操作系统基础：Linux与主流OS简介

"本章介绍了操作系统的基本概念，特别是Linux在不同领域的应用，以及虚拟机的概念。" 操作系统是计算机科学中的核心部分，它作为硬件和用户之间的桥梁，为用户提供了一个友好的交互界面，使得用户无需直接操作复杂的硬件就能完成各种任务。在没有操作系统的情况下，程序员需要使用低级的机器语言编写程序，这既复杂又效率低下。操作系统作为第一层软件安装在硬件之上，扩展了硬件的功能，同时为高级语言的执行提供了环境。 1.1 操作系统的作用 操作系统扮演着至关重要的角色，它是系统软件的基础，为硬件管理和用户应用提供服务。主要职责包括： - 管理硬件资源，如CPU、内存和输入/输出设备。 - 提供用户接口，允许用户通过图形化界面或命令行与系统交互。 - 提供进程管理、内存管理、文件系统管理等服务。 - 其他软件如编译器、数据库系统和应用软件都依赖于操作系统的支持来运行。 1.2 主流操作系统 操作系统种类繁多，根据应用场景主要分为桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统和移动设备操作系统。 - 桌面操作系统：Windows因其广泛的用户基础而流行，macOS适合Mac平台的开发人员，而Linux虽然应用软件相对较少，但因其开源、免费和高度可定制性也受到一部分用户的青睐。 - 服务器操作系统：Linux以其安全性、稳定性和免费特性在服务器领域占据主导地位，而Windows Server尽管需要付费，也有一定的市场份额。 - 嵌入式操作系统：Linux也常被用于嵌入式设备。 - 移动设备操作系统：iOS和Android（基于Linux内核）是主流选择，其中Android在市场中占有较大份额。 1.3 虚拟机 虚拟机是一种通过软件模拟实现的完整计算机系统，它可以运行在一个完全隔离的环境中，拥有与实际硬件系统相同的功能。虚拟机的优势在于： - 可以创建多个独立的虚拟系统，每个系统都能安装不同的操作系统和应用，互不影响。 - 在虚拟系统中进行的操作不会对主机系统造成任何损害。 - 用户可以在真实系统和虚拟系统之间轻松切换。 - 可以方便地调整虚拟机的配置，如修改系统时间，而不会影响到主机系统。 通过虚拟机技术，用户可以在同一台物理设备上运行多种操作系统，这对于测试、开发和教学场景尤其有用。例如，开发者可以在虚拟机中安装不同的操作系统以测试应用程序的兼容性，或者在不影响日常工作的前提下学习新的操作系统。