操作系统：功能和类型
计算机操作系统处理硬件和软件之间的交互，以及处理进程和内存等其他功能。
每个移动设备、计算机或类似的电子设备都配备了特定的软件或引擎，您可以称之为操作系统。这个引擎增强了计算机或智能手机的实用性。
windows操作系统、linux、macos、android、ios和ubuntu是市场上使用最多的操作系统，但其他操作系统呢？
除了它们，市场上还有许多大多数人不知道的操作系统。
无论您是个人、小型企业还是大型企业，使用合适的操作系统非常重要。
在本文中，我将讨论不同类型的操作系统及其功能、优点和缺点。
让我们开始吧！
什么是操作系统？
操作系统（os）是一种管理计算机硬件和软件资源的软件（或系统软件），为不同的计算机程序提供公共服务。
操作系统管理计算机硬件或计算机系统的物理组件，如外壳、键盘、鼠标、cpu、主板、显卡、存储设备、显示器、扬声器、硬盘驱动器等。
为了管理硬件功能（如内存分配、输入和输出），操作系统作为硬件和程序之间的中间人起作用。
同样，操作系统管理软件资源 – 系统软件和应用软件。这包括web浏览器、设备驱动程序、电子邮件程序、会计软件、媒体播放器等。
它监视和控制驻留在设备中的系统软件和应用程序的执行。
操作系统的主要目标是：
- 操作系统增强了机器的使用，使用户能够立即开始并快速完成任务，而不必浪费时间从一开始就进行系统配置。
- 操作系统确保资源的高效使用。这就是为什么不需要配置系统。
- 它设计的方式使得能够有效地开发、引入新功能、测试等，而不会干扰服务。
- 它还确保资源在各个用户和进程之间公平共享。
操作系统的功能
- 资源管理：操作系统管理cpu时间、内存和其他资源，并将它们分配给计算机上运行的多个程序。
- 进程管理：操作系统负责管理、停止和启动程序和进程。它控制进程的时间。
- 内存管理：它管理计算机的内存，并提供推进内存使用的机制。
- 作业计费：它跟踪不同用户在其任务中使用的资源和时间。
- 安全性：操作系统通过实施多种机制和安全策略（如加密、访问控制等）为应用程序、数据和用户提供更安全的环境。
- 设备管理：操作系统管理输入和输出设备，如键盘、鼠标、打印机和显示器。此外，它提供必要的接口和驱动程序，以允许计算机与外部设备之间的通信。
- 网络：操作系统提供网络功能，包括管理网络连接、共享资源、处理网络协议和建立不同网络之间的连接。
- 文件管理：操作系统组织和管理文件系统，如创建、操作和删除目录和文件。
- 备份和恢复：操作系统提供机制，可以即时备份重要数据，并在系统错误、灾难和故障的情况下恢复数据。
- 用户界面：操作系统提供用户界面，允许用户与设备进行交互。这些界面可以是命令行界面（cli）、图形用户界面（gui）或cli和gui的组合。
- 系统调用：操作系统提供系统调用，允许应用程序与操作系统进行交互，以访问资源。系统调用提供操作系统和应用程序之间的标准接口，确保在多个软件和硬件平台上的兼容性和可移植性。
- 性能监控：操作系统提供优化和监控系统性能的工具，如优化资源使用、识别瓶颈和分析系统指标和日志。
- 虚拟化：操作系统具有虚拟化能力，可以在一台物理机上运行多个操作系统和应用程序。这样可以灵活管理不同的工作负载，高效利用资源。
- 时间共享：操作系统通过时间共享机制，使许多用户可以共享计算机系统和资源，以实现资源的高效和公平分配。
操作系统的类型
#1. 单任务操作系统
单任务操作系统，也称为单用户操作系统，专为家用计算机设计。在这里，只允许一个用户同时执行单个任务/工作。该操作系统专为无线电话和双向消息设备而构建。
特点：
- 支持图片和视频下载
- 允许打印文档
- 提供输入/输出管理
- 解释用户的命令
优点：
- 占用内存较少
- 成本效益
缺点：
- 一次只能执行一个作业/任务
- 不像其他操作系统那样复杂
#2. 多任务操作系统
多任务操作系统允许用户同时执行多个程序。这意味着单个用户可以同时执行多个任务/作业。通常在笔记本电脑和个人电脑上找到。它有两种类型：
- 抢占式：操作系统通过与一个程序共享一个时间段来计算中央处理时间。
- 合作式：这可以通过依赖每个进程在定义的数组中给多个方法时间来实现。例如，在制作视频时点击图像。
特点：
- 支持在观看电影时下载图像
- 资源分配
- 进程管理
- 文件管理
优点：
- 节省时间
- 在较短时间内生产力更高
- 内存使用较少
缺点：
- 需要更多的空间
- 更复杂
#3. 批处理操作系统
批处理操作系统不直接与系统交互。有一个操作系统，接受具有相似需求的作业并将它们分组成多个批次。此外，操作员的工作是对具有相似需求的不同作业进行排序，例如银行对账单、工资系统等。
特点：
- 作业的分组基于相似性
- cpu按照操作员安排的定义顺序执行这些作业，以便以队列方式完成所有作业。
优点：
- 批处理操作系统的处理器在作业在队列中时，知道作业的时间
- 空闲时间较少
- 批处理操作系统中的大型工作易于管理
- 多个用户可以使用此系统
缺点：
- 批处理操作系统中的调试较为复杂
- 成本高
- 其他作业需要等待一个作业正在运行时。
#4. 多用户操作系统
在多用户操作系统中，多个用户可以同时访问各种资源。这可以通过连接到单个计算机系统的不同个人计算机之间的公共网络来实现。这样，多个用户可以同时访问单个机器。
特点：
- 资源共享
- 时间共享
- 后台共享
- 不可见性
优点：
- 它帮助系统在多个用户之间共享数据
- 它允许系统共享硬件资源，如打印机
- 用户可以轻松与他人分享他们的工作
- 服务系统化和稳定
缺点：
- 设置需要昂贵的硬件
- 由于数据共享，隐私成为问题
- 由于多个用户在同一环境中工作，整体性能可能受到影响。
#5. rtos
实时操作系统（rtos）是一种在规定的截止日期内为实时应用程序提供特定功能的操作系统。这些系统专门设计用于微控制器和关键系统。
特点:
- 与通用操作系统相比，占用空间小
- 这些系统响应速度快
- 它提供基于优先级的调度
- 时间信息
优点:
- 系统和设备的利用率最大
- 切换任务所需的时间较少
- 它专注于运行应用程序
- 该系统的大小较小，因此可以轻松嵌入系统中
缺点:
- 它只能执行有限的任务
- 所使用的算法复杂
- 它执行最小的任务切换
#6. 网络操作系统
网络操作系统是一种将多台计算机和设备连接到给定网络并让它们共享同一网络上的资源的系统。它帮助创建和管理用户帐户，控制对资源的访问，提供设备间的通信，并监视网络。
特点:
- 数据库和文件系统共享
- 创建备份
- 互联网互连
- 一个网络上的应用程序和打印机共享
- 安全功能，如访问控制和身份验证
优点:
- 它可以从多个位置远程访问服务器
- 它提供良好的安全性
- 高度稳定
缺点:
- 成本高
- 需要定期维护
- 依赖于中心位置
#7. 分布式操作系统
分布式操作系统是由多个自治计算机组成的集合，这些计算机在物理上分隔，但通过配备分布式系统的集中网络连接。自治系统可以通过访问和共享文件以及资源执行不同的任务来与每个系统进行通信。
特点:
- 资源共享
- 并发性
- 可扩展性
- 容错性
- 异构性
- 透明性
- 开放性
优点:
- 性价比更高
- 灵活性高
- 可用性和可靠性更高
- 可扩展性高
缺点:
- 如果节点尝试同时发送数据，网络将超载
- 相关软件目前不可用
- 由于易于访问，安全性可能成为问题
移动操作系统是一种允许平板电脑、智能手机和其他相关设备轻松运行程序和应用程序的系统。它在软件功能和硬件组件之间提供了一个界面。它在开机时提供了磁贴、图标、信息、应用程序访问等功能。
特点：
– 设备管理
– 处理器调度或管理
– 内存管理
– 安全性，如密码、指纹扫描等
– 文件管理
– 错误检测
– 跟踪系统性能
优点：
– 用户友好
– 轻巧
– 允许用户定制设备以适应其需求
– 频繁发布新的更新
缺点：
– 大多数移动操作系统都针对特定硬件执行任务，比如苹果ios
– 移动操作系统容易受到安全漏洞的影响
– 电池寿命有限
– 当新版本升级上市时，需要手动升级硬件
嵌入式操作系统是为特定设备而不是计算机执行任务的操作系统。其主要目标是执行使设备执行其工作的代码。此外，该系统使软件能够访问硬件。
特点：
– 实时操作
– 低制造成本
– 紧凑的设计约束
– 保护机制
优点：
– 可移植性
– 硬件要求较低
– 与其他操作系统相比速度更快
– 高度可预测
缺点：
– 需要进行高度修改
– 定制需要更多时间
– 优化较少
虚拟化操作系统指的是使用软件在虚拟系统中模拟硬件功能。这使得it组织能够运行多个操作系统。它允许硬件同时执行多个操作系统映像。
特点：
– 资源分配
– 轻量级
– 可伸缩性
– 简单管理
– 可移植性
– 安全性
优点：
– 允许更高的资源效率
– 大大降低成本
– 部署快速
缺点：
– 由于容器共享相似的主机操作系统，存在安全风险
– 隔离性有限
– 设置和管理复杂，需要更多的知识和技能
– 硬件访问受限
云操作系统是指使用软件在虚拟系统中模拟硬件功能。这使得it组织能够运行多个操作系统。它允许硬件同时执行多个操作系统映像。
特点：
– 资源分配
– 轻量级
– 可伸缩性
– 简单管理
– 可移植性
– 安全性
优点：
– 允许更高的资源效率
– 大大降低成本
– 部署快速
缺点：
– 由于容器共享相似的主机操作系统，存在安全风险
– 隔离性有限
– 设置和管理复杂，需要更多的知识和技能
– 硬件访问受限
云操作系统是设计用于虚拟化和云计算环境的。它管理多个虚拟机的操作。其功能可以根据使用的云服务和虚拟环境而变化。
此外，它可以管理不同虚拟基础设施、虚拟机和虚拟服务器的操作、执行和处理。
特点：
- 它可以根据需求轻松扩展
- 可以集成安全功能，如双重身份验证、单点登录等
- 集成了许多现代解决方案
- 提供备份和恢复功能
优点：
- 由于可以随时随地使用，因此提供更大的灵活性
- 允许开发人员通过快速部署来加速开发过程
- 只支付所选择的资源，因此成本效益高
- 从任何设备更容易访问
缺点：
- 在与现有系统集成时可能会感到复杂
- 可能会有意外的费用
- 需要关注在线威胁和数据隐私等安全风险
- 在自然灾害发生时可能会遇到停机情况
热门操作系统
全球使用最广泛的操作系统如下：
windows操作系统
windows操作系统是由微软开发的图形化操作系统。它允许用户轻松使用计算机系统，阅读和存储数据，连接到互联网，玩游戏，观看视频和运行不同的应用程序。它适用于专业和个人使用。
根据statcounter的数据，截至2023年7月，windows操作系统是全球个人电脑上使用最广泛的操作系统，市场份额为69.51%。
macos
macos是由苹果公司开发的unix操作系统。它用于苹果mac电脑。由于对特定硬件的优化，macos的性能响应迅速。
此外，它是全球个人电脑领域使用第二广泛的操作系统，市场份额为20.44%。
linux
linux是一种开源操作系统，直接管理系统的资源和硬件，如内存、存储和cpu。
linux操作系统位于硬件和应用程序之间，允许物理资源和软件连接进行工作。在全球个人电脑操作系统使用中，它位居windows操作系统和macos之后，市场份额为3.24%。
ubuntu
ubuntu是基于debian的linux操作系统，主要由开源和免费软件组成。ubuntu发布了适用于物联网设备和机器人的桌面、核心和服务器版本。它是云计算的流行操作系统。
android
android是一种基于linux的移动操作系统，适用于平板电脑和智能手机。该平台使用linux内核、一个web浏览器、终端用户应用程序和一个图形用户界面。它主要使用java语言编写代码和其他语言。
android的主要目标是为最终用户提供良好的体验，使其成为一个高效的操作系统。根据statcounter的数据，它也是世界上使用最多的移动操作系统，市场份额达到70.9%。
ios
apple ios是由苹果公司开发和销售的移动操作系统。它驱动苹果的移动设备，并且是仅次于android的安装量最多的移动操作系统，市场份额为28.36%。
结论
市场上有不同类型的操作系统，每个操作系统都具有不同的功能和特性，以及优缺点。
因此，如果你想选择适合你使用场景的操作系统，必须充分了解你的需求和预算。你必须选择一个能够高效管理存储和内存、保护你的隐私、保护你的数据并适合你的预算的操作系统。
你还可以探索用于渗透测试和数字取证的免费操作系统。
