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目錄
- Unix
- Linux
- OS
- Mac OS X
- Mac OS X架構
- 擴展知識點
Unix
Unix：最早出現的操作系統之一
優點：有強大的可移植性，適合多種硬件平臺 在安全性穩定性和性能高于Linux 但是需要專業的硬件平臺；
缺點：門檻較高介紹：UNIX操作系統，是一個強大的
多用戶、多任務操作系統，支持多種處理器架構，屬于分時操作系統，最早由KenThompson、Dennis Ritchie和Douglas McIlroy于1969年在AT&T的貝爾實驗室開發。目前它的商標權由國際開放標準組織所擁有，只有符合單一UNIX規范的UNIX系統才能使用UNIX這個名稱，否則只能稱為類UNIX（UNIX-like）。
UNIX誕生
1965年時，貝爾實驗室（Bell Labs）加入一項由通用電氣（General Electric）和麻省理工學院（MIT）合作的計劃；該計劃要建立一套多使用者、多任務、多層次（multi－user、multi－processor、multi－level）的MULTICS操作系統。MULTICS其實是"Multiplexed Information and Computing Service"的縮寫。
在1970年時，那部PDP－7卻只能支持兩個使用者，當時Brian Kernighan就開玩笑地稱他們的系統其實是"UNiplexed Information and Computing Service"，縮寫為"UNICS"。后來，大家取其諧音，就稱其為"UNIX"了。1970年可稱為"UNIX元年"。
Brian Kernighan就開玩笑地稱他們的系統其實是："UNiplexed Information and Computing Service"，縮寫為"UNICS"，大家取其諧音，就稱其為"UNIX”，從此UNIX誕生。
1971年，第一版Unix在一臺PDP-11/24的機器上完成。
這臺電腦只有24KB的物理內存和500K磁盤空間。Unix占用了12KB的內存，剩下的一半內存可以支持兩用戶進行Space Travel的游戲。著名的fork系統調用也就是在這時出現的。
1973年：創在C語言并成功地用C語言Unix的第三版內核
到了1973年的時候，Ken Thompson 與Dennis Ritchie感到用匯編語言做移植太過于頭痛，他們想用高級語言來完成第三版，對于當時完全以匯編語言來開發程序的年代，他們的想法算是相當的瘋狂。
用叫BCPL（Basic Combined Programming Language）的語言開發，并整合了BCPL形成B語言，后來Dennis Ritchie覺得B語言還是不能滿足要求，于是就改良了B語言，這就是今天的大名鼎鼎的C語言。于是，Ken Thompson 與Dennis Ritchie成功地用C語言Unix的第三版內核。Ken Thompson 與Dennis Ritchie成功地用C語言Unix的第三版內核至此，Unix這個操作系統修改、移植相當便利，為Unix日后的普及打下了堅實的基礎，而Unix和C完美地結合成為一個統一體，C與Unix很快成為世界的主導，于是，Unix開始廣泛流行。
1980年：Berkeley的BSD UNIX和AT&T的Unix兩個最主要的Unix的版本
到了1980年，有兩個最主要的Unix的版本線，一個是Berkeley的BSD UNIX，另一個是AT&T的Unix，在這個時候，很顯然，競爭最終引發了Unix的戰爭。在這場戰爭中，好的是，軟件開發人員還是能夠得到Unix的源碼并對其按照自己的需要和興致進行裁剪。而不好的是，Unix開始一發不可收拾地開發不停地出現各種各樣的變種。
UNIX系統小結：
UNIX是最早出現的操作系統之一，最初的Linux就是想仿制的Unix系統編寫的，UNIX發展到現在已趨于成熟，需要大量專業知識才能操作，此外，UNIX系統具有強大的可移植性，適合多種硬件平臺。此外，UNIX具有良好的用戶界面；程序接口提供了C語言和相關庫函數及系統調用，命令接口是shell，系統的可操作性很強。你甚至可以不用顯示器，取而代知的是非常簡易的輸出設備，在安全性穩定性和性能高于Linux 但是需要專業的硬件平臺，門檻較高。
Linux
Linux：開源的免費操作系統
優點：開源，系統的漏洞
更容易被發現，也更容易被修補；
缺點：如果不熟知Linux命令，幾乎完全無法使用這個系統。介紹：
Linux是一套免費使用和自由傳播的 類Unix 操作系統，是一個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統。它能運行主要的UNIX工具軟件、應用程序和網絡協議。它支持32位和64位硬件，Android系統就是基于Linux而開發出來的。
1991年10月5日：第一次正式向外公布時間
1991年4月，林納斯·托瓦茲開始醞釀并著手編制自己的操作系統。
1991年4月13日在comp.os.minix上發布說自己已經成功地將bash移植到了minix上，而且已經愛不釋手、不能離開這個shell軟件了。
1991年的10月5日，林納斯·托瓦茲在comp.os.minix新聞組上發布消息，正式向外宣布Linux內核的誕生（Freeminix-like kernel sources for 386-AT）。
Linux存在著許多不同的Linux版本，但它們都使用了Linux內核，Linux可安裝在各種計算機硬件設備中，比如手機、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺、臺式計算機、大型機和超級計算機。
1994年：Linux1.0發布
1993年，大約有100余名程序員參與了Linux內核代碼編寫/修改工作，其中核心組由5人組成，此時Linux 0.99的代碼大約有十萬行，用戶大約有10萬左右.
1994年3月，Linux1.0發布，代碼量17萬行，當時是按照完全自由免費的協議發布，隨后正式采用GPL協議。
1995年1月，RedHat（小紅帽）誕生
1995年1月，Bob Young創辦了RedHat（小紅帽），以GNU/Linux為核心，集成了400多個源代碼開放的程序模塊，搞出了一種冠以品牌的Linux，即RedHat Linux,稱為Linux“發行版”，在市場上出售。
Linux系統小結：
Linux是開源的免費操作系統，因開源的特性，系統的漏洞更容易被發現，也更容易被修補。
此外，因為Linux原本的人機交互界面是命令行，用戶如果不熟知Linux命令，幾乎完全無法使用這個系統，因為過于專業，Linux常被用作各種服務器操作系統。可以說，Linux的基本思想有兩點：第一，一切都是文件；第二，每個軟件都有確定的用途。
其中第一條詳細來講就是系統中的所有都歸結為一個文件，包括命令、硬件和軟件設備、操作系統、進程等等對于操作系統內核而言，都被視為擁有各自特性或類型的文件。
OS
操作系統即
Operating System，簡稱 OS，是讓人使用機器的人機交互軟件。如今的 Windows、Linux、Unix、Mac OS、iOS、iPad OS 、Android、Chrome OS，及華為公司的HarmonyOS，都是操作系統，它們有的用在桌面，有的用在服務器，有的適用上網本，有的是為移動手機而定制。
Mac OS
Mac OS X :界面美觀 操作簡便
優點：界面美觀，操作簡便，也不需要額外購買；
缺點：通常只能運行于蘋果電腦，因為蘋果電腦高昂售價，Mac的用戶相對較少。介紹：
Mac系統是基于Unix內核的圖形化操作系統，繼承Unix風格的內存管理和搶占式多任務處理 (pre-emptive multitasking)，大大改進內存管理。一般情況下在普通PC上無法安裝的操作系統，是蘋果旗下PC專屬系統，由蘋果公司自行開發。如今蘋果機的操作系統已經到了OS 10.15，該系統的許多特點和服務都體現了蘋果簡潔公司的理念。
System 1.0
蘋果隨同Macintosh 128K的最初電腦操作系統，1984年第一代Macintosh擺上了商鋪的柜臺，其所采用的操作系統System 1.0，盡管只能顯示黑白兩色，但是已經具有了桌面、窗口 、圖標、光標、菜單和卷動欄等項目。在System 1.0的桌面上，著名的“Trash”已經出現了，該系統一直更新到System 7.1之后終結了System x.x的命名方式。該系統一直更新到System 7.1之后因為Mac OS而終結了System x.x的命名方式。
MAC OS
在1997年夏季，蘋果發布了劃時代的操作系統：MAC OS 8，在短短兩周的時間內，MAC OS 8就賣出了125萬套，MAC OS 8給用戶帶來了更加方便的因特網連接，功能更強的多媒體應用，更加絢麗的圖標等等。在MAC OS 8發布的半年以后，MAC OS 8.1出現在銷售柜臺上，MAC OS 8.1最大的改進是增加了全新的HFC Plus(Mac OS擴展)資訊管理系統。MAC OS 9是2000年前，最后一次大升級版本的MAC操作系統
1999年10月，改進之MAC OS 8.6的MAC OS 9面世了，MAC OS 9被認為是2000年前，最后一次大升級版本的MAC操作系統，并將是以往我們所熟悉的MAC OS的最后一個版本，接下去的承擔MAC操作系統重任的將會是MAC OS X。
Mac OS X
2000年1月，人們在San Francisco MacWorld的展覽會上第一次看到了MAC OS X。MAC OS X采用了Darwin內核，Darwin內核是UNIX系統的一個變種，具有UNIX類操作系統所具有的高穩定性，并且MAC OS X還具有一套全新設計的，被稱作Aqua的用戶界面。Aqua界面非常漂亮，擁有如水流般的平滑動感，設計精美的圖標、菜單和?？繖诘鹊?。MAC OS X一公開露面就獲得了人們的一片驚嘆聲，從那時開始直到現在MAC OS X的Aqua用戶界面一直是人們心目中的最佳。北京時間2019年6月4日凌晨1點，2019年WWDC全球開發者大會上蘋果發布macOS Catalina 10.15，用戶能將iPad用作Mac電腦的第二塊顯示屏，可以實現語音控制。
蘋果OS X系統小結：
Mac系統是蘋果公司基于UNIX操作系統進行深度再開發的操作系統，完全閉源，只能運行在蘋果公司的電腦上。
Mac OS X架構
Mac OS X 分為兩部分：
Darwin操作系統：大體由XNU內核和Unix工具組成，類Unix的開放原始碼環境?？稍趍acOS和iOS操作系統中使用。XNU是一個混合內核，它結合了卡內基梅隆大學開發的Mach內核，FreeBSD的組件以及用于編寫稱為IOKit的驅動程序的C ++ API。XNU在x86_64上單處理器和多處理器配置運行。
Aqua：由蘋果電腦開發，命名為Aqua的有版權的GUI界面。
XNU
雖然Mac OS已經通過Unix認證，然而XNU的全稱和GNU格式一樣，是XNU’s not Unix，顧名思義，XNU不是Unix。XNU是一款微內核與宏內核特性的混合內核，它包括三個部分：Mach、BSD和I/O Kit。
Mach
原來是一款微內核，是硬件和固件之上最基礎的操作系統核心，XNU中的Mach來自于OSFMK 7.3（Open Software Foundation Mach Kernel)）它負責CPU調度、內存保護等功能。它是macOS內核中最重要的部分，XNU中大部分代碼來自于它，而且macOS中的可執行文件也是mach-o格式。
Mach 的故事開始于 1975 年，比蘋果廠牌早一年出現，第一版叫做 RIG，因為缺少內存分頁等明顯缺點，RIG 失敗了，1981 年 4 月，RIG 主要開發者 Richard Rashid 開發了 Accent 解決了 RIG 的缺點，他后加入了 Microsoft Research。熟悉歷史的人會把 RIG 叫做 Mach 0.8，Accent 叫做 Mach 0.9。
1984 年，Mach 的主要開發目標是微內核和兼容 Unix，于是 Mach 使用了 BSD 4.3 作為起點。幾個基本概念被提出：任務（Task）、線程（Thread）、端口（Port）、消息（Message），以及內存對象（Memory Object）用以實現物理到虛擬內存的分頁映射，后續 FreeBSD 的內存體系結構即基于此。
最終，微內核真正意義上的實現是在 1996 年 7 月，也就是 OPENSTEP 4.0，這也是兩年后 OPENSTEP 4.2 被蘋果收購的原因之一。而 Mach 主要開發者 Avie 成為了蘋果的首席軟件技術官。
另一個需要解釋的是基于 Linux 1.3 的 MkLinux 內核，MkLinux 內核作為單個 Mach 任務運行，和BSD 部分駐留在相同的地址空間中（應用程序空間）。
直至 Mach Ten，Mac OS X 整合了 Mach、BSD、Macintosh 技術，雖然現代 Macintosh 是協作式多任務，但在 Mach Ten 中，Mac OS 是本地一等公民，而 Unix 運行在 UVM 虛擬機中，保持搶占式多任務執行 C 語言庫、POSIX 子系統、BSD 網絡棧、文件系統、RPC、NFS、X Windows。
BSD
XNU中包含一個經過修改的BSD，它負責進程管理、Unix文件權限、網絡堆棧、虛擬文件系統、POSIX兼容。macOS之所以符合單一Unix規范，也正是因為如此。
I/O Kit
是XNU內核中的開源框架,為設備驅動提供了一個面向對象(C++)的一個框架?？蓭椭_發人員為Apple的macOS和iOS操作系統編寫設備驅動程序代碼。I/O Kit框架由NeXTSTEP的DriverKit演變而來，與Mac OS 9的設備驅動程序框架或BSD的沒有任何相似之處。
System utilities
除了內核以外，Darwin還包括一些Unix工具，這些Unix工具有部分是Apple開發，比如Launchd，terminal，有部分來自于第三方，比如FreeBSD Project、GNU Project、Apache。
Core Foundation
是macOS和iOS中的C應用程序編程接口（API），是低級例程和包裝函數的混合。
Quartz
Mac OS畢竟是類Unix操作系統，類Unix操作系統想要進行圖形化操作，必須要有一個圖形框架，在Linux上我們有X11，有Wayland，而在macOS中，我們有Quartz。它是一款基于PDF技術的圖形框架。作為一個類unix，不兼容X11是不可能的，如果你想在macOS中運行X11應用，也可以，有個開源項目叫XQuartz了解一下。
Cocoa
是蘋果公司為Mac OS X所創建的原生面向對象的API，是Mac OS X上五大API之一（其它四個是Carbon、POSIX、X11和Java）。蘋果的面向對象開發框架，用來生成Mac OS X的應用程序。主要的開發語言為Objective-C。Cocoa開始于1989年9月上市的NeXTSTEP 1.0，當時沒有Foundation框架，只有動態運行庫，稱為Kit,最重要的是AppKit. 1993年NeXTSTEP 3.1被移植到了Intel, Sparc, HP的平臺上，Foundation首次被加入，同時Sun和NeXT合作開發OpenStep也可以運行在Windows系統上VCV。Cocoa API里面有不少NS開頭的API，何為NS？NS者，NeXTSTEP也。
Aqua UI
Mac OS的桌面環境，類似Linux中的GNOME。不過，不是所有Mac OS X都是Aqua UI，在Mac OS X早期測試版Rhapsody中，用的還是經典的Classic Mac OS界面。
擴展知識點：
POSIX
可移植操作系統接口（Portable Operating System Interface），是IEEE為要在各種UNIX操作系統上運行軟件，而定義API的一系列互相關聯的標準的總稱，其正式稱呼為IEEE Std 1003，而國際標準名稱為ISO/IEC 9945。此標準源于一個大約開始于1985年的項目。POSIX這個名稱是由理查德·斯托曼（RMS）應IEEE的要求而提議的一個易于記憶的名稱。它基本上是Portable Operating System Interface（可移植操作系統接口）的縮寫，而X則表明其對Unix API的傳承。POSIX標準詳細內容
Launchd
由蘋果開發的一款統一服務管理框架，是 Mac 下用于初始化操作系統的關鍵進程，用于啟動，停止和管理macOS中的守護進程，應用程序，進程和腳本。由于它支持多線程，所以它比傳統的Unix初始化程序SysVinit要高，launchd同時正在被移植到FreeBSD平臺，它的設計思想也被systemd所借鑒，后者成為目前Linux發行版中的主流系統初始化程序。
Mac OS X的啟動原理：
1.固件激活，硬件初始化，加載BootX引導器。
2.BootX加載內核與內核擴展(kext)。
3.內核啟動Launchd進程。
4.Launchd會根據 ，/System/Library/LaunchAgents ,/System/Library/LaunchDaemons , /Library/LaunchDaemons,/Library/LaunchAgents , ~/Library/LaunchAgents 里的plist配置，啟動服務守護進程。
優化Mac OS X的啟動的關鍵就在，/System/Library/LaunchAgents ,/System/Library/LaunchDaemons , /Library/LaunchDaemons,/Library/LaunchAgents。
Terminal
終端，終端就是連接內核與交互界面的橋梁。操作系統分為內核和交互界面兩個部分，內核部分，負責系統的全部邏輯操作，由海量命令組成，這一部分是系統運行的命脈，不與用戶接觸；交互界面部分，是開機之后所有我們所看到的東西，比如窗口，軟件，應用程序等等。
Terminal、shell、bash、zsh的關系
Shell
是命令的解釋器，shell腳本語言則是shell解釋器所能認識的語言，shell解釋器運行Terminal中，它將交互界面的輸入命令在終端中進行解釋，將解釋后的內容傳遞給內核，內核成功識別內容后去執行，將執行結果輸出在Terminal或者交互界面。常見的 shell 解釋器有 sh、bash這兩種，其他有 ksh、csh 和 zsh。
bash
目前最通用、最常見的Shell解釋器，定義了一套腳本語言，是眾多Linux發行版的標配。
zsh
因為zsh本身作為一種腳本語言，是與bash不兼容的。符合bash規范的腳本無法保證被zsh解釋器正確執行。但是，zsh實現中包含了一個仿真模式（emulation mode），支持對兩種主流的Bourne衍生版shell（bash、ksh）和C shell的仿真（csh的支持并不完整）。在bash的仿真模式下，可以使用與bash相同的語法和命令集合，從而達到近乎完全兼容的目的。zsh是不會根據.sh文件開頭的shebang（如#!/bin/sh和#!/bin/bash）自動采取兼容模式來解釋腳本的，因此，要讓zsh解釋執行一個其他Shell的腳本，必須手動輸入emulate sh或者emulate ksh，告訴zsh對何種Shell進行仿真。
