操作系统

操作系统（英语：operating system，缩写：OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的核心与基石。 操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出装置、操作网络与管理文件系统等基本事务。 操作系统也提供一个让使用者与系统互动的操作界面。 操作系统的型态非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从非智慧型手机的嵌入式系统到超级电脑的大型作业系统。 许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统整合了图形用户界面，而有些仅使用命令行界面，而将图形用户界面视为一种非必要的应用程式。

操作系统理论在计算机科学中，为历史悠久而又活跃的分支；而操作系统的设计与实现则是软件工业的基础与核心。

(下面是一幅典型的操作系统架构图~)

操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。以现代标准而言，一个标准PC的操作系统应该提供以下的功能：

• 进程管理（Processing management）
• 内存管理（Memory management）
• 文件系统（File system）
• 网络通信（Networking）
• 安全机制（Security）
• 用户界面（User interface）
• 驱动程序（Device drivers）

操作系统内核

在計算機科學中，内核（英语：Kernel），又稱核心，是一個電腦程式，用來管理軟體發出的資料I/O（輸入與輸出）要求，將這些要求轉譯為資料處理的指令， 交由中央處理器（CPU）及電腦中其他電子元件進行處理，是現代操作系统中最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件， 这种访问是有限的，并由内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。直接对硬件操作是非常复杂的。所以内核通常提供一种硬件抽象的方法， 来完成这些操作。通过进程间通信机制及系统调用，应用进程可间接控制所需的硬件资源（特别是处理器及IO设备）。

严格地说，内核并不是计算机系统中必要的组成部分。程序可以直接地被调入计算机中执行；这样的设计， 说明了设计者不希望提供任何硬件抽象和操作系统的支持；它常见于早期计算机系统的设计中。最终，一些辅助性程序，例如程序加载器和调试器， 被设计到机器核心当中，或者写入在只读记忆体里。这些变化发生时，操作系统内核的概念就渐渐明晰起来了。

所谓的"操作系统内核"，就是操作系统最核心最关键的部件啦。它负责一些最基本的工作，比如：管理硬件驱动、管理内存、管理文件系统、管理进程、等等。这些工作只要少了任何一样，整个操作系统都没法运转。

Linux 内核

Linux内核（英语：Linux kernel），是一种计算机操作系统内核，以C语言和汇编语言写成，符合POSIX标准，以GNU通用公共许可证釋出。Linux内核最早是由芬兰黑客林納斯·托瓦茲为尝试在自己的英特尔x86架构计算机上提供自由免费的类Unix系统而开发的。该计划开始于1991年，林納斯·托瓦茲当时在Usenet新闻组comp.os.minix登载帖子[7]，这份著名的帖子標示着Linux内核计划的正式开始。

在计划的早期有一些Minix的黑客提供了协助，而今天全球有无数程序员正在为该计划无偿提供帮助。

从技术上说Linux只是一个内核。“内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。一个内核并不是一套完整的操作系统。有一套基于Linux内核的完整操作系统叫作Linux操作系统，或是GNU/Linux（在该系统中包含了很多GNU计划的系统组件）。

Linux 内核的特点是：彻底的开放性。所谓的"开放性"包括如下几方面：

1. 任何人都可以随意获取（可以从 Linux Kernel 官网直接下）
2. 任何人都可以免费获取（完全不用花银子）
3. 任何人都可以参与开发（阿猫阿狗都可以向 Linux 社区提交代码，只要你提交的代码符合要求，就会被合并到内核主线）

Linux 操作系统

Linux 是一種自由和開放源碼的類UNIX作業系統。该操作系统的内核由林纳斯·托瓦兹在1991年10月5日首次发布。 在加上使用者空間的應用程式之後，成為Linux作業系統。Linux也是自由软件和开放源代码软件发展中最著名的例子。 只要遵循GNU通用公共许可证，任何个人和机构都可以自由地使用Linux的所有底层源代码，也可以自由地修改和再发布。 大多數Linux系統還包括像提供GUI的X Window之類的程序。除了一部分專家之外，大多數人都是直接使用Linux發行版，而不是自己選擇每一樣組件或自行設置。

严格来讲，术语Linux只表示操作系统内核本身，但通常采用Linux内核来表达该意思。Linux则常用来指基于Linux内核的完整操作系统， 包括GUI组件和许多其他实用工具。由于这些支持用户空间的系统工具和库主要由理查德·斯托曼于1983年发起的GNU计划提供，自由软件基金会提议将该组合系统命名为GNU/Linux，但Linux不屬於GNU計劃。

Linux 发行版

Linus 领导的开源社区只负责开发内核，不开发其它的东西（比如：运行库、图形界面、应用软件、等）。

这就引出一个问题——光有一个赤裸裸的内核，用户是没法用的（就好比你光拿到一个汽车引擎，你是没法开车的）。为此，就有一大帮开源社区或商业公司，在这个裸露的内核外面，再包上一些东西（比如：运行库、应用软件）。经过这样包装之后，就成为"发行版"。

在这种模式下，会有各种各样的发行版，正好可以覆盖千奇百怪的需求；其次，同质化的发行版之间会产生竞争，最终只有优秀的发行版会存活，差劲的发行版会逐渐消亡——这就是开源生态圈的"达尔文主义"。

如果用一个词来形容 Linux 的优点，那就是——多元化。内核的开发是多元化的（任何人都可以参与），发行版是多元化的（任何人都可以搞发行版）。

MBR ( Master Boot Record , 主引导记录 )

主引导记录（Master Boot Record，缩写：MBR），又叫做主引导扇区，是计算机开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区，它在硬盘上的三维地址为（柱面，磁头，扇区）＝（0，0，1）。在深入讨论主引导扇区内部结构的时候，有时也将其开头的446字节内容特指为“主引导记录”（MBR），其后是4个16字节的“磁盘分区表”（DPT），以及2字节的结束标志（55AA）。因此，在使用“主引导记录”（MBR）这个术语的时候，需要根据具体情况判断其到底是指整个主引导扇区，还是主引导扇区的前446字节。

从主引导记录的结构可以知道，它仅仅包含一个64个字节的硬盘分区表。由于每个分区信息需要16个字节，所以对于采用MBR型分区结构的硬盘，最多只能识别4个主要分区（Primary partition）。所以对于一个采用此种分区结构的硬盘来说，想要得到4个以上的主要分区是不可能的。这里就需要引出扩展分区了。扩展分区也是主要分区的一种，但它与主分区的不同在于理论上可以划分为无数个逻辑分区。[2]

扩展分区中逻辑驱动器的引导记录是链式的。每一个逻辑分区都有一个和MBR结构类似的扩展引导记录（EBR），其分区表的第一项指向该逻辑分区本身的引导扇区，第二项指向下一个逻辑驱动器的EBR，分区表第三、第四项没有用到。

Windows系统默认情况下，一般都是只划分一个主分区给系统，剩余的部分全部划入扩展分区。这里有下面几点需要注意：

• 在MBR分区表中最多4个主分区或者3个主分区＋1个扩展分区，也就是说扩展分区只能有一个，然后可以再细分为多个逻辑分区。
• 在Linux系统中，硬盘分区命名为sda1－sda4或者hda1－hda4（其中a表示硬盘编号可能是a、b、c等等）。在MBR硬盘中，分区号1－4是主分区（或者扩展分区），逻辑分区号只能从5开始。
• 在MBR分区表中，一个分区最大的容量为2T，且每个分区的起始柱面必须在这个disk的前2T内。你有一个3T的硬盘，根据要求你至少要把它划分为2个分区，且最后一个分区的起始扇区要位于硬盘的前2T空间内。[3]如果硬盘太大则必须改用GPT。

UEFI ( Unified Extensible Firmware Interface, 统一可扩展固件界面)

统一可扩展固件界面（Unified Extensible Firmware Interface, UEFI）是一种个人电脑系统规格，用来定义作业系统与系统固件之间的软件界面，作为BIOS的替代方案[1]。可扩展固件接口负责加电自检（POST）、连系作业系统以及提供连接作业系统与硬体的介面。

UEFI的前身是Intel在1998年开始开发的Intel Boot Initiative，后来被重命名为可延伸韧体介面（Extensible Firmware Interface, EFI）。Intel在2005年将其交由统一可扩展固件接口论坛（Unified EFI Forum）来推广与发展，为了凸显这一点，EFI也更名为UEFI（Unified EFI）。UEFI论坛的创始者是11家知名电脑公司，包括Intel、IBM等硬件厂商，软件厂商Microsoft，及BIOS厂商AMI、Insyde及Phoenix。