多，各种设备安装的操作系统可从简单到复杂，可分为智能卡操作系统、实时操作系统、传感器节点操作系统、嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、多处理器操作系统、网络操作系统和大型机操作系统。
[1]按应用领域划分主要有三种：
桌面操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统。
手机操作系统一般只应用在高端智能手机上。
目前，在智能手机市场上，中国市场仍以个人信息管理型手机为主，随着更多厂商的加入，整体市场的竞争已经开始呈现出分散化的态势。
从市场容量、竞争状态和应用状况上来看，整个市场仍处于启动阶段。
目前应用在手机上的操作系统主要有Android（安卓）、sailfish、Symbian（塞班）、iOS（苹果）、BlackBerry OS（黑莓）、windowsphone（微软）等。
手机操作系统主要应用在智能手机上。
主流的智能手机有Google Android和苹果的iOS等。
智能手机与非智能手机都支持JAVA，智能机与非智能机的区别主要看能否基于系统平台的功能扩展，非JAVA应用平台，还有就是支持多任务。
2Windows
2.1Windows操作系统简介
MicrosoftWindows，中文有译作微软视窗或微软窗口，是微软公司推出的一系列操作系统。
它问世于1985年，起初仅是MS-DOS之下的桌面环境，而后其后续版本逐渐发展成为个人计算机和服务器用户设计的操作系统，并最终获得了世界个人计算机操作系统软件的垄断地位。
视窗操作系统可以在几种不同类型的平台上运行，如个人计算机、服务器和嵌入式系统等等，其中在个人计算机的领域应用内最为普遍。
在2004年，国际数据信息公司中一次有关未来发展趋势的会议上，副董事长AvneeshSaxena宣布Windows拥有终端操作系统大约90％的市场份额。
随着电脑硬件和软件系统的不断升级，微软的Windows操作系统也在不断升级，从16位、32位到64位操作系统。
从最初的Windows1.0和Windows3.2到大家熟知的Windows95、Windows97、Windows98、Windows2000、WindowsMe、WindowsXP、WindowsServer、WindowsVista、Windows7、Windows8、Windows8.1各种版本的持续更新，微软一直在尽力于Windows操作的开发和完善。
当前，最新的个人电脑版本Windows是Windows8.1；最新的服务器版本Windows是WindowsServer2012R2。
而微软正在开发Windows9。
2.2Windows操作系统特点
Windows之所以被那么多人的认同，其大致存在于以下优点：
1、界面图形化
以前DOS的字符界面使得一些用户操作起来十分困难，Mac首先采用了图形界面和使用鼠标，这就使得人们不必学习太多的操作系统知识，只要会使用鼠标就能进行工作。
这就是界面图形化的好处。
在Windows中的操作可以说是“所见即所得”，所有的东西都摆在你眼前，只要移动鼠标，单击、双击即可完成。
2、多用户、多任务
Windows系统可以使多个用户用同一台电脑而不会互相影响。
Windows9x在此方面做得很不好，多用户设置形同虚设，根本起不到作用。
Windows2000在此方面就做得比较完善，管理员（Administrator）可以添加、删除用户，并设置用户的权利范围。
多任务是现在许多操作系统都具备的，这意味着可以同时让电脑执行不同的任务，并且互不干扰。
比如一边听歌一边写文章，同时打开数个浏览器窗口进行浏览等都是利用了这一点。
这对现在的用户是必不可少的。
3、网络支持良好
Windows9x和Windows2000中内置了TCP/IP协议和拨号上网软件，用户只需进行一些简单的设置就能上网浏览、收发电子邮件等。
同时它对局域网的支持也很出色，用户可以很方便得在Windows中实现资源共享。
4、出色的多媒体功能
这也是Windows吸引人们的一个亮点。
在Windows中可以进行音频、视频的编辑/播放工作，可以支持高级的显卡、声卡使其“声色具佳”。
MP3以及ASF、SWF等格式的出现使电脑在多媒体方面更加出色，用户可以轻松地播放最流行的音乐或观看影片。
5、硬件支持良好
Windows95以后的版本包括Windows2000都支持“即插即用（PlugandPlay）”技术，这使得新硬件的安装更加简单。
用户将相应的硬件和电脑连接好后，只要有其驱动程序Windows就能自动识别并进行安装。
用户再也不必像在DOS一样去改写Config.sys文件了，并且有时候需要手动解决中断冲突。
几乎所有的硬件设备都有Windows下的驱动程序。
随着Windows的不断升级，它能支持的硬件和相关技术也在不断增加，如USB设备、AGP技术等。
6、众多的应用程序
在Windows下有众多的应用程序可以满足用户各方面的需求。
Windows下有数种编程软件，有无数的程序员在为Windows编写着程序。
此外，WindowsNT、Windows2000系统还支持多处理器，这对大幅度提升系统性能很有帮助。
2.3Windows7系统介绍及应用分析
Windows7是微软于2009年发布的，开始支持触控技术的Windows桌面操作系统，其内核版本号为NT6.1。
在Windows7中，集成了DirectX11和InternetExplorer8。
DirectX11作为3D图形接口，不仅支持未来的DX11硬件，还向下兼容当前的DirectX10和10.1硬件。
DirectX11增加了新的计算shader技术，可以允许GPU从事更多的通用计算工作，而不仅仅是3D运算，这可以鼓励开发人员更好地将GPU作为并行处理器使用。
Windows7还具有超级任务栏，提升了界面的美观性和多任务切换的使用体验。
通过开机时间的缩短，硬盘传输速度的提高等一系列性能改进，Windows7的系统要求并不低于WindowsVista，不过当时的硬件已经很强大了。
到2012年9月，Windows7已经超越WindowsXP，成为世界上占有率最高的操作系统。
Windows7的设计主要围绕五个重点——针对笔记本电脑的特有设计；基于应用服务的设计；用户的个性化；视听娱乐的优化；用户易用性的新引擎。
跳跃列表，系统故障快速修复等，这些新功能令Windows7成为最易用的Windows。
Windows7简化了许多设计，如快速最大化，窗口半屏显示，跳转列表（JumpList），系统故障快速修复等。
同时它让搜索和使用信息更加简单，包括本地、网络和互联网搜索功能，直观的用户体验将更加高级，还会整合自动化应用程序提交和交叉程序数据透明性。
Windows7提高了屏幕触控支持和手写识别，支持虚拟硬盘，改善多核心处理器的运作效率，开机速度和内核改进。
增加的功能大致上包括：
支持多个显卡、新版本的WindowsMediaCenter（12）、一个供WindowsMediaCenter使用的桌面小工具、增强的音频功能、内置的XPS和WindowsPowerShell以及一个包含了新模式且支持单位转换的新版计算器。
另外，其控制面板也增加了不少新项目：
ClearType文字调整工具、显示屏色彩校正向导、桌面小工具、系统还原、疑难解答、工作空间中心（WorkspacesCenter）、认证管理员、系统图标和显示。
旧有的Windows安全中心被更名为“Windows操作中心”，它有保护计算机信息安全的功能。
在Windows7中，系统集成的搜索功能非常的强大，只要用户打开开始菜单并开始输入搜索内容，无论要查找应用程序、文本文档等，搜索功能都能自动运行，给用户的操作带来极大的便利。
Windows7的小工具并没有了像WindowsVista的侧边栏，这样，小工具可以放在桌面的任何位置，而不只是固定在侧边栏。
Win7系统资源管理器的搜索框在菜单栏的右侧，可以灵活调节宽窄。
它能快速搜索Windows中的文档、图片、程序、Windows帮助甚至网络等信息。
Win7系统的搜索是动态的，当我们在搜索框中输入第一个字的时刻，Win7的搜索就已经开始工作，大大提高了搜索效率。
Windows7及其桌面窗口管理器（DWM.exe）能充分利用GPU的资源进行加速，而且支持Direct3D10.1API。
Windows7中的UAC严格程度明显大幅下降，安全性随之下降；Windows7删除了大量实用功能，并在用不到的功能上做了很多优化。
3MacOS
3.1MacOS简介
Mac系统是苹果机专用系统，是基于Unix内核的图形化操作系统；一般情况下在普通pc上无法安装的操作系统。
由苹果公司自行开发。
苹果机的操作系统已经到了OS10，代号为MACOSX（X为10的罗马数字写法），这是MAC电脑诞生15年来最大的变化。
新系统非常可靠；它的许多特点和服务都体现了苹果公司的理念。
另外，疯狂肆虐的电脑病毒几乎都是针对Windows的，由于MAC的架构与Windows不同，所以很少受到病毒的袭击。
MACOSX操作系统界面非常独特，突出了形象的图标和人机对话。
苹果公司不仅自己开发系统，也涉及到硬件的开发。
2011年7月20日MacOSX已经正式被苹果改名为OSX。
最新版本为10.9。
3.2OSX介绍及应用分析
OSX是先进的操作系统。
基于坚如磐石的UNIX基础，设计简单直观，让处处创新的Mac安全易用，高度兼容，出类拔萃。
为了解决以前版本的诸多问题，OSX开始使用基于BSDUnix的内核，并带来Unix风格的内存管理和先占式多任务（pre-emptivemultitasking）。
大大改进内存管理，允许同时运行更多软件，而且实质上消除了一个程序崩溃导致其它程序崩溃的可能性。
这也是首个包括“命令行”模式的OS，除非执行单独的“终端”（terminal）程序。
但是，这些新特征需要更多的系统资源，按官方的说法早期的MacOSX只能支持G3以上的新处理器（它在较旧的G3处理器上执行起来比较慢）。
MacOSXTiger以前的OSX有一个兼容层负责执行老旧的Mac应用程序，名为Classic环境（也就是程序员所熟知的“蓝盒子”[thebluebox]）。
它把老的MacOS9.x系统的完整拷贝作为MacOSX里一个程序执行，但执行应用程序的兼容性只能保证程序在写得很好的情况里在当前的硬件下不会产生意外。
2005-2007年苹果开始策划将全线产品更新到intel处理器，抛弃PowerPC处理器，当时的新版MacOSXTiger和MacOSXLeopard同时支持intel与PowerPC处理器。
但其后的MacOSXSnowLeopard仅能在intelCore2或更新的intel处理器上运行，不再支持PowerPCG3，G4，G5处理器，只可用Rosetta来模拟早期MacOSX的程序。
最新的OSXLion及OSXMountainLion只支持2008年后配备intelCorei3以上处理器的Apple计算机，不支持任何PowerPC程序，开放MacAppStore。
MacOSX既简单易用且功能强大。
所有的一切-从启动Mac后所看到的桌面，到你日常使用的应用程序，都设计得简约精致。
无论是浏览网络、查看邮件和外地朋友视频聊天，所有事情都简单高效、趣味盎然。
当然，简化复杂任务要求尖端科技，而MacOSX正拥有这些尖端科技。
它不仅使用基础坚实、久经考验的UNIX系统提供空前的稳定性，还提供超强性能、超炫图形并支持互联网标准。
全屏模式是新版操作系统中最为重要的功能。
一切应用程序均可以在全屏模式下运行。
这并不意味着窗口模式将消失，而是表明在未来有可能实现完全的网格计算。
iLife11的用户界面也表明了这一点。
这种用户界面将极大简化电脑的使用，减少多个窗口带来的困扰。
它将使用户获得与iPhone、iPodtouch和iPad用户相同的体验。
计算体验并不会因此被削弱；相反，苹果正帮助用户更为有效地处理任务。
4Linux
4.1Linux系统简介
Linux是一种自由和开放源代码的类UNIX操作系统。
该操作系统的内核由林纳斯·托瓦兹在1991年10月5日首次发布。
在加上用户空间的应用程序之后，成为Linux操作系统。
Linux也是自由软件和开放源代码软件发展中最著名的例子。
只要遵循GNU通用公共许可证，任何个人和机构都可以自由地使用Linux的所有底层源代码，也可以自由地修改和再发布。
大多数Linux系统还包括了像提供GUI界面的XWindow之类的程序。
除了一部分专家之外，大多数人都是直接使用Linux发布版，而不是自己选择每一样组件或自行设置。
严格来讲，术语Linux只表示操作系统内核本身，但通常采用Linux内核来表达该意思。
Linux则常用来指基于Linux内核的完整操作系统，包括GUI组件和许多其他实用工具。
由于这些支持用户空间的系统工具和库主要由理查德·斯托曼于1983年发起的GNU计划提供，自由软件基金会提议将该组合系统命名为GNU/Linux，但Linux不属于GNU计划。
Linux最初是作为支持英特尔x86架构的个人计算机的一个自由操作系统。
目前Linux已经被移植到更多的计算机硬件平台，远远超出其他任何操作系统。
Linux是一个领先的操作系统，可以运行在服务器和其他大型平台之上，如大型主机和超级计算机。
世界上500个最快的超级计算机90％以上运行Linux发行版或变种，包括最快的前10名超级计算机运行的都是基于Linux内核的操作系统。
Linux也广泛应用在嵌入式系统上，如手机，平板电脑，路由器，电视和电子游戏机等。
在移动设备上广泛使用的Android操作系统就是创建在Linux内核之上。
通常情况下，Linux被打包成供个人计算机和服务器使用的Linux发行版，一些流行的主流Linux发布版，包括Debian（及其派生版本Ubuntu，LinuxMint），Fedora（及其相关版本RedHatEnterpriseLinux，CentOS）和openSUSE等。
Linux发行版包含Linux内核和支撑内核的实用程序和库，通常还带有大量可以满足各类需求的应用程序。
个人计算机使用的Linux发行版通常包XWindow和一个相应的桌面环境，如GNOME或KDE。
桌面Linux操作系统常用的应用程序，包括Firefox网页浏览器，LibreOffice办公软件，GIMP图像处理工具等。
由于Linux是自由软件，任何人都可以创建一个符合自己需求的Linux发行版。
今天由LinusTorvalds带领下，众多开发共同参与开发和维护Linux内核。
[19]理查德·斯托曼领导的自由软件基金会，继续提供大量支持Linux内核的GNU组件。
[20]一些个人和企业开发的第三方的非GNU组件也提供对Linux内核的支持，这些第三方组件包括大量的作品，有内核模块和用户应用程序和库等内容。
Linux社区或企业都推出一些重要的Linux发行版，包括Linux内核、GNU组件、非GNU组件，以及其他形式的的软件包管理系统软件。
4.2Linux操作系统特点
1、完全免费
Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。
这是其他的操作系统所做不到的。
正是由于这一点，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变，这让Linux吸收了无数程序员的精华，不断壮大。
2、完全兼容POSIX1.0标准
这使得可以在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows的程序。
这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。
许多用户在考虑使用Linux时，就想到以前在Windows下常见的程序是否能正常运行，这一点就消除了他们的疑虑。
3、多用户、多任务
Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。
多任务则是现在电脑最主要的一个特点，Linux可以使多个程序同时并独立地运行。
4、良好的界面
Linux同时具有字符界面和图形界面。
在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。
它同时也提供了类似Windows图形界面的X-Window系统，用户可以使用鼠标对其进行操作。
在X-Window环境中就和在Windows中相似，可以说是一个Linux版的Windows。
5、支持多种平台
Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。
此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。
2001年1月份发布的Linux2.4版内核已经能够完全支持Intel 64位芯片架构。
同时Linux也支持多处理器技术。
多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。
4.3Linux操作系统应用分析
今天各种场合都有使用各种Linux发行版，从嵌入式设备到超级计算机，并且在服务器领域确定了地位，通常服务器使用LAMP组合。
在家庭与企业中使用Linux发行版的情况越来越多。
并且在政府中也很受欢迎，巴西联邦政府由于支持Linux而世界闻名。
有新闻报道俄罗斯军队自己制造的Linux发布版的，做为G.H.ost项目已经取得成果。
印度的Kerala联邦计划在向全联邦的高中推广使用Linux。
中华人民共和国为取得技术独立，在龙芯过程中排他性地使用Linux。
在西班牙的一些地区开发了自己的Linux发布版，并且在政府与教育领域广泛使用，如Extremadura地区的gnuLinEx和Andalusia地区的Guadalinex。
葡萄牙同样使用自己的Linux发布版CaixaMágica，用于Magalh?
es笔记本电脑[38]和e-escola政府软件。
法国和德国同样开始逐步采用Linux。
Linux发布版同样在笔记本电脑市场很受欢迎，像ASUSEeePC和AcerAspireOne，销售时安装有订制的Linux发布版。
传统的Linux用户一般都是专业人士。
他们愿意安装并设置自己的操作系统，往往比其他操作系统的用户花更多的时间在安装并设置自己的操作系统。
这些用户有时被称作“黑客”或是“极客”。
使用Linux主要的成本为移植、培训和学习的费用，早期由于会使用Linux的人较少，并且在软件设计时并未考虑非专业者的使用，导致这方面费用极高。
但这方面的费用已经随着Linux的日益普及和Linux上的软件越来越多、越来越方便而降低，但专业仍是使用Linux的主要成本。
然而随着Linux慢慢开始流行，有些原始设备制造商（OEM）开始在其销售的计算机上预装上Linux，Linux的用户中也有了普通计算机用户，Linux系统也开始慢慢出现在个人计算机操作系统市场。
Linux在欧洲、美国和日本的流进程度较高，欧美地区还发布Linux平台的游戏和其他家用软件。
Linux开源社区方面也是以欧洲、美国、日本等发达国家的人士居多。
Linux的低成本、强大的定制功能以及良好的移植性能，使得Linux在嵌入式系统方面也得到广泛应用。
流行的TiVo数字视频录像机还采用了定制的Linux，思科在网络防火墙和路由器也使用了定制的Linux。
KorgOASYS、Korg的KRONOS、雅马哈的YAMAHAMOTIFXS/MotifXF音乐工作站、雅马哈的S90XS/S70XS、雅马哈MOX6/MOX8次合成器、雅马哈MOTIF-RACKXS音源模块，以及RolandRD-700GX数码钢琴均运行Linux。
Linux也用于舞台灯光控制系统，如WholeHogIII控制台。
在手机、平板电脑等移动设备方面，Linux也得到重要发展，基于Linux内核的操作系统也成为最广泛的操作系统。
基于Linux内核的Android操作系统已经超越诺基亚的Symbian操作系统，成为当今全球最流行的智能手机操作系统。
在2010年第三季度，销售全球的全部智能手机中使用Android的占据25.5％（所有的基于Linux的手机操作系统在这段时间为27.6％）。
从2007年起，手机和掌上计算机上运行基于Linux的操作系统变得更加普遍，例如诺基亚N810，Openmoko的“的Neo1973，摩托罗拉的ROKRE8。
Palm（后来被HP公司收购）推出了一个新的基于Linux的webOS操作系统，并使用在新生产的PalmPre智能手机上。
MeeGo是诺基亚和英特尔于2010年2月联合推出的基于Linux的操作系统，诺基亚也推出了使用MeeGo操作系统的N9手机。
2011年9月28日，继诺基亚宣布放弃开发MeeGo之后，英特尔也正式宣布将MeeGo与LiMo合并成为新的系统Tizen。
Jolla Mobile公司成立并推出了由MeeGo发展而来的Sailfish操作系统。
5Android
5.1Android系统简介
Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。
尚未有统一中文名称，中国大陆地区较多人使用“安卓”或“安致”。
Android操作系统最初由AndyRubin开发，主要支持手机。
2005年8月由Google收购注资。
2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。
随后Google以Apache开源许可证的授权方式，发布了Android的源代码。
第一部Android智能手机发布于2008年10月。
Android逐渐扩展到平板电脑及其他领域上，如电视、数码相机、游戏机等。
2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。
2012年11月数据显示，Android占据全球智能手机操作系统市场76%的份额，中国市场占有率为90%。
2013年09月24日谷歌开发的操作系统Android在迎来了5岁生日，全世界采用这款系统的设备数量已经达到10亿台。
Android一词的本义指“机器人”，同时也是Google于2007年11月5日 宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。
Android的Logo是由Ascender公司设计的，诞生于2010年，其设计灵感源于男女厕所
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