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操作系统发展的现状 论文.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.04M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    一、Linux 操作系统介绍 Linux 是一种 计算 机操作系统，通常被称为类 Unix 系统，这是因为 Linux 和 Unix 有 着很深的渊源。 在计算机非常昂贵的年代，只有在大学或大型 企业 中才能够接触到计算机，人们非常 希望多个用户能同时连接到一台计算机并同时使用它。于是，计算机 科学 家开始研究分时 系统。分时系统是将 CPU 的运行时间分为很小的时间片，多个用户任务可以通过交替占有时 间片的方式实现快速交互使用 CPU。由于时间片是很短的一段时间，以至于每个用户任务、 每个用户好像在独占 CPU，独占整个计算机系统。在研究人员的不懈努力下，1969 年，AT&T 公司贝尔实验室开发出了 Unix 系统。 1986 年，芬兰赫尔辛基大学的 Andrew Tanenbaum 教授为了给学生讲授《计算机操作系 统》课程，开发出了 Minix 系统，这是 Unix 的一个变体。1991 年，Andrew Tanenbaum 教授 的学生 Linus Torvalds，由于对课堂上使用的 Minix 系统不太满意，于是开始在 386 PC 机 上试着改进 Minix 系统。 1991 年 8 月，Linus Torvalds 在 comp.os.minix 新闻组贴上了以下这段话：“你好， 所有使用 minix 的人，我正在为 386(486)AT 做一个免费的操作系统，只是为了爱好，……” Linus 最初为自己的这套系统取名为 freax，他将源代码放在了芬兰的一个 FTP 站点上 供大家下载。该站点的管理员认为这个系统是 Linus 的 Minix 系统，因此建立了一个名为 Linux 的文件夹来存放它。于是，Linus 的“爱好”就成了今天微软的头号对手，功能强大 且价格低廉的 Linux 操作系统。 1993 年底 94 年初，Linux 1.0 终于诞生了！ Linux1.0 已经是一个功能完备的操作系统，而且内核写得紧凑高效，可以充分发挥硬 件的性能，在 4M 内存的 80386 机器上也表现得非常好，至今人们还在津津乐道于此。 Linux 的 和 是一只名字叫做 的 ，Linux 的是 Linus Torvalds 所有的。这是由于在 ， 一个名字叫做 William R. Della Croce 的律师开始向各个 Linux 发布商发信，声明他拥有 Linux 的所有权，并且要求各个发布商支付版税，这些发行商集体进行上诉，要求将该注册 商标重新分配给 Linus Torvalds。 Linus 于 1991 年 10 月 5 日发布了 Linux 的第一个版本 Linux 0.0.2，并在网络上公布 了 Linux 核心程序的源代码，同时决定以 GPL（大众所有版权，又称 GUN 通用公共许可证） 的方式来发行传播，也就是说这个软件允许任何人以任何形式进行修改和传播。 随着网络的日益盛行，越来越多的技术高超的程序员加入到 Linux 的开发与完善中来。 在这个过程中，无数的富有个性和开创性的程序员在没有计较任何酬劳的前提下，完全自发 的加入到开发行列中来。一旦一个程序员完成了其中的部分程序，他便会立即将这个程序发 表，并免费将它发给任何一个需要的人，而其他的一些程序员研究它后将会对它修正和改良， 然后将它发表。这个过程周而复始，因此 Linux 的改进速度是最快的，同时它的稳定性也是 非常高的。 所以，Linux 并非仅由 Linus 一人开发，而是由全世界几百个程序员共同开发的，当然 Linus 为内核定了调子。这种集市型的开发模式促成了 Linux 系统的繁荣。可以说，Linux 完全是一个热情、自由、开放的网络产物。 Linux 具有良好的兼容性和可移植性。大约在 1.3 版本之后，Linux 开始向其他硬件平 台上移植，包括号称最快的 CPU——Digital Alpha。所以不要总把 Linux 与低档硬件平台 联系到一块，Linux 只是将硬件的性能充分发挥出来而已。Linux 必将从低端应用横扫到高 端应用！ 为了使 Linux 变的容易使用，Linux 也有了许多发布版本，发布版实际上就是一整套完 整的程序组合。现在已经有许多不同的 Linux 发行版和各自的版本号，为了不产生混淆，我
    们先解释一些常提到的术语。当我们提到的 Linux 时，一般是指“Real Linux”，即内核， 是所有 UNIX 操作系统的“心脏”。但光有 linux 并不能成为一个可用的操作系统，还需要 许多软件包，编译器、程序库文件、Xwindow 系统等等。因为组合方式不同，面向用户对象 不同，所以就有了许多不同的 Linux 发行版。 越来越多的公司在 Linux 上开发商业软件或把其他 Unix 平台的软件移植到 Linux 上来。 如今很多 IT 业界的大腕 IBM、Intel、Oracle、Infomix、Sysbase、Corel、Netscape、CA、 Novell 等都宣布支持 Linux。商家的加盟弥补了纯自由软件的不足和发展障碍，Linux 迅速 普及到广大 计算 机爱好者，并且进入商业应用，成为打破某些公司垄断文化圈的希望所在。 Linux 是爱好者们通过 Internet 协同开发出来的，当然它的 网络 功能十分强大。比 如你可以通过 ftp、nfs 等来安装 Linux，用它来做网关等等。随着 Linux 的发展，衍生出 来的应用恐怕出乎 Linus 本人最初的预料。如有人用它来做路由器，有人来做嵌入式系统， 有人来做实时性系统……。常有新手问 Linux 能做什么？其实它不象那些中看不中用的操作 系统，不在于你用它能干什么，而在于你想干什么。 Linux 是一个在 PC 机上运行的 Unix 系统。Linux 系统具有最新 Unix 的全部功能，包 括真正的多任务、虚拟存储、共享库函数、即时负载、优越的存储管理和 TCP/IP、UUCP 网 络工具等。Linux 系统及其发展均符合 Posix 标准，其内核支持 Ethernet、PPP、SLIP、NFS、 AX.25、IPX/SPX(Novell)、NCP(Novell)等。系统应用包括 tellnet、rlogin、ftp、Mail、 gopher、talk、term、news(tin、trn、nn)等全套 UNIX 工具包。X 图形库，包括 xterm、fvwm、 xxgdb、mosaic、xv、gs、xman 等全部 X-Win 应用工具。商业软件有 Motif、WordPerfect。 中文工具已有 Cxterm、celvis、cemasc、cless、hztty、cytalk、ctalk、cmail 等，可以 处理 GB、BIG5、HZ 文件。此外还有 DOS 模拟软件，可以运行 DOS/Win 下的软件。 在开始的时候，Linux 只是个人狂热爱好的一种产物。但是现在，Linux 已经成为了一 种受到广泛关注和支持的一种操作系统。和其他的商用 Unix 系统以及 相比，作为自由软件 的 Linux 具有低成本，安全性高，更加可信赖的优势。直到今天，Linux 已经成为一个功能 完善的主流网络操作系统。 二、linux 的应用 1. Linux 的背景和特色 Linux 是一种“自由(Free)软件”:所谓自由,是指用户可以自由地获取程序及其源代 码,并能自由地使用他们,包括修改或拷贝等。它是网络时代的产物,众多的技术人员通过 Internet 共同完成它的研究和开发,无数用户参与了测试和除错,并可方便地加上用户自己 编制的扩充功能。作为自由软件中最为出色的一个,Linux 具有如下的特点: (1)完全遵 POSLX 标准性。扩展支持所有 AT&T 和 BSD Unix 特性的网络操作系统。由于 继承了 Unix 优秀的设计思想,且拥有干净、健壮、高效且稳定的内核,其所有核心代码都是 由 Linus Torvalds 以及其他优秀的程序员们完成,没有 AT&R 或伯克利的任何 Unix 代码,所 以 Linux 不是 Unix,但 Linux 与 Unix 完全兼容。 (2)真正的多任务、多用户系统,内置网络支持,能与 NetWare、Windows NT、OS/2、Unix 等无缝连接。网络效能在各种 Unix 测试评比中速度最快。同时支持 FAT16、FAT32、NTFS、 ExtFS、ISO9600 等多种文件系统。 (3)有广泛的应用程序支持。已经有越来越多的应用程序移植到 Linux 上,包括一些大型 厂商的关键应用。大型数据库软件,编程软件,图像处理软件等。 (4)性能与价格。与其它操作系统不同,Linux 是完全免费的操作系统,虽然发布商可收 取合理的制作利润,但往往只有几十美元,远远低于普通的操作系统的售价,这当然是很有吸 引力的。至于性能,不仅 Windows NT 无法与之相比,连 Solaris、BSD 这样的 Unix 纱统也赶
    不上它。在这一方面,Linux 具有绝对的优势。 2. Linux 的主要应用领域 这是目前 Linux 用得最多的一项它可提供包括 Web 服务器、Ftp 服务器、Gopher 服务器、 SMTP/POP3 邮件服务器、Proxy/Cache 服务器、DNS 服务器等全部 Internet 服务。Linux 内 核支持 Ipalias、PPP 和 Iptunneling,这些功能可用于建立虚拟主机、虚拟服务、VPN(虚拟 专用网)等。 3. Linux 在教学上的优势 Linux 不仅仅是一个操作系统。与 Windows 相比,Linux 是一个不断成长、不断发展的国 际化软件项目,它从来没有像 Windows。那样有阶段性的定型。学习和使用 Linux,可能意味 需要不停地查资料、不断遇到问题、甚至亲自解决系统本身的问题。对于 Windows 来说,用 户只是使用者;而对于 Linux,每个用户不仅是使用者还是学员测试员教师甚至是开发人员。 4. Linux 教学的方法 (1)教师讲解与演示、在教学过程中,教师是主导,学生是主体。教师的讲解在整个教学 中起关键作用。教师将理论与实践有机结合,融为一体,遵循“从实践到理论,再从理论到实 践”的认知 规律 ,既加强实践教学,提高学生实际应用能力,又增强教学过程的互动性,提 高学生的学习兴趣。 (2)强调案例式教学,兴趣是最好的老师,学生缺乏学习的兴趣,学习将成为一种沉重的 负担,课堂教学也会变的机械沉闷,只有激发出学生的学习兴趣,学生才能积极主动的学习。 (3)实践式教学方式、建立专用的教师是主导,学生是主体的教学体系。整个教学效果最 终体现在学生的实践应用能力上。教师在讲解和演示后,根据教学内容,给学生布置实验任务 提出具体要求、实现目标和基本思路。学生在实验过程中,可以采取 4~5 人为一组来共同完 成所要求的实验任务,组内既有 Windows 系统配置,又能有 Linux 系统配置,学生既有分工, 又相互协作、相互探讨,共同实现任务目标。这样可以激发学生的学习兴趣,培养学生探究问 题,解决问题的能力。教师在学生实验过程中,及时了解每组学生完成的情况,针对存在的问 题,给予必要的提示或适当调整实验任务。 (4)评价和考核体系,在学期末对学生进行基本的 考试 考核,除此之外,为了提高学生 的动手和协作能力对学生布置大作业(设计性实验或验证性试验)。指定组员、组长。项目分 工和设计报告。在提交作业时进行提问,讲解。组长负责项目的实行和组员分工,按照分工比 例进行评分。按统一格式认真填写设计报告需求分析方面的内容。把大作业在总成绩在比例 相应的提高。 高职高专院校对于推进我国 Linux 技术 教育 具有重要作用。高职院校必须高度重视、 合理配备教学资源以及 科学 制订教学计划,方能担当起培养 Linux 技术应用专业人才的大 任。Linux 作为教育资源的价值已毋庸置疑,更对我国软件产业和信息技术的 发展 有着不 一般的意义。如何利用好开源软件为国家培养出更多、更优秀的人才,是高校 计算 机教学 中必须考虑的重要问题。 三、linux 在高校教育中的发展前景 1、Linux 概述 20 世纪 80 年代和 90 年代，全世界个人所使用的电脑操作系统大都是由 Microsoft 公 司开发的 Dos (Disk operating system )和 Windows .1995 年，Windows95 的推出更是奠 定了微软在操作系统领域的霸主地位，它更加优秀的、面向对象的图形用户界面，使得计算
    机不再是专业人员的工具，而从此走进了老百姓的生活。 但是，高级用户对操作系统有着更多的要求，如：能够在 网络 上运行，同时支持多个 用户，同时运行多个程序，等等。其实，早于 Dos 推出前，倡导自由软件文化的黑客们就 开始提出了在不考虑商业因素的氛围下，开发功能强大的免费的操作系统。Unix 就是在这 个以技术为主导的文化氛围中发展起来的。秉承这种精神，最初的 Unix 源代码被免费发放 给各个大学。这种源代码的可获得性使得 Unix 在众多不同的软件开发人员中流行开来。20 世纪 80 年代初，Unix 的开发从贝尔实验室转向了新泽西州更具有商业性质的 Summit 开发 实验室。在此期间，Unix 取得了商业上的成功，免费 时代 也意味着结束。截至 目前 ， Unix 依然被用在航空、天文、军事等领域，只是它昂贵的价格让平民望而却步。自由软件 文化的拥护者并没有停止努力。1991 年，赫尔辛基大学的一名学生 LinusTorvalds ，为了 完成一个探索性项目，开发了 Linux 。现在，世界各地有许多软件开发人员向 Linux 提供 软件。因为 Linux 的源代码可以免费获得，所以任何人都可以使用、更改或进一步完善该 软件。与不同的商业操作系统进行比较，Linux 有下列优点。 （1）.低廉的价格。Linux 最初是免费的，附加 应用 程序也是兼容免费的，即便是商 业化的 Linux 版本，价格也是相当低廉的。 （2）.可靠性。Linux 继承了 Unix 的优良特性，可以连续运行数月、数年而无须重新 启动。在过去十几年的广泛使用中，只有屈指可数的几个病毒感染过 Linux 。这种强免疫 性归功于 Linux 系统健壮、稳固的基础架构。Linux 的基础架构有相互无关的层组成，每 层都有特定的功能和严格的权限许可，从而保证其最大限度地稳定运行。 （3）.多用户。Linux 支持多个用户从相同的或不同的终端上同时使用同一台计算机， 而且没有商业软件所谓的许可证(License )的限制。在同一时间段中，Linux 系统中的每个 用户对自己的资源有特定的权限，不会相互 影响 。 （4）.多任务。在 Linux 系统中，可以同时运行许多程序。多任务是指除了许多用户 程序可以同时运行以外，Linux 操作系统本身还可以在后台运行程序。 （5）.图形用户界面。Windows 的图形用户界面是跟系统紧密相连的，如果图形用户界 面出现故障，整个计算机都不能正常工作。Linux 的字符界面下利用 shell 命令就可以实 现系统管理、网络服务等基本功能。Linux 图形用户界面只是为了让 Linux 的操作更简单。 Linux 图形用户界面中的运行程序如果出现故障，一般可以正常退出，不需要重新起机。 （6）.可移植性很强。Linux 是一种可移植性很强的操作系统，无论是掌上电脑、个人 计算机、小型机，还是中型机都可运行 Linux 。可以通过配置支持所有能够连接到计算机 的硬件类型，可以支持软盘驱动器、光盘驱动器、可移动磁盘、声卡、磁带设备、视频卡及 其他任何一种设备。 2、普及 Linux 的必要性 Windows 在全球已经得到普及性的使用，可是，它所带来的问题也是显而易见的，它的 垄断地位使得无论软件从业者付出多少努力，也都是在为微软掘金。 在中国，发展 Linux 更是必须要走的一条路。中国要构建自己的计算机系统，就必须 有自己的操作系统。发展 Linux 是我国发展整个高科技体系的要求。有关资料表明，从中 国的 PC 机市场发展趋势来看，中国今后每年仅为 Windows 操作系统支付的版权费用就有几 百个亿。［１］.如果听任外国的操作系统垄断中国的市场，那么在 经济 上的损失必将是巨 大的。开源软件不仅能大幅提升软件产业技术，打破已有的垄断和技术壁垒，而且还可以以 较低的成本取得相同的产品或服务，这对于国家来说，具有重大的意义。 大量使用微软的操作系统可能带来的安全性也是毋庸置疑的。反黑客攻击技术、防火墙、 智能网、数据加密技术、备份技术、防网络病毒措施等等，只是信息安全的外围技术。而信
    息安全的基础是底层软件特别是操作系统。因为操作系统是最基本的软件，是其他软件赖以 运行的基础平台。如果操作系统本身不安全，那么建立在这种系统上的防火墙、防毒加密等 措施又有多大作用呢?所以，操作系统本身的安全性，是一切信息系统安全的基础。如果计 算机在操作系统级依赖于别国的技术，那么就有可能在 政治 上，甚至在军事上受制于他国。 ［２］.更为严重的是，已经有人利用计算机信息安全在政治和军事上威胁和制约对方，计 算机操作系统的安全问题已经威胁到了国防安全。要真正保障网络和信息的安全，发展自主 的操作系统是当务之急。 很多国家也早已给予 Linux 更多的重视，使得它在全球受到极大的欢迎。据统计，在 欧洲服务器市场领域，Linux 的市场份额正在逐渐扩大。在西欧国家所有售出的 计算 机产 品中，Linux 目前 已经占到 15%的份额，而且预测的市场份额的增长呈加速度态势。在欧 洲的大学 教育 中，Linux 系统的 应用 已经十分普遍，大多科研机构都建立有完整的 Linux 网络 体系和 Linux 实验室。 亚洲已经成立了一个“开放源码三国同盟”。三国同盟的合作者分别是韩国的信息产业 联合会(FKII)、 中国 软件产业协会(CSIA)和日本信息服务产业协会(JISA)。此次合作构想 的中心是韩国的 FKII。这三大行业协会的负责人已经举行了会谈，并就三国同盟的基本路 线达成了一致。而三国政府，则在背后提供政策和资金方面的支持。 中国信息产业部副部长苟仲文在 2003 年访美时曾表示，中国将 发展 一个以 Linux 为 基础的国内软件行业，因为以公开源代码为代表的 Linux 软件与微软的 Windows 相比成本 更低廉。 3、我国 Linux 的人才培养与高校教育 随着 Linux 应用范围的迅速扩大，对 Linux 技术人才的需求空前高涨，但与广阔的市 场需求相对应的却是 Linux 人才的严重匮乏。目前所拥有的专业人才远远不能满足 Linux 迅速发展的需要，不仅高级的专业型 Linux 技术人才寥寥无几，就连基础应用人才也没有 形成规模。据统计，未来五年内我国 Linux 人才缺口将达到 120 万［３］。而成为一名 Linux 技术人才，无论是职业发展还是薪酬待遇，都将获得更为广阔的发展空间。 高等学校是新技术、新事物最好的试验田。2004 年 12 月 6 日教育部、 科技 部关于组建 国家 Linux 技术培训与推广中心的通知说：随着软件产业的快速发展，操作系统作为软件 产业的核心，不仅 影响 软件产业发展的核心竞争力，而且对于加强国家信息安全和增强国 家的综合实力至关重要。因此，我国要积极推广使用国产 Linux 操作系统。根据国家软件 产业发展的需要，拟建立 20 个左右国家 Linux 技术培训与推广中心。在 Linux 的推广过程 中，高校责无旁贷地成为先行军。基于目前 Linux 人才极度匮乏的现状，在高校里，首先 要完成的任务应当是： ●在本科和软件工程硕士层次培养 Linux 人才，及时补充当前人才市场对 Linux 人才 的需求。 ●把 Linux 内容 列为大学计算机 考试 大纲，在全校范围内开设普及 Linux 的基础课 程。 ●培养 Linux 方面的师资力量，可以组织专业教师培训、讲座、交流等多种形式的活动， 以尽快培养这方面的师资。 ●尽快完善 Linux 水平考试认证体系。 ●参与 Linux 系统软件的研制、开发与推广应用。 在 Linux 的普及活动中，我们无法避开一些 问题 ，这些问题的主要根源就是认识不 足。目前，非计算机领域的工作者对 Linux 缺乏认识，这给 Linux 的普及工作带来很大的 障碍。由学生担当主体的中国 Linux 用户社团无法正确驾驭自身及建立起和大环境互补的
    社群，所以，形成一个规模相当的舆论或社群的关键是大量从业人员的加入，一方面带来了 经过实践考证的思想和技术，另一方面也给未来的主力——学生们带来第一手 学习 资料和 研究 资料。由舆论所推动的用户需求去促进更多的大、中、小 IT 公司一边采用 Linux ， 一边为了自己的生存和发展通过商业手段来影响政府以制定更利于其发展的 法律 法规，形 成初步的行业规范。 尽管 Linux 的普及活动势在必行，但是也有人会怀疑它的可行性。首先，它将要涉及的 不仅仅是教育界，而且是全国范围内的各个行业。其次，人们对 Linux 操作系统接受的能 力增强，接受的速度增大。不过，归根结底，就是一个问题，那就是 Linux 是否容易学习。 作为国产操作系统，红旗 Linux 正是考虑到这样的问题，把图形界面制作得与 Windows 极 为相似。金山 WPS 也已经准备好了运行在 Linux 上的办公软件。对于 Microsoft office 的 用户来说，使用国产的 WPS 易如反掌。 尽管推广 Linux 的路途势必是曲折的，但是我们相信在政府、教育界、各大 企业 等各 方面的支持下，Linux 走向普及化的日程指日可待。 计算机 081 金珍 2010-10-26
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