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1、操作系统、数据库、中间件第一章 操作系统介绍1.1操作系统的定义 操作系统(Operating System缩写为OS)是一种系统软件。它管理计算机系统的全部软硬件资源和对程序的执行进行控制，还能使用户方便使用硬件提供的计算机功能，也使硬件的功能发挥得更好。操作系统的基本特征： 1）并发性：多任务、多进程、多线程。 2）共享性：互斥访问、同时访问。 3）虚拟性：把一个物理上的对象变成多个逻辑意义的对象。 操作系统理论研究者有时把操作系统分成四大部分：驱动程序：最底层的、直接控制和监视各类硬件的部分，它们的职责是隐藏硬件的具体细节，并向其他部分提供一个抽象的、通用的接口。内核：操作系统内核部分，
2、通常运行在最高特权级，负责提供基础性、结构性的功能。接口库：是一系列特殊的程序库，它们职责在于把系统所提供的基本服务包装成应用程序所能够使用的编程接口（API），是最靠近应用程序的部分。例如，GNU C运行期库就属于此类，它把各种操作系统的内部编程接口包装成ANSI C和POSIX编程接口的形式。外围：是指操作系统中除以上三类以外的所有其他部分，通常是用于提供特定高级服务的部件。例如，在微内核结构中，大部分系统服务，以及UNIX/Linux中各种守护进程都通常被划归此列。总结：操作系统是靠近硬件的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。1.2操作系统的发展历程和分类其发展历程如下：操作系统分类根据
3、不同的分类方法具有不同的操作系统分类。1、应用领域可分为桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统；2、所支持用户数可分为单用户操作系统(如MSDOS、OS/2、Windows)、多用户操作系统(如UNIX、Linux、Windows Server)；3、源码开放程度可分为开源操作系统(如Linux、FreeBSD)和闭源操作系统(如Mac OS X、Windows)；4、存储器寻址宽度、架构 可以将操作系统分为8位、16位、32位、64位、128位的操作系统。早期的操作系统一般只支持8位和16位存储器寻指宽度，现代的操作系统如Linux和Windows 7都支持32位和64位。从架构上分为
4、X86、X8664、PPC架构。1.4 服务器操作系统1.4.1 AIX操作系统 尽管UNIX市场被Windows和Linux蚕食已成为不争的话题，AIX仍然是UNIX系统中最闪亮的一个。在中国，采用AIX作为主要操作系统的IBM UNIX服务器，连续8年占据中国UNIX服务器销售额市场份额第一名。一、AIX操作系统概述 AIX（Advanced Interactive eXecutive）是IBM基于AT&T Unix System V开发的一套类UNIX操作系统，运行在IBM专有的Power系列芯片设计的小型机硬件系统之上。它符合Open group的UNIX 98行业标准（The Ope
5、n Group UNIX 98 Base Brand），通过全面集成对32-位和64-位应用的并行运行支持，为这些应用提供了全面的可扩展性。它可以在所有的IBM p系列和IBM RS/6000工作站、服务器和大型并行超级计算机上运行。 AIX是Advanced Interactive Executive的简称，意为高级交互执行体，它是IBM公司专门为Server pSeries和RS/6000服务器而开发的，和HP-UX、Solaris、True64一样都是UNIX的一种。 1965年由AT&T,MIT和GE联合开发Multics（Multiplexed Information and Com
6、puting Service）1969年Ken Thompson和Dennis Ritchie在PDP7上用汇编语言开发UNIX1970年在PDP-11系列机上（11/20，11/40，11/45）用汇 编语言开发出UNIX v.1。在此过程中，机器的硬件逐渐复杂，UNIX所支持的特征也不断丰富，增加了文字处理程序。1975年发表UNIX v.6，并广泛扩散到大学和科研单位，为后期发展奠定了良好的基础。1978年优化后发布UNIX v.7UNIX的第一个商业版本这是中国开始研究应用的最早版1981年AT&T发布UNIX System III，完全转向为社会提供的商品软件1983年AT&T发布U
7、NIX System V，系统功能已趋于稳定和完善，此后System v又有一系列的公布号1.0/2.0/2.3/3.5/4.0/4.2等，现在最后版本为System V Release 4（SVRV)1986年 AIX v1 版本发布1988年 AIX V2 发布，它是可支持第二版RISC系统（RT/PC）的UNIX操作系统。1990年 AIX Version 3 发布IBM宣布推出AIX v3，具有以下特点：- 第一个可支持超标量RISC(POWER）处理器的UNIX操作系统；- 第一个可支持动态内核（在内核参数修改后不需要系统重新启动）的UNIX操作系统；- 第一个提供对象数据库管理器（
8、ODM，可简化设备配置速度）的UNIX操作系统；- 第一个捆绑逻辑卷管理器（LVM）功能的UNIX操作系统；- 第一个捆绑日志文件系统（JFS）功能的UNIX操作系统；- 包括了系统管理界面工具（SMIT）功能，可实现菜单驱动、对用户友好的系统管理。1994年 AIX Version 4.1 发布，它具有如下特点1994年7月26日，IBM宣布推出了AIX Version 4.1操作系统，其优点包括：- 第一个可支持PowerPC 601和POWER2+处理器的UNIX操作系统；- 第一个可支持对称多处理（SMP）架构的AIX操作系统；- 可扩展性更强，AIX内核最多可支持8个物理处理器和2G
9、B内存；- 符合行业标准、更加简化（更快的图形化安装，通用桌面环境）；2- HACMP集群（高可用性集群多处理，HighAvailability Cluster Multi-Processing）。1997年 AIX Version 4.3发布1997年10月31日，IBM宣布推出AIX Version 4.3操作系统，具有诸多新的特点，包括：- 第一个可支持POWER3和PowerPC RS64处理器的UNIX操作系统；- 1998年4月6日成为第一个获得Open Group UNIX 98(Single UNIX Specification Version 2）标准认证的UNIX操作系统；
10、- AIX 4.3被D.H. Brown咨询公司评为64位UNIX操作系统的第一名；- 第一个可支持TCP/IP v6的UNIX操作系统；- 第一个64位AIX操作系统，可支持同时运行64位和32位应用，支持32/64位API；- 包括了基于Web的系统管理器，提供了SMIT之外又一种管理界面选择；- 包括了负载管理器（WLM），允许在单一操作系统的内部进行资源控制；- AIX内核最多已可支持扩展到24个物理处理器和96GB内存。2000年 AIX 5L Version 5.0IBM宣布推出AIX 5L 5.0版本。该版本是提供给OEM厂商和应用开发者的先期选用者版本（Early Adopte
11、r Release），让他们可以开始基于64位AIX内核开发真正的64位应用。2001年 AIX 5L Version 5.1发布2001年4月17日，IBM宣布推出AIX 5L V5.1版本操作系统，其特点包括：- 第一个支持POWER4处理器的UNIX操作系统；- 第一个真正64位内核的操作系统，第一个支持逻辑分区（LPAR）功能UNIX操作系统；- 更先进的RAS功能，网络能力进一步增强；- 支持Java 2 Version1.3，Linux应用支持性大大提高，是第一个包括Linux Affinity特性的UNIX操作系统；- 第一个支持64位JavaVersion1.3技术的UNIX操
12、作系统；- 包括了增强日志文件系统（JFS2）功能，最多可支持1TB的文件系统和1TB的文件；- AIX内核最多已可支持扩展到32个物理处理器和256GB内存；- AIX 5.1同时支持32位POWER架构和Intel Itanium架构（在有限基础上）。2002年 AIX 5L V5.2版本发布2002年10月8日，IBM发布AIX 5L v5.2，它是第一个支持POWER5处理器的UNIX操作系统，第一个获得Open Group UNIX 03(Single UNIX Specification Version 3）标准认证的UNIX操作系统，第一个获得CAPP/EAL4+安全标准认证的U
13、NIX操作系统，第一个运行在刀片服务器JS20上的UNIX操作系统，它包括了多路径I/O(MPIO）功能，可通过使用AIX本地路径控制模块（PCM）实现磁盘连接故障切换，还包括了以太网双端口故障切换功能，可提供更高的RAS级别。AIX内核最多已可支持扩展到64个物理处理器和2048GB内存。2004年 AIX 5L Version 5.3发布2004年7月13日，AIX 5L v5.3版本正式推出2007 年年中，IBM发布了最新的 AIX 6 的 Beta 版本，供全球的使用者免费下载使用。并于同年发布了正式版AIX 6.1。2010年，AIX 7.1版本发布。 AIX 7 可以在基于 PO
14、WER4、PPC970、POWER5、POWER6 和新一代 POWER 处理器 POWER7 的系统上运行。AIX 7 的大多数新特性都可在基于早期 POWER 处理器的平台上使用，但是在基于 POWER6 和 POWER7 处理器构建的系统上才能实现最高的性能。AIX 操作系统适用于 IBM Power、System p、System i、System p5、System i5、eServer p5、eServer pSeries 和 eServer i5 服务器产品系列，以及基于 Power 架构技术的 IBM BladeCenter 刀片。 AIX 7 扩展了 AIX 操作系统的功能，
15、将 AIX 的垂直可扩展性增强为带 256 个处理器内核和 1024 个线程的分区以便处理最大型的工作负载。为了能够为大型工作负载提供更高的性能，AIX 7 还包含有新的 TB 级段支持，可以充分利用旨在提高内存性能的 POWER7 处理器的内存管理功能。二、AIX操作系统架构 AIX采用了内核和核外程序有机结合的总体框架。从逻辑上看，整个系统可分为五层：硬件层、内核层、系统调用层、核外程序层和外壳层。 （1）硬件层是AIX系统的基础。一方面它要为AIX提供必要的硬件支持，另一方面它又要在该系统的统一管理控制下有条不紊地工作。硬件层包括CPU、存储器、I/O设备和网络控制部件等。（2）内核层是AIX系统的重要部分，它负责管理、支配系统中的全部资源，其中包括硬件资源、软件资源和信息资源等。AIX内核层包括中断/陷入处理，存储管理、进程管理、I/O设备管理和文件管理等部分。 （3）系统调用层是内核与核外程序的界面。核外程序通过它调用内核的子功能并为之服务。 （4）核外程序层在内核支持下工作。用户可通过外壳层对其中的程序实施控制。它主要包括核外常规系统程序、各种实用软件和用户应用程序等。 （5）外壳层是AIX系统直接面向用户的外
