作 業 系 統 簡 介 光 有 電 腦 硬 體, 會 不 容 易 使 用 必 須 要 有 適 當 的 程 式, 才 方 便 操 作 硬 體 衍 生 作 業 系 統 需 求 : 提 供 方 便 使 用 者 執 行 程 式 平 台 有 效 使 用 各 種 電 腦 硬 體 資 源 Jingo C. Lia

第 三 章 作 業 系 統 概 論 Reporter : Jingo C. Liao 廖 正 宏 E-mail : jingo@mail.tku.edu.tw 章 節 列 表 1. 什 麼 是 作 業 系 統 2. 作 業 系 統 的 主 要 功 能 3. 作 業 系 統 的 核 心 程 式 4. 作 業 系 統 的 演 進 歷 史 5. 常 見 流 行 的 作 業 系 統 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 2 1

作 業 系 統 簡 介 光 有 電 腦 硬 體, 會 不 容 易 使 用 必 須 要 有 適 當 的 程 式, 才 方 便 操 作 硬 體 衍 生 作 業 系 統 需 求 : 提 供 方 便 使 用 者 執 行 程 式 平 台 有 效 使 用 各 種 電 腦 硬 體 資 源 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 3 作 業 系 統 簡 介 何 謂 作 業 系 統? 介 於 電 腦 硬 體 與 使 用 者 應 用 軟 體 之 間 的 程 式, 由 眾 多 相 關 程 式 所 組 成 程 式 ( 或 軟 體 ) 可 以 區 分 為 : 系 統 程 式 : 作 業 系 統 公 用 程 式 程 式 開 發 工 具 資 料 庫 管 理 系 統 等 應 用 程 式 : 文 書 編 輯 軟 體 Word 影 像 處 理 軟 體 PhotoImpact 等 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 4 2

作 業 系 統 簡 介 作 業 系 統 電 腦 硬 體 和 應 用 軟 體 之 間 的 關 係 圖 : Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 5 作 業 系 統 簡 介 作 業 系 統 主 要 功 能 : 提 供 應 用 軟 體 執 行 的 平 台 分 配 與 管 理 系 統 資 源 提 供 使 用 者 操 作 介 面 命 令 列 操 作 介 面 圖 形 化 使 用 者 介 面 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 6 3

作 業 系 統 簡 介 命 令 列 操 作 介 面 MS-DOS 的 命 令 列 操 作 介 面 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 7 作 業 系 統 簡 介 圖 形 化 使 用 者 介 面 Windows 7 的 圖 形 化 使 用 者 介 面 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 8 4

作 業 系 統 簡 介 核 心 程 式 (Kernel) 又 稱 為 監 督 程 式 (Supervisor program) 負 責 協 調 與 控 制 電 腦 資 源 的 管 理 維 持 作 業 系 統 正 常 運 作 必 要 時 會 將 其 它 作 業 系 統 程 式 載 入 記 憶 體 內 執 行 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 9 作 業 系 統 簡 介 電 腦 開 機 過 程 : 1. 唯 讀 記 憶 體 (ROM) 內 含 一 組 基 本 的 輸 出 入 函 式, 稱 為 基 本 輸 出 入 系 統 (basic input output system, 簡 稱 BIOS), 其 內 含 引 導 程 式 (bootstrap program) 2. 開 機 時,BIOS 先 檢 查 電 腦 硬 體, 後 執 行 引 導 程 式 3. 引 導 程 式 將 磁 碟 ( 或 光 碟, 或 其 他 儲 存 媒 體 ) 內 的 作 業 系 統 核 心 程 式 載 入 到 記 憶 體 中, 然 後 將 CPU 的 執 行 權 移 交 給 核 心 程 式 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 10 5

作 業 系 統 簡 介 電 腦 開 機 過 程 : Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 11 作 業 系 統 的 演 進 作 業 系 統 演 進 與 電 腦 硬 體 發 展 關 係 : Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 12 6

作 業 系 統 的 演 進 批 次 處 理 系 統 : 第 一 代 電 腦 由 真 空 管 所 構 成, 運 算 數 度 慢, 記 憶 體 容 量 小, 能 執 行 的 工 作 少 作 業 系 統 的 概 念 尚 未 形 成, 需 人 為 操 作 電 腦 第 二 代 電 腦 採 用 電 晶 體, 體 積 小 速 度 快 可 靠 度 高 發 明 工 作 控 制 語 言, 指 定 程 式 執 行 的 順 序 以 及 所 需 使 用 的 系 統 函 式 庫, 自 動 執 行, 無 須 人 為 介 入, 提 升 電 腦 使 用 效 率 將 相 同 或 類 似 的 工 作 排 在 一 起, 稱 為 一 個 批 次, 然 後 由 電 腦 分 批 執 行, 稱 為 批 次 處 理 這 是 構 成 作 業 系 統 的 雛 形 屬 於 單 工 系 統, 一 次 只 能 服 務 一 位 使 用 者 往 返 時 間 是 使 用 者 開 始 提 交 工 作, 直 到 完 成 所 需 時 間, 它 是 評 估 批 次 處 理 系 統 的 重 要 指 標 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 13 作 業 系 統 的 演 進 批 次 處 理 系 統 : Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 14 7

作 業 系 統 的 演 進 批 次 處 理 系 統 : 工 作 控 制 語 言 範 例 : 將 OLDFILE 複 製 到 NEWFILE IBM OS/360 的 工 作 控 制 語 言 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 15 作 業 系 統 的 演 進 多 元 程 式 處 理 系 統 : 第 三 代 電 腦 採 用 積 體 電 路 (IC) 技 術, 可 將 數 百 個 電 晶 體 放 在 一 個 矽 晶 片 內, 體 積 更 小, 速 度 更 快, 記 憶 體 容 量 更 大 因 記 憶 體 容 量 變 大, 發 展 多 元 程 式 處 理 系 統 讓 多 個 工 作 可 以 同 時 載 入 記 憶 體 中 當 某 一 個 工 作 進 行 I/O 動 作 時 ( 例 如 工 作 1),CPU 就 會 切 換 到 記 憶 體 內 的 另 一 個 工 作 ( 例 如 工 作 2) 待 工 作 1 的 I/O 結 束 後, 即 可 重 新 獲 得 CPU, 繼 續 執 行 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 16 8

作 業 系 統 的 演 進 分 時 系 統 : 使 用 者 需 要 可 與 電 腦 直 接 互 動, 因 此 產 生 了 分 時 系 統 將 CPU 時 間 切 割 成 許 多 小 段, 稱 為 時 間 片 段 (time slice) 千 分 之 一 秒 :ms (millisecond) 工 作 輪 流 在 其 時 間 片 段 內 執 行 其 程 式, 當 時 間 片 段 用 完, 工 作 尚 未 結 束, 就 在 下 一 輪 繼 續 執 行 其 程 式, 一 直 到 工 作 結 束 為 止 若 時 間 片 段 尚 未 用 完, 程 式 就 已 結 束 或 是 進 行 I/O 動 作,CPU 會 接 著 執 行 下 一 個 工 作, 不 會 閒 置 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 17 作 業 系 統 的 演 進 分 時 系 統 : 在 分 時 系 統 下, 每 個 執 行 的 程 式 稱 為 工 作 (task), 故 又 可 稱 為 多 工 系 統 隨 時 可 與 使 用 者 互 動, 又 可 稱 為 互 動 式 系 統 回 應 時 間 是 指 使 用 者 輸 入 命 令 或 資 料 後, 直 到 電 腦 回 覆 該 命 令 或 資 料 執 行 的 結 果 所 需 的 時 間 回 應 時 間 當 然 是 越 短 越 好, 系 統 就 越 成 功 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 18 9

作 業 系 統 的 演 進 分 時 系 統 : Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 19 作 業 系 統 的 演 進 多 處 理 器 系 統 : 1970 年 代 開 始, 超 大 型 積 體 電 路 (VLSI) 為 第 四 代 電 腦 所 採 用, 由 於 積 體 電 路 技 術 的 進 步, 數 以 千 計 的 電 晶 體 可 以 放 進 一 個 晶 片 內 VLSI 的 特 性 是 體 積 更 小 CPU 運 算 數 度 更 快 記 憶 體 容 量 更 大 穩 定 性 更 高 價 格 更 低 廉 將 多 個 CPU 處 理 器 放 入 一 部 電 腦 中, 讓 這 些 處 理 器 能 同 時 對 於 一 個 工 作 分 工 執 行, 以 縮 短 程 式 執 行 的 時 間, 稱 之 為 多 處 理 器 系 統 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 20 10

作 業 系 統 的 演 進 多 處 理 器 系 統 : Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 21 作 業 系 統 的 演 進 多 處 理 器 系 統 : 這 些 CPU 可 以 同 時 執 行 工 作, 緊 密 溝 通, 共 用 匯 流 排 時 脈 記 憶 體 及 周 邊 設 備 等 因 其 可 以 同 時 執 行 工 作, 又 稱 為 平 行 系 統 又 因 這 些 CPU 共 用 電 腦 內 的 記 憶 體 等 資 源, 又 稱 為 緊 密 耦 合 系 統 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 22 11

作 業 系 統 的 演 進 多 處 理 器 系 統 : 優 點 : CPU 同 時 運 算, 產 量 (throughput) 提 昇 共 用 周 邊 設 備, 節 省 成 本 電 腦 的 可 靠 度 增 加 若 某 個 CPU 損 壞, 電 腦 不 會 因 此 而 當 機, 原 本 損 壞 的 CPU 所 執 行 的 工 作, 可 由 其 他 CPU 接 手 來 執 行, 因 而 只 造 成 系 統 的 執 行 效 率 降 低 而 已, 這 稱 為 優 雅 衰 減 電 腦 可 靠 度 增 力, 若 某 一 個 CPU 損 壞, 不 會 因 此 而 當 機 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 23 作 業 系 統 的 演 進 多 處 理 器 系 統 : 依 硬 體 結 構 可 分 為 : 對 稱 性 多 處 理 器 系 統 所 有 CPU 的 地 位 都 相 同, 作 業 系 統 依 照 需 求 分 派 工 作 給 各 個 CPU,CPU 之 間 則 相 互 配 合 非 對 稱 性 多 處 理 器 系 統 有 一 個 CPU 當 作 主 要 處 理 器, 用 來 執 行 作 業 系 統 的 工 作 其 他 CPU 為 從 屬 處 理 器, 負 責 主 要 處 理 器 所 交 代 的 工 作 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 24 12

作 業 系 統 的 演 進 即 時 系 統 : 在 很 多 的 應 用 中, 電 腦 系 統 對 於 輸 入 訊 號 的 處 理, 其 回 應 時 間 非 常 重 要, 必 須 在 規 定 的 時 間 內 做 出 反 應, 否 則 會 面 臨 極 度 的 危 險 例 如 汽 車 的 防 鎖 死 煞 車 系 統 (ABS) 即 時 系 統 又 可 以 分 為 : 硬 即 時 系 統 的 要 求 非 常 嚴 苛, 即 時 工 作 必 須 在 回 應 時 間 內 完 成 一 般 而 言, 與 安 全 相 關 的 系 統 均 屬 於 硬 即 時 系 統 軟 即 時 系 統 的 要 求 比 較 寬 鬆, 即 時 工 作 的 執 行 擁 有 最 高 的 優 先 權 即 可, 直 到 執 行 完 畢 為 止, 若 沒 有 在 回 應 時 間 內 完 成, 只 是 造 成 系 統 的 效 能 變 差, 不 會 影 響 系 統 的 執 行 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 25 作 業 系 統 的 演 進 即 時 系 統 : 硬 即 時 系 統 的 快 速 回 應 示 意 圖 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 26 13

作 業 系 統 的 演 進 分 散 式 系 統 : 由 於 網 路 的 誕 生, 一 個 工 作 可 以 分 成 幾 個 部 分, 透 過 網 路 連 結, 分 派 給 網 路 上 不 同 的 電 腦 執 行, 最 後 再 將 結 果, 經 由 網 路, 彙 整 回 來, 這 就 是 所 謂 的 分 散 式 系 統 透 過 網 路 連 結, 彼 此 可 以 共 享 資 源 交 換 訊 息 和 分 工 合 作 最 大 特 點 是 透 通 性, 使 用 者 不 需 要 知 道 他 的 工 作 分 配 在 哪 些 電 腦 執 行, 甚 至 他 的 資 料 放 在 網 路 上 的 哪 些 電 腦 也 不 用 瞭 解 在 分 散 式 系 統 中, 每 個 電 腦 都 有 自 己 的 區 域 記 憶 體, 所 以 分 散 式 系 統 是 屬 於 鬆 散 耦 合 系 統 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 27 作 業 系 統 的 演 進 分 散 式 系 統 : 工 作 分 派 示 意 圖 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 28 14

作 業 系 統 的 演 進 嵌 入 式 系 統 : 由 於 VLSI 技 術 進 步, 微 處 理 器 體 積 越 來 越 小 運 算 速 度 越 來 越 快 價 格 越 來 越 低 廉, 這 些 因 素, 使 得 電 腦 在 我 們 的 生 活 周 遭 無 所 不 在 舉 凡 洗 衣 機 冷 氣 機 微 波 爐 MP3 音 響 智 慧 型 家 電 遊 樂 器 醫 療 儀 器, 還 有 前 面 所 提 及 汽 車 內 的 ABS 系 統, 都 含 有 微 處 理 器 的 身 影, 稱 為 嵌 入 式 系 統 它 隱 藏 在 其 它 的 系 統 之 中, 有 其 特 殊 的 用 途, 而 非 當 成 一 般 通 用 處 理 器 來 使 用 此 種 系 統 沒 有 或 只 有 少 許 介 面, 功 能 有 限 且 原 始, 主 要 作 為 監 控 硬 體, 多 媒 體 的 壓 縮 / 解 壓 縮 等 遊 樂 之 用 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 29 作 業 系 統 的 演 進 嵌 入 式 系 統 : Neuro / Fuzzy 的 智 慧 型 洗 衣 機 示 意 圖 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 30 15

作 業 系 統 的 演 進 手 持 式 系 統 : 因 應 行 動 計 算 時 代 來 臨, 將 電 腦 體 積 越 做 越 小, 方 便 手 持 攜 帶, 隨 時 可 以 進 行 計 算 的 作 業 系 統, 稱 為 手 持 式 系 統 例 如 : 個 人 數 位 助 理 (PDA) 與 3G 手 機 等, 此 系 統 因 受 限 於 體 積 的 關 係, 一 般 記 憶 體 較 少 CPU 運 算 速 度 較 慢 螢 幕 較 小 另 外, 因 為 使 用 電 池 關 係, 供 電 時 數 有 限 在 系 統 設 計 上, 必 須 考 量 精 簡 記 憶 體 的 使 用 降 低 CPU 的 負 擔 如 何 在 有 限 的 螢 幕 上 顯 示 資 料 以 及 如 何 利 用 省 電 運 算, 讓 手 持 式 系 統 的 續 航 力 可 以 提 升 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 31 常 見 作 業 系 統 常 見 的 作 業 系 統 如 下 : Unix Linux MS-DOS Windows Mac OS Windows Embedded Windows Mobile Android ios Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 32 16

常 見 作 業 系 統 Unix 1965 年, 由 麻 省 理 工 學 院 (MIT) 奇 異 公 司 (GE) 與 AT&T 貝 爾 實 驗 室 (Bell Labs) 共 同 合 作 MULTICS 計 畫, 期 望 能 在 中 大 型 主 機 上, 開 發 一 套 交 談 式 操 作 介 面, 提 供 1000 部 終 端 機 及 300 人 使 用 的 作 業 系 統, 但 是 計 畫 失 敗 當 時 參 與 計 畫 的 貝 爾 實 驗 室 成 員 Ken Tompson 與 另 外 一 位 科 學 家 Dennis Ritchie 共 同 合 作, 於 1971 年 針 對 迪 吉 多 公 司 (DEC) 的 PDP-7 迷 你 電 腦, 開 發 了 一 個 全 新 的 多 使 用 者 分 時 作 業 系 統 Unix Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 33 常 見 作 業 系 統 Unix 後 來 移 植 到 PDP-11 時, 發 現 其 組 合 語 言 程 式 碼 必 須 大 幅 改 寫 兩 人 將 早 期 的 B 語 言 改 編 為 C 語 言 ( 最 原 始 的 C 語 言, 其 版 本 稱 為 K&RC ) 在 1973 年 時, 使 用 C 語 言 重 寫 了 Unix 的 原 始 碼 此 為 世 界 上 第 一 個 使 用 高 階 程 式 語 言 撰 寫 的 作 業 系 統 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 34 17

常 見 作 業 系 統 Unix 1970 年 代 晚 期, 貝 爾 實 驗 室 將 Unix 系 統 贈 送 給 許 多 大 學, 使 它 成 為 學 生 最 熟 悉 的 系 統 隨 著 Unix 系 統 不 斷 演 進, 也 發 展 出 許 多 不 同 分 支 例 如 :AIX HP-UX Solaris FreeBSD System V Linux 等 早 期 Unix 為 命 令 列 操 作 介 面, 後 來 也 提 供 圖 形 化 使 用 者 介 面 例 如 X-Window 和 Motif Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 35 常 見 作 業 系 統 Unix 主 從 式 架 構 為 Unix 系 統 的 主 要 貢 獻 之 一, 將 作 業 系 統 分 成 伺 服 器 版 本 與 用 戶 端 版 本 前 者 安 裝 於 伺 服 器 上, 負 責 管 理 資 源, 並 提 供 服 務 後 者 安 裝 在 用 戶 端, 負 責 與 使 用 者 溝 通 由 於 Unix 系 統 具 有 高 穩 定 性 高 移 植 性 多 人 多 工 和 高 安 全 性 等 優 點 到 目 前 為 止, 仍 為 各 大 學 及 企 業 所 使 用 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 36 18

常 見 作 業 系 統 Linux 在 Linux 之 前 : 1979 年 起, 微 軟 曾 先 後 發 展 過 16 位 元 及 32 位 元 個 人 電 腦 上 的 Unix 系 統, 稱 為 Xenix 但 於 1987 年, 因 開 發 OS/2 關 係, 而 將 Xenix 轉 讓 給 SCO 公 司, 後 來 稱 為 SCO Unix 1984 年,Andrew Tanenbaum 教 授 為 了 教 學 之 便, 自 己 親 自 撰 寫 了 一 個 在 個 人 電 腦 上 面 執 行 的 Unix-like 核 心 程 式, 稱 為 Minix, 並 於 1986 年 完 成 並 於 次 年, 出 版 了 Minix 相 關 書 籍 和 原 始 程 式 碼, 於 是 學 生 開 始 有 了 學 習 Unix 核 心 程 式 設 計 的 機 會 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 37 常 見 作 業 系 統 Linux 在 Linux 起 源 : 1991 年, 芬 蘭 赫 爾 辛 基 大 學 的 學 生 Linus Torvalds 以 Unix 為 基 礎, 並 參 考 Minix, 開 發 出 一 套 安 裝 在 個 人 電 腦 上 的 作 業 系 統, 稱 為 Linux 當 Linux 的 核 心 程 式 公 佈 在 Internet 後, 得 到 全 世 界 程 式 設 計 人 員 的 支 持, 紛 紛 投 入 Linux 的 強 化 功 能, 讓 Linux 系 統 得 以 和 各 種 周 邊 設 備 相 容 並 日 趨 穩 定 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 38 19

常 見 作 業 系 統 Linux 開 放 原 始 碼 概 念 : Linux 採 用 開 放 原 始 碼 的 方 式 推 廣, 軟 體 原 創 者 將 其 Beta 測 試 版 本 原 始 程 式 碼 及 相 關 文 件 公 佈 於 Internet 上, 讓 其 他 人 免 費 下 載 安 裝 與 使 用 若 有 人 發 現 錯 誤 或 不 符 合 需 求, 可 以 將 之 加 以 修 改 或 強 化 功 能, 並 將 這 些 改 變 告 訴 原 創 者 原 創 者 會 將 之 整 合 至 更 新 的 版 本, 繼 續 公 佈 於 Internet, 接 受 更 多 人 的 建 議 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 39 常 見 作 業 系 統 Linux 安 裝 套 件 概 念 : Linux 僅 具 有 核 心 程 式 與 其 提 供 的 工 具 很 多 商 業 公 司 或 非 營 利 團 體, 將 Linux 的 核 心 程 式 工 具 和 其 他 軟 體 整 合 起 來, 加 上 自 己 具 有 創 意 的 工 具 程 式, 便 成 為 可 完 整 安 裝 套 件, 透 過 光 碟 或 網 路 直 接 安 裝 管 理 Linux 系 統 Linux 的 安 裝 套 件 非 常 多 例 如 :Red Hat SuSE Ubuntu Fedora Debian 等 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 40 20

常 見 作 業 系 統 MS-DOS 起 源 : 1980 年, 西 雅 圖 電 腦 產 品 公 司 一 名 24 歲 的 程 式 設 計 師 Tim Paterson, 花 了 4 個 月 的 時 間, 撰 寫 出 了 86-DOS 作 業 系 統 1981 年 7 月, 微 軟 向 該 公 司 購 得 全 部 版 權, 並 將 之 更 名 為 MS- DOS 隨 後,IBM 公 司 發 佈 了 第 一 台 個 人 電 腦, 當 時 採 用 的 作 業 系 統 是 86-DOS, 微 軟 很 快 改 進 了 MS-DOS, 並 使 它 成 功 地 成 為 IBM PC 所 採 用 的 作 業 系 統 同 年 8 月, 正 式 發 佈 MS-DOS 1.0 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 41 常 見 作 業 系 統 MS-DOS MS-DOS 為 單 一 使 用 者 的 作 業 系 統, 一 次 只 能 執 行 一 個 程 式 在 CPU 和 記 憶 體 方 面 的 管 理 需 求 較 少, 反 而 是 需 要 對 於 磁 碟 提 供 較 多 的 管 理, 故 而 稱 為 磁 碟 作 業 系 統 (DOS) 採 用 命 令 列 操 作 介 面, 使 用 者 必 須 透 過 鍵 盤 輸 入 指 令, 才 能 讓 電 腦 工 作 曾 在 個 人 電 腦 的 作 業 系 統 世 界 叱 吒 風 雲 10 年 時 間, 後 為 Windows 視 窗 作 業 系 統 所 取 代 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 42 21

常 見 作 業 系 統 Windows 起 源 : 在 386/486 PC 時 代,MS-DOS 在 個 人 電 腦 的 作 業 系 統 佔 有 率 已 達 90% 以 上 但 是 蘋 果 公 司 的 麥 金 塔 電 腦 (Mac), 其 方 便 的 圖 形 化 使 用 者 介 面 作 業 系 統, 帶 給 微 軟 壓 力, 迫 使 微 軟 開 始 將 MS-DOS 改 版 為 圖 形 化 的 視 窗 介 面 1990 年 代, 微 軟 推 出 的 Windows 3.0 及 其 以 後 的 3.1 和 3.11 算 是 成 功 的 產 品 但 是 Windows 3.x 其 實 算 不 上 是 作 業 系 統, 它 必 須 在 MS-DOS 上, 再 執 行 Windows 軟 體 所 以 它 只 是 一 個 MS-DOS 上 的 圖 形 化 介 面 而 已 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 43 常 見 作 業 系 統 Windows Windows 3.x 是 一 個 非 先 佔 式 多 工 系 統, 系 統 不 會 強 制 分 配 CPU 時 間, 必 須 等 待 執 行 的 程 式 自 己 釋 放 CPU 後, 其 他 程 式 才 能 夠 取 得 CPU 的 使 用 權 因 此, 在 Windows 3.x 下, 若 其 中 有 某 個 程 式 當 掉 ( 例 如 跑 無 窮 迴 圈 或 霸 佔 CPU 等 ), 其 他 程 式 因 無 法 取 得 CPU, 也 無 法 執 行, 導 致 整 個 系 統 當 機, 必 須 重 新 啟 動 電 腦, 造 成 使 用 者 的 困 擾 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 44 22

常 見 作 業 系 統 Windows Windows 95/98/ME 1995 年, 微 軟 發 行 的 Windows 95 視 窗 作 業 系 統, 是 一 套 完 整 的 作 業 系 統 之 後 又 推 出 Windows 98 及 Windows ME 等, 都 屬 於 個 人 及 家 庭 用 戶 的 作 業 系 統 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 45 常 見 作 業 系 統 Windows Windows 95 Windows 95 系 統 支 援 32 位 元 的 應 用 程 式, 採 用 先 佔 式 多 工, CPU 的 使 用 權 由 作 業 系 統 來 分 配 不 會 造 成 Windows 3.x 下, 某 個 程 式 當 掉 而 造 成 整 個 系 統 當 機 的 問 題 Windows 95 在 使 用 者 介 面 的 設 計 非 常 成 功, 它 提 供 了 檔 案 總 管 來 管 理 檔 案 系 統 的 目 錄 結 構, 讓 使 用 者 可 以 輕 鬆 使 用 滑 鼠 及 鍵 盤 進 行 目 錄 及 檔 案 的 複 製 搬 移 刪 除 等 操 作 Windows 95 成 功 地 推 出 後, 再 搭 配 Office 辦 公 室 應 用 軟 體, 使 得 微 軟 成 為 世 界 最 大 的 軟 體 公 司 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 46 23

常 見 作 業 系 統 Windows Windows 98/ME 1998 年 Windows 98 強 化 了 與 周 邊 設 備 的 相 容 性 隨 插 即 用 是 最 大 特 色, 它 簡 化 了 周 邊 設 備 驅 動 程 式 的 安 裝 Windows 98 也 加 入 了 當 時 推 出 的 各 種 介 面 標 準 例 如 USB 裝 置 紅 外 線 傳 輸 多 重 螢 幕 等 2000 年 Windows ME 在 多 媒 體 方 面 做 了 一 些 改 良, 讓 Windows ME 成 為 一 個 家 用 的 多 媒 體 電 腦 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 47 常 見 作 業 系 統 Windows Windows NT/2000 微 軟 為 了 在 企 業 電 腦 市 場 和 獨 霸 一 方 的 Unix 系 統 相 競 爭, 推 出 第 一 個 主 從 式 架 構 的 作 業 系 統 Windows NT, 其 穩 定 性 高, 且 更 安 全 Windows NT Server 為 伺 服 器 版 本 Windows NT Workstation 為 用 戶 端 版 本 Windows NT Server 後 來 改 版 為 : Windows 2000 Server Windows 2003 Server Windows Server 2008 Windows NT Workstation 後 來 改 版 為 : Windows 2000 Professional Windows XP Professional Windows Vista Windows 7 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 48 24

常 見 作 業 系 統 Windows Windows XP 2001 年, 微 軟 推 出 的 Windows XP, 屬 於 個 人 電 腦 的 作 業 系 統, 旨 在 取 代 穩 定 性 低 的 Windows 95/98/ME 系 統 XP 採 用 Windows 2000 的 核 心, 穩 定 性 高, 並 結 合 ME 的 數 位 影 音 功 能, 大 幅 修 正 使 用 者 介 面, 讓 XP 更 具 有 親 和 力 XP 的 推 出 尚 稱 成 功, 唯 一 令 人 詬 病 的 是 其 安 全 性 不 足, 漏 洞 過 多 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 49 常 見 作 業 系 統 Windows Windows Vista 為 了 彌 補 XP 的 缺 憾,2007 年 Windows Vista 問 世 期 望 能 夠 達 到 更 強 的 安 全 性 新 的 資 料 整 理 方 式 以 及 更 方 便 的 外 部 裝 置 連 結, 並 有 更 新 的 視 覺 效 果 雖 然 微 軟 極 力 推 廣 Vista 以 取 代 XP, 但 因 Vista 的 軟 體 相 容 性 過 低 和 硬 體 要 求 過 高 等 問 題, 結 果 不 如 預 期 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 50 25

常 見 作 業 系 統 Windows Windows 7 由 於 Vista 推 廣 不 順,2009 年 微 軟 提 早 推 出 Windows 7 延 續 了 Vista 的 操 作 模 式, 並 成 功 地 解 決 了 Vista 的 問 題 就 軟 體 相 容 性 的 問 題 而 言,Windows 7 可 透 過 XP Mode 執 行 XP 的 應 用 程 式 就 硬 體 要 求 過 高 的 問 題 而 言,Windows 7 比 Vista 對 於 硬 體 的 要 求 要 低 很 多 Windows 7 具 有 Vista 的 所 有 功 能, 並 且 提 供 了 一 些 額 外 的 功 能 包 含 捷 徑 清 單 家 用 群 組 遠 端 媒 體 串 流 與 觸 控 螢 幕 的 支 援 等 優 點, 逐 漸 取 代 XP, 成 為 目 前 個 人 電 腦 最 流 行 的 作 業 系 統 之 一 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 51 常 見 作 業 系 統 Mac OS 1984 年, 蘋 果 公 司 即 推 出 圖 形 化 使 用 者 介 面 的 Mac OS, 當 成 自 家 麥 金 塔 電 腦 的 作 業 系 統 到 目 前 為 止, 麥 金 塔 電 腦 的 圖 形 處 理 能 力 仍 比 個 人 電 腦 還 要 好 大 多 數 繪 圖 排 版 平 面 設 計 的 美 工 專 業 人 員, 仍 舊 喜 愛 使 用 麥 金 塔 電 腦 來 工 作 1998 年 推 出 Mac OS 8 及 後 來 1999 年 的 Mac OS 9 都 頗 受 好 評 因 麥 金 塔 電 腦 的 軟 硬 體 與 個 人 電 腦 PC 不 相 容, 導 致 Mac OS 的 市 佔 率 偏 低 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 52 26

常 見 作 業 系 統 Mac OS Mac OS X 因 為 麥 金 塔 電 腦 在 網 路 及 伺 服 器 功 能 都 比 較 弱 在 2001 年, 蘋 果 公 司 以 Unix 作 業 系 統 為 基 礎, 開 發 了 一 套 全 新 的 Mac OS X, 不 但 具 有 Unix 分 時 多 工 的 優 點, 並 仍 保 持 原 有 強 大 的 多 媒 體 處 理 能 力, 使 得 Mac OS 成 為 具 有 主 從 架 構 與 多 媒 體 工 作 站 的 作 業 系 統 蘋 果 公 司 借 鏡 微 軟 NT 的 搭 配 原 則 客 戶 端 使 用 Mac OS X 10.1 伺 服 端 使 用 Mac OS X Server 10.1 主 要 缺 點 是 Mac OS X 仍 舊 與 個 人 電 腦 不 相 容 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 53 常 見 作 業 系 統 Mac OS Mac OS X X 是 羅 馬 數 字 的 10, 蘋 果 公 司 將 10.x 版 的 作 業 系 統, 皆 稱 之 為 Mac OS X, 並 以 大 型 貓 科 動 物 來 命 名 2005 年 Mac OS X 10.4 虎 (Tiger) 之 後 的 版 本, 可 安 裝 於 雙 核 心 的 Power Mac G5( 使 用 PowerPC 處 理 器 ) 及 imac 機 種 ( 使 用 Intel 處 理 器 ) 2008 年 Mac OS X 10.6 雪 豹 (Snow Leopard) 起, 僅 支 援 Intel CPU 的 Mac 2011 年 7 月 Mac OS X 10.7 獅 (Lion) 在 Mac App Store 上 市, 價 格 為 US$29.99 使 用 Intel 多 核 心 CPU 的 麥 金 塔 電 腦, 也 能 夠 安 裝 Windows 作 業 系 統, 使 得 蘋 果 公 司 的 Mac OS 逐 漸 受 到 更 多 使 用 者 的 喜 愛 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 54 27

常 見 作 業 系 統 Windows Embedded 微 軟 針 對 嵌 入 式 系 統 推 出 一 系 列 的 作 業 系 統 : Windows Embedded CE 適 用 於 工 業 控 制 器 銷 售 點 終 端 機 通 訊 集 線 器 數 位 相 機 資 訊 家 電 互 動 式 電 視 Pocket PC 網 路 電 話 和 醫 療 設 備 等 產 品 Windows XP Embedded 適 用 於 機 上 盒 精 簡 型 用 戶 端 設 備 等 產 品 Windows Embedded for Point of Service 適 用 於 零 售 業 周 邊 裝 置 如 : 提 款 機 發 票 機 和 掃 瞄 器 等 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 55 常 見 作 業 系 統 Windows Mobile Windows Mobile 是 微 軟 針 對 Pocket PC Smartphone( 智 慧 型 手 機 ) 等 行 動 裝 置 所 設 計 的 作 業 系 統, 提 供 了 無 線 傳 輸 通 訊 錄 電 子 郵 件 簡 訊 服 務 等 功 能 Pocket PC 內 建 行 動 版 的 Office 例 如 :Word Mobile Excel Mobile PowerPoint Mobile Viewer 使 用 者 可 以 在 Pocket PC 上 編 輯 Office 文 件, 然 後 透 過 無 線 傳 輸, 和 桌 上 型 電 腦 同 步 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 56 28

常 見 作 業 系 統 Android 以 Linux 為 基 礎 的 開 放 手 持 式 設 備 平 台 作 業 系 統 由 Andy Rubin 所 創 辦, 最 初 只 支 援 手 機 2005 年 為 Google 收 購,2007 年 Google 與 33 家 廠 商 組 成 開 放 手 持 裝 置 聯 盟, 共 同 開 發 改 良 Android 系 統, 並 從 智 慧 型 手 機, 逐 步 擴 展 到 平 板 電 腦 及 其 他 領 域 上 Android 手 機 提 供 無 線 傳 輸 通 訊 服 務 簡 訊 服 務 電 子 郵 件 網 頁 瀏 覽 影 音 多 媒 體 遊 戲 等 附 加 功 能 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 57 常 見 作 業 系 統 Android 可 搭 載 多 項 Google 線 上 服 務 例 如 :Google Map Google Mail Google Talk 等 2009 年,Google 也 推 出 Android Market 線 上 應 用 程 式 商 店 使 用 者 可 以 在 該 平 台 網 頁 搜 尋 購 買 下 載 及 評 級 個 人 或 公 司 所 開 發 之 應 用 程 式 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 58 29

常 見 作 業 系 統 ios ios 是 蘋 果 公 司 為 iphone 所 開 發 的 作 業 系 統, 它 主 要 是 給 iphone ipod touch ipod, 以 及 Apple TV 使 用 它 與 Mac OS X 一 樣, 都 是 以 Unix 為 基 礎 的 作 業 系 統, 其 許 多 開 發 工 具 和 開 發 技 術 都 來 自 於 Mac OS X 原 本 名 稱 為 iphone OS, 在 2010 年 改 名 為 ios Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 59 常 見 作 業 系 統 ios 支 援 多 點 觸 控 直 接 操 作, 與 系 統 互 動 包 括 滑 動 輕 按 擠 壓 及 旋 轉 透 過 內 部 的 三 軸 旋 轉 加 速 器, 可 以 令 其 旋 轉 裝 置 改 變 其 Y 軸, 自 動 使 螢 幕 改 變 方 向, 使 iphone 更 便 於 使 用 蘋 果 公 司 也 為 其 iphone ipod touch 和 ipod 等 產 品 用 戶, 創 建 App Store 服 務 網 站, 用 戶 可 以 購 買 下 載 應 用 程 式 iphone 和 ipod Touch 是 使 用 ARM 架 構 的 中 央 處 理 器, 而 不 是 蘋 果 的 麥 金 塔 計 算 機 使 用 處 理 器 ARM:Advanced RISC Machine 進 階 精 簡 指 令 集 機 器 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 60 30

問 與 答 詢 問 回 答 Jingo C. Liao 廖 正 宏 <jingo@mail.tku.edu.tw> P 61 31