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標題: [轉載] Linux及Unix歷史及各種功能簡介
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發表於 2006-8-14 03:21 PM  資料 主頁 文集 短消息  ICQ 狀態
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[轉載] Linux及Unix歷史及各種功能簡介

[顯示] [隱藏]
作業系統扮演的角色

一部運作正常的電腦，不論是超級電腦還是桌上型 PC ，大致上主要由三個部份所構成的，這三個部份分別是硬體，作業系統和應用程式。硬體，顧名思意，就是像 CPU ，硬碟等這些構成電腦的電子元件，而應用程式則是使用者利用來完成特定目標的程式，例如 ms word 是專門作文書處理的應用程式，netscape 是 brower 。應用程式是一個集合，代表所有執行於作業系統以上的軟體，基本上我們每天開機使用的都是一個又一個的應用程式。那作業系統又是什麼？作業系統位於幕後，是位默默耕耘的功臣，雖然不像硬體看得見，或是像應用程式可以直接使用，它卻影響整部電腦的效率甚巨。它的兩個最重要的任務是提供應用程式介面及資源管理。

控制硬體是件極複雜的事，以讀寫軟碟為例，必須啟動馬達，移動磁頭等等，如果開發應用程式須要包含硬體的控制，那麼難度馬上增加好幾倍，而且不同廠牌的硬體又會有不同的操作方法，等於對每一家硬體廠商須要重寫一次。還好，應用程式控制硬體的方式大同小異，以軟碟為例，不外乎格式化(format)，讀出資料，寫入資料等少數幾個動作。把這些硬體的常用動作，寫成類似函式庫的形式，提供給應用程式呼叫，就是作業系統核心的主要任務之一。這些由作業系統核心提供給應用程式用的類函式統稱為系統呼叫(system calls)，從此以後，應用程式不必再擔心軟碟的運作，它只須呼叫 system call 的 read 或 write ，它甚至不須要管它要寫入資料的是硬碟還是軟碟，使得應用程式的開發可以專心在它的特色功能上。

作業系統依特性可分為單工與多工，DOS 是一個單工的作業系統，單工作業系統的預設是，一個應用程式執行完畢後才會執行另一個程式，因此它允許應用程式可以無限制地使用系統的資源，例如 CPU 時間，記憶體和 IO 等等，這個應用程式甚至可以佔據系統，不再將主導權交回作業系統。這類單工的作業系統只須提供上述的系統呼叫便已足夠。而多工的作業系統，如 Linux ，它允許多個應用程式同時進行，共用 CPU 時間和記憶體，因此只提供系統呼叫的服務是不夠的，還必須做資源的管理，讓這些同時在執行的應用程式不會互相干擾，例如一個程式不能寫入另一程式的記憶體，才能確保這些應用程式都能順利地完成任務。

提供應用程式介面及資源管理並不是完全獨立的，而是相輔相成，因為當程式透過系統呼叫去存取 IO 或要求記憶體時，系統呼叫會呼叫作業系統，作業系統將所有來自� [ 瀏覽完整內容請先註冊或登入會員。]




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發表於 2006-8-14 03:24 PM  資料 主頁 文集 短消息  ICQ 狀態
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Unix 歷史簡介
何 謂 Unix ？
這 是 一 個 十 分 有 趣 的 問 題 ， 如 果 問 題 何 謂 M$-DOS ？ 何 謂 VMS 或 何 謂 NT ？ 回 答 它 們都 是 OS 倒 也 不 會 有 人 有 異 議 。 不 過 對 於 Unix ， 問 題 就 變 得 複 雜 了 。 不 是 說 Unix 不 是 OS ， 但 這 回 答 對 於 很 Unix 玩 家 來 說 總 顯 得 過 於 片 面 及 少 看 了 Unix 。

Unix 原 本 是 一 個 由 Bell Labs 發 展 出 來 的 多 用 戶 (Multi-User) 多 工 (Multitasking) 的 OS 。 Unix 這 名 字 主 要 是 對 之 前 Bell Labs 曾 參 與 的 Multics 計 劃 的 反 嘲 。 由 於 其 Source Code 簡 單 易 理 解 及 高 移 植 性 ( 首 個 使 用 高 階 程 式 語 言編 寫 成 的 OS) ， 加 上 初 AT&T 對 Unix Source Code 版 權 的 態 度 蠻 開 放 ( 或 者 正確 來 說 應 是 AT&T 還 未 發 覺 Unix 是 這 麼 值 錢 的 ) 被 不 少 大 學 及 公 司 移 植 到 很 多不 同 的 平 台 。 現 在 上 至 超 級 電 腦 如 Cray ， 下 至 個 人 電 腦 如 Macintosh 及 IBM PC 都有 Unix 。 所 以 比 較 正 確 來 說 ， Unix 是 代 表 了 一 系 列 的 OS ， 包 括 一 些 不 含 任 何 原身 Bell Labs Unix 程 式 碼 但 擬 似 Unix 的 OS ( 就 是 所 謂 的 Unix-clone ， Linux 就是 當 中 的 俵 俵 者 ) 。

現 在 由 最 初 Bell Labs 發 展 出 Unix Source code 版 權 屬 於 SCO 而 其 名 字 UNIX （ 全大 階 ） 則 屬 於 The Open Group (TOG) 所 有 。 TOG 制 定 了 一 系 列 UNIX 標 準 ， 當 任 何生 產 商 的 OS 要 符 合 其 標 準 才 可 用 UNIX 這 個 名 字 ， 如 DEC 的 Digital UNIX 。

然 而 ， 這 也 還 不 能 把 Unix 完 整 地 描 述 出 來 。 在 Larry Wall 及 Randal L. Schwartz. 所 著 的 『 Programming Perl 』 的 辭 解 (Glossary) 中 ， 就 打 趣 地 說 Unix 是 一 個 大 而 不 斷 演 進 的 語 言 ， 當 中 包 含 了 大 量 互 相 不 協 調 的 語 法 。 講 Unix 的人 總 認 為 它 很 易 學 ， 因 為 它 可 以 很 容 易 地 被 改 變 成 自 己 熟 識 的 語 法 。 這 解 析 有 點 反 Unix 味 ， 但 也 顯 示 出 對 於 很 多 人 來 說 ， Unix 已 超 越 了 一 個 OS ， 象 徵 了 一 套 操 作環 境 、 語 言 甚 至 哲 學 及 文 化 。 或 者 借 一 句 『 君 處 牆 外 ， 焉 能 知 宮 庭 之 美 ？ 』 ， 只 有真 正 了 解 及 喜 愛 Unix 的 人 才 會 明 白 Un [ 瀏覽完整內容請先註冊或登入會員。]




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發表於 2006-8-14 03:26 PM  資料 主頁 文集 短消息  ICQ 狀態
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C 的 誕 生
在 開 發 V1 時 ， 由 於 PDP-7 和 PDP-11 的 組 合 語 言 差 異 很 大 ， 令 移 植 的 工 作 非 常 因 難。 Thompson 這 時 突 發 奇 想 ， 覺 得 如 用 高 階 語 言 (High-level Langauge) 來 撰 寫 Unix ， 移 植 和 維 護 的 工 作 都 會 變 得 簡 單 得 多 。 對 於 C 語 言 極 度 盛 行 的 今 日 ， 這 想法 可 能 不 怎 麼 。 但 在 當 時 絕 對 是 十 分 瘋 狂 ， 執 行 效 率 要 高 且 記 憶 體 使 用 要 省 的 系 統程 式 (System Software) 必 需 要 用 組 合 語 言 來 撰 寫 的 觀 念 早 已 根 植 在 當 時 每 一 個 電腦 人 心 中 。

Thompson 首 先 嘗 試 使 用 FORTRAN 來 寫 ， 不 過 沒 有 成 功 。 後 來 他 找 來 一 個 叫 BCPL 的語 言 ， 在 使 用 期 間 整 理 了 BCPL 的 若 干 功 能 ， 成 了 另 一 個 新 的 程 式 語 言 B 。 V1 中 就有 少 量 公 用 程 式 是 用 B 來 撰 寫 。 後 來 Ritchie 加 入 了 Unix 的 開 發 行 列 ， 很 快 發 現了 B 語 言 有 若 干 缺 點 ， 如 資 料 型 態 (Data Type) 的 缺 乏 等 。 Ritchie 著 手 改 良 B 語言 ， 誕 生 了 著 名 的 C 語 言 。

1973 年 初 ， C 語 言 的 重 要 特 性 大 都 完 成 了 。 在 各 方 條 件 都 足 夠 的 情 況 下 ， Thompson 、 Ritchie 及 他 們 的 同 伴 在 同 年 的 夏 天 把 Unix 的 核 心 用 C 重 寫 。 這 也 是所 謂 的 第 四 版 (Version 4, V4) ， 有 九 成 多 的 程 式 碼 是 用 C 來 寫 。 在 整 個 作 業 系 統史 上 ， 這 是 一 件 很 重 要 的 事 ， 也 是 Unix 的 轉 折 點 。 這 意 味 著 Unix 可 以 很 容 易 被 修改 ， 也 使 其 成 為 第 一 個 在 源 程 式 層 面 上 可 移 值 (source-portable) 的 作 業 系 統 ， 可以 在 很 短 時 間 移 值 (port) 另 一 台 的 電 腦 中 。




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Linux 歷史簡介
  


由於版權問題，Unix 的源碼不再適用於教學，1987 年 Andrew Tanenbaum 遂寫了 MINIX 作為教學的工具，MINIX 的意思為 mini-Unix，它是一個簡化的作業系統，適合入門者學習作業系統，因為簡單，剛開始時獲得眾人的青睞，但好景不長，原因是它過於簡單反而不切實用。

1991 年，Linus Torvalds 開始使用 MINIX，他對 MINIX 提供的功能不滿意，自行發展 Linux，他把 Linux 的原始碼放在 Internet � [ 瀏覽完整內容請先註冊或登入會員。]




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檔案系統
Linux 支援非常多檔案系統格式，包含 DOS 的 FAT 等數十種不同的檔案系統，但是對應用程式而言，看到卻是統一的介面，不論它讀寫的是 DOS 的 FAT 或是 ext2fs，讀寫都是呼叫相同的函式，它甚至不知道正在讀寫的是那一種檔案系統。

這主要歸功於 Linux 的檔案系統分成上下兩個部份，上面的稱為虛擬檔案系統(virtual file system)，它提供給應用程式一個統一的介面，這個介面是個樹狀結構，從根目錄/開始，所有的檔案都包含在它層層的子目錄下，這些檔案不只包含一般存放在硬碟裡的正常檔案，還有一些特別的檔案，例如在 /dev/ 下的檔案不是正常檔案，而是用來和驅動程式溝通的虛擬檔案，你在 /dev/mouse 這個檔案中寫入 1，這個 1 不會進到硬碟裡，而是傳給 mouse 的驅動程式。在目錄 /proc/ 下的也全是虛擬檔案，目的是用來和作業系統核心溝通。把驅動程式模擬成一般的正常檔案是 Unix 的特色，事實上讀寫 modem 和讀寫檔案在較高層次上來說也很類似，而且這種統一的作法使作業系統看起來更一致，容易管理。

如上所述，虛擬檔案系統包含一般放在硬碟或光碟之類儲存媒體裡的正常檔案，網路上別部機器提供的網路檔案系統，如 NFS，代表驅動程式的特殊檔案 /dev/*，及其它一些特殊用途的檔案，如 /proc/*。這些全放在根目錄下的目錄結構裡，由虛擬檔案系統控制，大家可以猜的出來，虛擬檔案系統的核心只是個切換器 (switch)，當我們要讀某個檔案時，例如讀 /dev/mouse，虛擬檔案系統會先解析路徑 /dev/mouse，當它找到 mouse 這個項目時，它知道它是周邊裝置的特殊檔案，就把這個讀的命令丟給相對應的驅動程式。

Linux 檔案系統的上層是虛擬檔案系統，下層便是個別檔案系統的實作，每個檔案系統都提供給虛擬檔案系統一個固定的資料結構，資料結構包括這個檔案系統的參數，如一個 sector 有幾個 bytes，另外還包含一組標準呼叫函式，如 read 和 write。當虛擬檔案系統收到一個 read 命令時，它先找出對應的檔案系統，再呼叫這個檔案系統提供的 read 函式，把相關的參數傳過去。

檔案系統可以隨時掛上或卸載，前提是核心支援這個系統，當作業系統啟動時會先掛上根檔案系統 (root)，通常的 ext2fs 格式，之後會再掛上 /etc/fstab 中指定的其系統。





記憶體管理
記憶體管理的主要任務有以下幾點：

提供記憶區塊以滿足程式的要求。
保護程 [ 瀏覽完整內容請先註冊或登入會員。]




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jiji
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#5
發表於 2006-9-24 09:01 PM 
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感謝大大用心分享... 這可讓我更了解linux了...
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