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第4章 操作系统
第一部分 阅读和翻译
A部分 Windows Vista
Windows Vista是一款微软开发的在个人电脑上使用的操作系统，这些个人电脑包括家用机和商用台式机，笔记本电脑，平板电脑和媒体中心PC 。在2005年7月22日宣布之前， Windows Vista因为其代号Longhorn而被知悉。Windows Vista在2006年11月8号完成了开发，接下来三个月是其在计算机硬件和软件制造商，企业客户和零售渠道推出的阶段。2007年1月30号，它在全球进行发行，并提供购买和从微软的网站上下载。该版本的Windows Vista是其前任Windows XP五年多之后推出的，这是时间跨度最长的连续发布的Microsoft Windows。
Windows Vista有了许多变化和新功能，其中包括最新的图形用户界面和视觉样式设计的Windows Aero ，改进的搜索功能，新的多媒体创作工具例如Windows DVD制作，并重新设计了网络，音频，打印和显示子系统。 Vista还旨在提高在家庭网络中设备之间的通讯水平，使用了P2P技术，以简化文件和计算机与设备之间的数字媒体的共享。 Windows Vista包含3.0版的. NET Framework ，其目的是使其大大方便软件开发者编写应用程序，而不是用传统的Windows API函数。
对于Windows Vista 微软的首要目标曾经一度是提高Windows操作系统的安全。Windows XP和它的前身由着他们共同的安全漏洞，总体上易感染上恶意软件，病毒和经常出现缓冲区溢出，对此有着广泛的批评。鉴于此，微软公司董事长比尔盖茨宣布，在2002年初在软件开发公司中全公司的“可信赖计算计划”的目的是把安全工作纳入各个方面。 [ 1 ]微软称，它优先改善Windows XP和Windows Server 2003的安全性，然后再进行Windows Vista的开发 ，因而推迟了其完成。 虽然这些新的功能和安全的改进获得积极评价，但是很多批评和负面新闻仍然指向了Vista。对Windows Vista的批评主要针对其系统要求高，更严格的许可条款，列入了一些新的旨在限制拷贝受保护数字媒体的数字版权管理技术，缺乏某些预先符合Vista的硬件和软件，以及提示用户授权帐户控制的数目。由于这些问题以及其他某些问题，可以看到Windows Vista的通过和满意率低于Windows XP。
发展
2001年5月，在Windows XP的发布前5个月,微软已经开始开发Windows Vista，此时它被称为代号Longhorn。原来预计将在2003年底的某个时候发布Vista作为Windows XP和Blackcomb之间的一个小步骤，Blackcomb是该公司在计划中下一个主要的作业系统版本。渐渐地， “ Longhorn ”的吸收了许多将于Blackcomb中发布的重要的新功能和技术，致使它发行日期被推迟了好几次。许多微软的开发者还重新负责到Windows XP和Windows Server 2003中建立更新 ，以加强安全。面对持续的拖延和考虑到功能上的变化，微软在2004年8月27日宣布它已修改了原计划。原来的Longhorn中，基于Windows XP的源代码被取消掉，同时 Longhorn的发展开始于新的基础上，将Windows Server 2003 Service Pack 1中的代码重新整合，只留下将实际作用于作业系统的功能。一些先前宣布的功能，如WinFS文件系统被放弃或推迟，新的软件开发方法，即所谓的安全开发生命周期被纳入来尽力处理Windows代码的安全。
在2005年7月Longhorn被命名为Windows Vista只后，开始了前所未有的涉及数以十万计的志愿者和公司的测试试验计划。同年9月，微软开始公布正规的Community Technology Previews (CTP)即总体技术预览给测试者。其中第一次是在2005年微软专业开发者大会发布，并随后被发布给基础测试者和Microsoft Developer Network用户。它展示了大部分纳入最终产品功能的计划，以及主要根据测试者的反馈来对用户界面进行的一些修改。2006年2月22日公布的“February
CTP ”被认为是Windows Vista的完全功能的发布，5月下旬发布的版本之后大部分的剩余工作是集中在其将最终发布的产品中关于稳定性，性能，应用程序和驱动程序兼容性和文件设计系统的部分，这是第一个通过微软用户预览计划提供给广大公众的版本，它被500多万人下载。9月和10月发布的两个后继版本，两者都获得了大量用户。
尽管微软原本计划消费者版本的操作系统在全球上市的时间为2006年圣诞节前夕，但是有人在2006年3月宣布发布日期将推迟至2007年1月，这是为了微软及其确定的提供设备驱动程序的硬件和软件公司有额外的时间来准备。 2006年大部分时间里，分析师和博客猜测， Windows Vista将会进一步拖延，一方面由于欧洲委员会和韩国关注的反托拉斯问题，另一方面由于缺乏明显进展的测试版。然而，随着2006年11月8号宣布完成了Windows Vista，微软最长时间的操作系统开发项目宣告结束。
核心技术
Windows Vista被设计成是要以技术为基础的版本，它的目的是提供一个基础，使先进的技术得以实现，其中许多是有关用户不容易看见的系统功能。一个例子是完成音频，打印，显示和网络子系统的重组架构，尽管以软件开发商而言这一工作的成果是明显的，可是最终用户将只能看到的改变是用户界面似乎进化了。
Vista包含许多新技术，例如ReadyBoost和ReadyDrive使用快速快闪记忆体（位于USB驱动器和混合硬盘驱动器）以通过程序和数据常用的缓存来提高系统性能。这体现在改善笔记本电脑的电池寿命，例如使一个硬盘在不使用时停止旋转。另一项新技术名为SuperFetch利用机器学习分析使用模式的技术，使得在Windows Vista中，可以作出明智的决定，在任何特定时间哪些内容应留在系统内存，它使用了几乎所有额外的内存作为高速缓存。结合SuperFetch ，自动内置的Windows磁盘碎片整理程序可以确保这些应用程序的在硬盘上的定位，在这里他们可以通过最高效的硬盘读写磁头非常快地被加载到内存中。
作为重新设计的网络架构，IPv6协议已经被完全纳入这个操作系统，同时提出了其他一些网络性能方面的改进，例如TCP窗口缩放。早期版本的Windows通常需要第三方无线网络软件的正常工作，但在Vista中情况并非如此，Vista中包括更全面的无线网络的支持。
针对图形，Vista中引入了一种新的Windows显示驱动模型和经过修订的Direct3D 。新的驱动模式有利于新的桌面窗口管理器，它提供了自由布局的桌面和基于Windows Aero的特殊效果。Direct3D 10 ，是与主要显示驱动器制造商协力发展的一个新的架构，它有着更先进对着色器的支持，并且使图形处理单元不依靠CPU能够处理更多复杂场景。它能够改善CPU和GPU之间的负载平衡，也优化了它们之间的数据传输。
在操作系统的核心中，对内存管理器，进程调度和I / O调度器进行了许多改进。堆管理器执行增加了额外功能，如完整性检查以维持系统的健全和抵御缓冲区溢出安全漏洞，虽然这与之前许多应用程序存在着兼容性问题。 （ 2 ）内核任务管理器已得到实现，使文件系统和注册表的应用程序使用原子作业来进行任务。
与Windows XP相比
据在惠普澳大利亚工作的市场部经理说，在对大多数企业的电脑销售过程中Windows XP相对于Windows Vista仍是一个更佳的选择。由于所有客户的Vista Business和Ultimate的OEM版本有资格获得免费的降级到Windows XP Professional ，这些Vista的许可证被当作是Windows XP的许可证来使用，从而增加了Vista的销售数字。一些电脑制造商已选择在拥有Vista商业版和终极版预安装的新电脑上装载的Windows XP恢复光盘，使用XP 来替代Vista。
B部分 Linux
Linux是一种采用Linux内核的类Unix操作系统体系。Linux是免费软件和开源开发的众多例
子中最为著名的一个，特别是其所有的底层源代码都能被任何人自由地修改，使用和重新发布。
Linux主要因为其在服务器领域的使用而闻名，同时其也能被安装使用于不同种类的计算机硬件上，其应用范围包括从嵌入式设备和移动电话到超级计算机。
尽管Linux的用户基础比较小，但是其许多用户都是专家或者活跃的编程人员，因此Linux的影响扩展远远超越了其用户基础。基于Linux所开发的软件，只需极少或者根本不需要修改，便可以致其他的Unix机器上运行，例如，Mac操作系统X。 此外，许多网站都把主机建立在LAMP堆栈上，并且许多源于Linux领域的技术都最终被引进到Windows操作系统中去了。
许多公司都对Linux有着深厚和坚定的兴趣，而更多公司则给予财政或者其他支持：这包括红帽子（Red Hat），Novell，甲骨文公司（Oracle），惠普(Hewlett-Packard)，IBM，Sun微系统公司，诺基亚（Nokia），以及戴尔公司等等。 名字“Linux”源自于Linux内核，该内核是由李纳斯.托瓦尔兹（Linus Torvalds）于1991年最先编写出来的。Linux系统所用的工具和库，则常常来源于在1983年由理查德.斯塔曼（Richard Stallman）所发布的GNU操作系统。GNU的重要贡献是该系统有着别名GNU/Linux的原因。
历史
Unix操作系统构思并建成于1960年代，并于1970年首次发布。Unix操作系统广泛的可用性和便携性意味着其能够被学术和商业机构广泛采用，复制和修改，使得其设计对于其他操作系统的编写者有着深远的影响。
由理查德.斯塔曼（Richard Stallman）于1984年所开展的GNU工程，其当时的目标是创造一个全部由免费软件构成的“与Unix完全兼容的软件系统”。次年，理查德.斯塔曼（Richard Stallman）建立了免费软件基金会（Free Software Foundation），并在1989年编写了GNU公众授权（GNU General Public License，缩写为GNU GPL）。到了上世纪九十年代初期，尽管诸如设备驱动，守护程序和内核等低层元件的构建进度被拖延或者还未完成，但是，构建操作系统所需要的许多部件程序（例如库，编译器，文本编辑器，Unix外壳，以及窗体化系统）都已经完成。李纳斯.托瓦尔兹（Linus Torvalds）曾经说过，如果GNU内核在1991年的时候就已经存在的话，他就不会决定去自己编写一个内核了。
MINIX
MINIX是一种用于学术研究的类Unix操作系统，其由安德鲁.S.坦尼鲍姆（Andrew S. Tanenbaum）发布于1987年。尽管该系统的源代码是开放的，但是其修改版本和重新发布版本在以前则相当有限（在今天则不是这种情况）。此外，MINIX的16位设计无法很好地与愈发低价和普遍的基于32位设计的英特尔386个人电脑架构相适应。
1991年，在其就读于赫尔辛基大学期间，李纳斯.托瓦尔兹（Linus Torvalds）开始着手设计一个MINIX的非商业替代物，该替代物最终成了后来为人所熟知的Linux内核。
1992年，坦尼鲍姆在世界新闻组网络系统（Usenet）发表了一篇文章，其认为Linux已经操作系统已经过时了。在该文章中，坦尼鲍姆批评Linux操作系统在设计上过于庞大并且与x86架构的联系过于紧密，因此无法保证其便携性，这被其描述成该系统的“一个基本错误”。坦尼鲍姆建议，需要现代操作系统的人们应该研究那些基于微内核的操作系统版本。该文章的发表引起了托尔瓦兹的回应，从而引发了一场关于微内核与巨型内核设计的著名争论。
Linux最初依赖于MINIX的用户空间。随着GNU系统的源代码可以免费获取，如果其能应用于Linux这一初期的操作系统，则无疑会更具有优势。只要其也是在同样的或者兼容的许可证下发布的，在GNU公众授权（GNU GPL）下取得许可的代码就能够应用于其他项目。为了使得Linux内核能够与GNU工程的部件更好地兼容，托尔瓦兹首创了一种能从其原创许可证（这些许可证禁止商业性的重新发布）转换到GNU公众授权（GNU GPL）的转换机制。Linux和GNU的开发者们为使GNU部件和Linux操作系统的一体化而一起工作，他们的最终目标是开发出一个功能齐全并且免费的操作系统。
商业使用和流行的兴起
如今，Linux操作系统在包括从嵌入式系统到超级计算机的众多领域上都得以应用，并且，由于LAMP应用程序堆栈的普遍使用，Linux已经在服务器市场取得了一定市场份额。托尔瓦兹则继续指引着内核的开发。斯塔曼则领导着免费软件基金会（Free Software Foundation），该基金会反过来则支持GNU的部件开发。而最终，个人和机构则开发出了第三方的非GNU的部件。这些第三方部件构成了一个巨大的工作成果体系，并且可能同时包含了内核模块，用户应用程序和库。Linux的卖主和团体把内核，GNU部件，非GNU部件和外加的包管理软件组合起来，并以Linux发行版本的形式进行分发。
发展
Unix族操作系统的概括性历史可以展示Linux的起源。尽管其都有着相似的架构设计和概念，并以此共享为POSIX标准的一部分，但是Linux并不与原版的Unix或者Minix共享任何非免费源代码。
Linux和其他许多流行的现代操作系统之间最重要的不同点，在于Linux内核和其他部件都是免费和开源软件。尽管Linux最为著名，并且得以最广泛使用，但是Linux并不是该类操作系统中唯一的一个。一些免费和开源软件许可证则是建立在开放版权（copyleft）的概念之上的，开放版权（copyleft是一种互惠权利：从开放版权的软件衍生出来的任何一个作品，其本身也必须是开放版权的。最普遍的免费软件许可证是GNU公众授权，其本身就是开放版权的一种形式，并且应用于Linux内核和GNU工程的许多部件。
作为操作系统中的一支与其他主流操作系统竞争的弱势力量，Linux无法依赖于垄断所能形成的优势；为了使Linux能够方便用户，Linux目标在于建立与其他操作系统的跨平台操作性，以及确定的计算标准。Linux操作系统尽可能地都坚持POSIX，SUS，ISO和ANSI标准，尽管到目前为止仅有一款Linux的发布版本，Linux-FT，取得了POSIX.1认证。
免费软件项目，尽管在以一种协作的方式发展，但相互之间通常是独立生产的。然而，由于软件许可证明确地认可从新发布版本，这就为更为大型的软件项目提供了发展的基础。这些更为大型的软件项目，通常综合了各个单独软件项目，并且以Linux重发布版本的形式，使其所有软件一同可用。(1)
Linux的版本，一般被称为“distro”，是一个方案。这一方案管理着一个基于Linux的软件的广泛集成，并使得Linux操作系统的安装更为便利。各种版本由个人，松散组织的团队，志愿者组织和商业机构负责维护。这些版本包括系统软件和以包为形式的应用软件，还有用于初始化系统安装和设置的版本专用软件，以及随后的升级包和安装包。Linux版本主要负责安装Linux操作系统的默认设置和系统安全，以及使得不同软件包的总体上融合成为一个统一的整体。
市场份额和发展前景
许多关于开源软件的数量研究聚焦于诸如市场份额和可靠性等问题，众多研究明确地考察Linux。Linux的市场正在快速地增长，而到2008年，运行Linux的服务器、台式机和集成软件的营业额则预计将超过357亿美元。
互联网数据中心（IDC）2007年一季度的报告称，Linux现握有整个服务器市场12.7%的份额。这一估计数据是基于多个公司所出售的Linux服务器数量所所得出的。
对于Linux的台式机市场份额的估计，则在少于百分之一和将近百分之二之间。作为比较，微软的操作系统占据了超过百分之九十的市场份额。
转换操作系统的摩擦性成本，与对于某些为微软Windows操作系统所设计的软件和应用程序的支持的缺乏，已经成为阻碍Linux推广的两个因素。而Linux的支持者和分析人员则把Linux的相对成功归功于其安全性、可靠性、低成本和免于被商家控制的自由。
同样也在最近，Google已经开始资助Wine。Wine相当于一个兼容性层面，允许用户在Linux环境下运行某些Windows软件。
为每个儿童配备一台笔记本电脑的XO笔记本电脑工程，计划深入开展到发展中国家的数亿学龄儿童、家庭和社区。该工程正在制造一个新的，并且潜在意义上更为巨大的Linux使用群体。有六个国家已经各级订购了一百万台或者更多的笔记本，用于2007年度对学龄儿童的免费分发。