4.2 现代操作系统

通常将操作系统分成两类，即服务器操作系统和桌面操作系统。因特网Web站点的计算机通常称为“服务器”，它通过分散的计算机向人们提供信息，人们在家中或办公室使用的计算机通常称为“桌面”或者“客户端”计算机。

服务器操作系统（也称“网络操作系统”或“后台操作系统”）是专门为那些在网络和Web站点提供集中化存储机制和通信功能的计算机而设计的；桌面操作系统（也称“个人操作系统”或“前台操作系统”）是专门为单用户微型机设计的。一般用户通常与桌面操作系统进行交互，而不直接使用服务器操作系统，但是，了解主流的服务器操作系统也是很有必要的。

4.2.1 Microsoft Windows

全世界有超过80%的个人计算机上安装了Microsoft Windows操作系统。Windows的名称缘于出现在基于屏幕桌面上的那些矩形工作区。每一个工作区窗口都能显示不同的文档或程序，为操作系统的多任务处理能力提供了可视化模型。不同版本的操作系统，例如Windows XP和Window 7使用的是相似的GUI控件，只是图标和其他图形元素的外观看起来有细微差别。

早期的Windows有时被称为“操作环境”而不是操作系统，因为它们需要DOS操作系统来提供操作系统内核。Windows操作环境最初是用可点击的用户界面隐藏了DOS命令行，它可通过图形屏幕显示和鼠标输入来实现。发展至今日，Windows操作系统已经不再需要DOS内核了。

从一开始Windows操作系统就是为使用英特尔（或者兼容）处理器的计算机设计的。随着芯片体系结构从16位、32位发展到64位，Windows始终跟随着CPU发展的脚步。此外，还添加和升级了各种功能，例如，连接网络和文件系统。对用户界面进行改进，以使用户界面外观更漂亮而且更容易使用。Windows从1985年问世以来开发了很多版本，如表4-1所示。

表4-1 Windows发展历程

在Windows上运行的程序的数量和多样性是其他任何操作系统都无法匹敌的，这使得Windows成为使用最广泛的桌面操作系统。

运行Windows的硬件平台的多样化也是其显著优势之一。用户可以使用桌面计算机、笔记本电脑、PDA、上网本或平板电脑来运行具有相似图标和菜单的各种版本的Windows。诸如手写识别之类的功能让Windows的用途更加广泛，以控制带有触摸屏的PDA和平板电脑。

Windows为硬件和外设的内置驱动程序和即插即用功能提供了极好的支持。Windows庞大的用户群也是其一大优势。由于有着各种平台中最广大的用户基础，Windows计算机用户群成为了大部分硬件生产商的主要目标市场。

Windows一直以来存在的主要问题是其可靠性和安全性。操作系统的可靠性通常是由无故障正常运行的时间来度量的。但遗憾的是，Windows出现不稳定情况的频率往往要比其他操作系统高。系统响应变慢、程序无法工作以及出现错误消息都是Windows出故障的表现。重启系统通常能排除故障而且使计算机的功能恢复正常，但浪费在关闭系统和等待重启上的时间，却为使用过程增加了不必要的挫折。

在各种主要的桌面操作系统中，Windows是公认的最容易受病毒、蠕虫和其他攻击侵扰的系统。之所以如此，部分原因是其庞大的用户群使之成为最大的目标。Windows有许多安全漏洞被黑客发现并利用。虽然微软公司致力于修补安全漏洞，但其程序员始终要比黑客慢一步，因此，在用户等待补丁的过程中，他们的计算机可能已经受到影响了。

微软公司通常会针对不同市场发行多个版本的Windows操作系统。桌面计算机版（如家庭版、专业版和企业版）是为个人计算机设计的；而服务器版则是为局域网、因特网或Web服务器设计的；还有为PDA和移动电话等手持设备设计的嵌入式设备版本。表4-2为一些最常见的Wlndows操作系统作了分类。

表4-2 Windows操作系统版本分类

4.2.2 Mac OS

1984年，Apple计算机公司迈出开创性一步，发布了Apple Lisa计算机。该计算机提供图形化用户界面，包含可以通过鼠标进行操作的菜单、图标等。但是，Lisa计算机在商业上并不成功，而Apple的下一个产品，即Macintosh计算机取得了很大的成绩，具有图形化用户界面的Mac OS操作系统是其成功的决定性因素。1998年Apple公司发布的iMac计算机也包含Mac OS。像Windows一样，Mac OS经历了多个版本的改进，能提供多任务功能并支持小型网络。

与Mac OS兼容的软件被称为Macintosh软件，或简称Mac软件。尽管Mac OS的开发比Windows早几年，Macintosh和iMac用户可以选择许多Macintosh软件，但是其应用软件的数量远小于Windows操作系统下可以运行的软件数量。借助于特殊的仿真硬件和软件插件，Macintosh计算机可以运行某些Windows软件，但是运行性能不佳，所以大多数Mac OS用户仍然坚持只使用Macintosh软件。不过许多高产的软件发行商都会在发行Windows版软件的同时，发行一个与之类似的Mac OS版本。

与Windows一样，Mac OS也经历过一系列的修订（见表4-3）。最初的Classic Mac OS是为采用摩托罗拉（Motorola）68000微处理器的Macintosh系列的计算机设计的。

表4-3 Mac OS发展历程

2001年Classic Mac OS被重写，以运行在使用IBM PowerPC微处理器的Macintosh计算机上。新的Mac OS叫作Mac OS X（X既能当作数字10，也能当作字母“X”）。Mac OS X比它的前辈们更加先进，有着更好的内存管理和多任务处理功能。

2006年Macintosh硬件做了重大改变，即用英特尔处理器代替PowerPC处理器。Mac OS X因此又被重写。第一个支持英特尔架构的Mac OS X版本是Mac OS X 10.4.4版，它有时也被称为“Tiger”。

Mac OS X被公认为是易用、可靠而且安全的操作系统。当PC用户还在使用DOS命令符操作系统的年代，Mac OS用户就已经用上可以点击的图形用户界面了。Mac OS的开发人员一直都走在直观的用户界面设计领域的前列。

Mac OS X的操作系统内核是基于UNIX的，而且具有工业级的内存保护功能，这样就可以使系统错误或故障发生的概率变得很低。Mac OS X从UNIX身上继承了很强的安全基础，这样就常常能将安全漏洞的数量和黑客设法通过漏洞侵入系统所造成的损害减少到一个很低的水平。另一个让使用Mac OS有助于计算机安全的因素是，只有少数病毒是针对Mac OS的用户群的，因为Mac OS的用户群要远远小于Windows用户群。尽管如此，Mac OS的用户还是应该采取必要的安全措施，例如，及时使用软件和操作系统补丁、激活无线网络加密、不要打开可疑的电子邮件附件以及不要点击可疑电子邮件内容中的链接。

Mac OS X还提供了强大的向后兼容、双启动选项以及很好的虚拟机平台。向后兼容是指针对某产品其使用前代硬件或软件的能力。例如，如果新的操作系统对旧的计算机上的操作系统来说是向后兼容的，那么可以在新的计算机上使用所有旧的应用软件。Macintosh计算机和Windows计算机都在新的操作系统中提供了对前代软件的支持。

除了使用为Mac机设计的软件外，在Intel Mac机上使用的Mac OS X还提供了运行Windows以及Windows应用软件的功能。Boot Camp软件就是一种双启动实用程序，它可以在Mac OS X和Windos XP间切换系统。在启动时，用户可以选择Mac OS X或Windows。要更改操作系统，需要重启计算机。

Mac OS X对虚拟机技术来说也是一个很好的平台，虚拟机技术允许用户使用一台计算机来模拟另一台计算机的硬件和软件。每一台虚拟机都有自己的模拟处理器（或多核处理器）、RAM、视频卡、输入输出端口以及操作系统。而且每一台虚拟机都能运行与虚拟的硬件和操作系统兼容的大多数软件。

常见的虚拟机软件VMware和Parallels Desktop可以运行在大多数使用英特尔微处理器的计算机上，包括Intel Mac机、PC和普通的Linux计算机。计算机可以被引导到其本机的操作系统（如Mac OS X），但用户可以创建运行来宾（guest）操作系统（如Windows）的虚拟机。虚拟机的桌面会出现在Mac OS屏幕上的一个窗口中。从理论上讲，使用虚拟机软件，Mac OS桌面可以显示虚拟的Windows计算机、虚拟的Linux计算机以及本机的Mac OS X计算机。

在带有虚拟Windows和Linux的Mac OS中，切换操作系统就像选择窗口一样简单。在切换到Windows工作区后，可以使用为Windows操作系统设计的游戏、商用软件以及其他应用软件。点击Linux工作区，可以运行各种Linux下的开源软件。然后回到Mac OS X桌面，就可以运行专门为Mac OS设计的高端图形和多媒体软件。

4.2.3 UNIX和Linux

UNIX操作系统是1969年由AT＆T公司的贝尔实验室开发的，它是一个在专业领域中较为流行的非常强大的操作系统。它有三个显著的特点：第一，UNIX是可移植的操作系统，它只需经过较小的改动就能方便地从一个平台移植到另一个平台。这主要是因为它的主要部分是由C语言编写的（而不是机器语言）；第二，UINX拥有一套功能强大的工具（命令），能够组合起来（在可执行文件中被称为脚本）去解决许多问题，而这一工作在其他操作系统中则需要通过编程来完成；第三，它具有设备无关性，因为操作系统本身就包含了驱动程序，这意味着它可以方便地配置来运行任何设备。概括来说，UNIX具有一个强大的操作系统所拥有的一切特点，包括多道程序、虚拟内存和设计得非常优秀的文件和目录系统。

UNIX凭借其在多用户环境下的可靠性获得了良好的声誉，它的众多版本也被大型机和微型计算机所使用。

Linux是芬兰的Linus Torvalds最初在1991年开发的基于UNIX的操作系统。事实上，Linux的灵感来自从UNIX衍生出的MINIX（由Andrew Tanenbaum编写），并在此基础上不加束缚地进行编写。Linux和UNIX非常接近以至于被人称为UNIX的复制品。整个设计是为了让Linux在Intel微处理器上更有效地运行。如今Linux可以运用到各种平台上，而且在程序员和商业用户中变得越来越流行。

Linux的源代码是带着通用公共许可证（General Public License，GPL）发布的，即允许任何人为个人使用而复制、转送他人或出售。这种许可政策鼓励了编程人员继续开发Linux的实用程序、软件和改进版本。Linux保留有许多UNIX的技术特点，例如，多任务处理和多用户功能。它也是一种安全可靠的系统。Linux主要在Web上发布。

Linux通常比Windows和Mac桌面操作系统需要更多的修补。Linux下能运行的程序数量相对有限，这也使得非技术用户在为他们的桌面计算机和笔记本电脑挑选操作系统时，不倾向于选择Linux。现在有数量不断增加的高质量的开源软件可以在Linux平台上使用，但许多应用软件都是面向企业和专业用户的。

许多网站会提供Linux发行版，即一个包括了Linux内核、系统实用程序、图形用户界面、应用程序和安装程序的软件包。初学者易用的Linux发行版本包括Fedora、Mandrivia、SUSE和Ubuntu。早先为上网本设计的Google Chrome OS也是构建在Linux内核之上的。