第 10章 网络操作系统
10.3 UNIX操作系统
10.3.1 UNIX操作系统的发展
10.3.2 UNIX操作系统的组成和特点
10.3.3 UNIX操作系统的网络操作
第 10章 网络操作系统
10.3.1 UNIX操作系统的发展
1969年，贝尔实验室 肯,汤姆逊 在小型计算机 PDP－ 7上，
由早期的 Mutics型系统 开发而形成 Unix，经过不断补充修改，
且与 Richie一起用 C语言 重写了 Unix的大部分内核程序，于
1972年 正式推出。它是世界上使用最广泛、流行时间最长的
操作系统之一，无论微型计算机、工作站、小型机、中型机、
大型机乃至巨型机，都有许多用户在使用。 Unix已经成为注
册商标，多用于 中、高档计算机产品 。
Unix操作系统经过几十年的发展，产生了许多不同的 版
本流派 。各个流派的内核是很相像的，但外围程序等其他程
序有一定的区别。现有 两大主要流派,分别是以 AT&T公司
为代表的 SYSTEM V，其代表产品为 Solaris系统；另一个是
以伯克利大学为代表的 BSD。
第 10章 网络操作系统
10.3.1 UNIX操作系统的发展
Unix操作系统的 典型产品 有：
① 应用于 PC机上
? Xenix系统
? SCO Unix
? Free BSD系统。
② 应用于工作站上
? SUN Solaris系统
? HP－ UX系统
? IBM AIX系统。
一些大型主机和工作站的生产厂家 专门 为它们的机器开发
了 Unix版本,其中包括 SUN公司的 Solaris系统, IBM公司的
AIX和惠普公司的 HP-UX。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
1,UNIX操作系统的组成
UNIX操作系统由下列几部分组成：
? 核心程序 （ kernel） —— 负责调度任务和管理数据存储；
? 外围程序 （ shell） —— 接受并解释用户命令；
? 实用性程序 （ utility program） —— 完成各种系统维护功
能；
? 应用程序 （ application） —— 在 UNIX操作系统上开发的
实用工具程序。
Unix操作系统 是一个典型的 多用户, 多任务, 交互式 的 分时
操作系统。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
Unix操作系统
是一个典型的多用户、
多任务、交互式的分
时操作系统。从 结构
上看, Unix是一个 层
次式可剪裁系统,它
可以分为 内核 （核心）
和 外壳 两大层。但是，
Unix核心内的层次结
构不是很清晰，模块
间的 调用关系较为复
杂,右图是经过简化
和抽象的结构。
用户程序 用户程序用户程序
编译程序 连接程序 命令程序库,,, 程序库
系统调用界面
文件子系统
进程控制
子系统
进程通信
进程调度
存储管理高速缓存
字符设备 块设备
设备驱动程序
硬件控制
硬件
外壳
核心级
核心级
硬件级
...
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
（ 1）核心
核心级 直接工作在硬件级之上，它 一方面 驱动系统的硬
件并与其交互作用,另一方面 为 UNIX外围软件提供有力的
系统支持。具体地说，核心有如下功能：
? 进程管理；
? 内存管理；
? 文件管理与设备驱动；
? 网络系统支持。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
（ 2）外壳
外壳 由 应用程序 和 系统程序 组成。
应用程序 所指的范围非常广泛，可以是用户的任何程序
（例如数据库应用程序），也可以是一些套装软件（如人事
工资管理程序、会计系统,UNIX命令等）。
系统程序 是为系统开发提供服务与支持的程序，例如编
译程序、文本编辑程序及命令解释程序（ shell）等。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
（ 3）系统调用界面
在用户层与核心层之间，有一个“系统调用”的 中间带,
即 系统调用界面,其作为两层间的 接口 。 系统调用界面 是一
群预先定义好的模块（多半由汇编语言编写），这些模块提
供一条管道，让应用程序或一般用户能借此得到核心程序的
服务,具体 包括,
? 外部设备的使用
? 程序的执行
? 文件的传输等
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
2,Unix操作系统的特点
UNIX系统是一个支持多用户的交互式操作系统，它具有以下 特点,
? 可移植性好
? 多用户和多任务
? 层次式的文件系统，文件按目录组织，目录构成一个层次结构。
? 文件、设备统一管理
? 功能强大的 Shell
? 方便的系统调用
? 有丰富的软件工具
? 支持电子邮件和网络通信，系统还提供在用户进程之间进行通信
的功能。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
Unix操作系统也有一些 不足,
? 用户接口不好，过于简单
? 种类繁多，且互相不兼容
Unix操作系统 经过不断的锤炼，已成为一个在 网络功能, 系
统安全, 系统性能 等各方面都 非常优秀 的操作系统。
其多用户、多任务、分时处理的 特点影响着一大批操作系统,
如 Linux等均是在其 基础 上发展而来。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
UNIX有两种工作态：
? 核心态
? 用户态
UNIX 的 内核 工作在 核心态,其他 外围软件 包括用户程序工
作在 用户态 。用户态的进程可以访问它自己的指令和数据，但不
能访问核心和其他进程的指令和数据。
一个进程的 虚拟地址空间 分为 用户地址空间 和 核心地址空间
两部分，核心地址空间只能在核心态下访问，而用户地址空间在
用户态和核心态下都可以访问。
当用户态下的用户进程执行一个用户调用时，进程的执行态
将从用户态 切换 为核心态，操作系统执行并根据用户请求提供服
务；服务完成，由核心态返回用户态。
第 10章 网络操作系统
10.3.3 Unix操作系统的网络操作
Internet之所以能成为流行的网络，在于 TCP/IP与 Unix
的 联合 。目前 Unix已经具有 丰富的网络操作功能,其中包括
如下一些 内容,
? 显示局域网中各计算机的状态命令 (ruptime)
? 显示网络中的用户信息 (rwho ； finger)
? 远程登录 (rlogin ； telnet)
? 文件传送 (rcp ； ftp)
? 网络文件共享 NFS(mount ； umount）
? 电子邮件命令（ mail ； mailx）
? 系统配置与系统管理
10.3 UNIX操作系统
10.3.1 UNIX操作系统的发展
10.3.2 UNIX操作系统的组成和特点
10.3.3 UNIX操作系统的网络操作
第 10章 网络操作系统
10.3.1 UNIX操作系统的发展
1969年，贝尔实验室 肯,汤姆逊 在小型计算机 PDP－ 7上，
由早期的 Mutics型系统 开发而形成 Unix，经过不断补充修改，
且与 Richie一起用 C语言 重写了 Unix的大部分内核程序，于
1972年 正式推出。它是世界上使用最广泛、流行时间最长的
操作系统之一，无论微型计算机、工作站、小型机、中型机、
大型机乃至巨型机，都有许多用户在使用。 Unix已经成为注
册商标，多用于 中、高档计算机产品 。
Unix操作系统经过几十年的发展，产生了许多不同的 版
本流派 。各个流派的内核是很相像的，但外围程序等其他程
序有一定的区别。现有 两大主要流派,分别是以 AT&T公司
为代表的 SYSTEM V，其代表产品为 Solaris系统；另一个是
以伯克利大学为代表的 BSD。
第 10章 网络操作系统
10.3.1 UNIX操作系统的发展
Unix操作系统的 典型产品 有：
① 应用于 PC机上
? Xenix系统
? SCO Unix
? Free BSD系统。
② 应用于工作站上
? SUN Solaris系统
? HP－ UX系统
? IBM AIX系统。
一些大型主机和工作站的生产厂家 专门 为它们的机器开发
了 Unix版本,其中包括 SUN公司的 Solaris系统, IBM公司的
AIX和惠普公司的 HP-UX。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
1,UNIX操作系统的组成
UNIX操作系统由下列几部分组成：
? 核心程序 （ kernel） —— 负责调度任务和管理数据存储；
? 外围程序 （ shell） —— 接受并解释用户命令；
? 实用性程序 （ utility program） —— 完成各种系统维护功
能；
? 应用程序 （ application） —— 在 UNIX操作系统上开发的
实用工具程序。
Unix操作系统 是一个典型的 多用户, 多任务, 交互式 的 分时
操作系统。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
Unix操作系统
是一个典型的多用户、
多任务、交互式的分
时操作系统。从 结构
上看, Unix是一个 层
次式可剪裁系统,它
可以分为 内核 （核心）
和 外壳 两大层。但是，
Unix核心内的层次结
构不是很清晰，模块
间的 调用关系较为复
杂,右图是经过简化
和抽象的结构。
用户程序 用户程序用户程序
编译程序 连接程序 命令程序库,,, 程序库
系统调用界面
文件子系统
进程控制
子系统
进程通信
进程调度
存储管理高速缓存
字符设备 块设备
设备驱动程序
硬件控制
硬件
外壳
核心级
核心级
硬件级
...
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
（ 1）核心
核心级 直接工作在硬件级之上，它 一方面 驱动系统的硬
件并与其交互作用,另一方面 为 UNIX外围软件提供有力的
系统支持。具体地说，核心有如下功能：
? 进程管理；
? 内存管理；
? 文件管理与设备驱动；
? 网络系统支持。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
（ 2）外壳
外壳 由 应用程序 和 系统程序 组成。
应用程序 所指的范围非常广泛，可以是用户的任何程序
（例如数据库应用程序），也可以是一些套装软件（如人事
工资管理程序、会计系统,UNIX命令等）。
系统程序 是为系统开发提供服务与支持的程序，例如编
译程序、文本编辑程序及命令解释程序（ shell）等。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
（ 3）系统调用界面
在用户层与核心层之间，有一个“系统调用”的 中间带,
即 系统调用界面,其作为两层间的 接口 。 系统调用界面 是一
群预先定义好的模块（多半由汇编语言编写），这些模块提
供一条管道，让应用程序或一般用户能借此得到核心程序的
服务,具体 包括,
? 外部设备的使用
? 程序的执行
? 文件的传输等
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
2,Unix操作系统的特点
UNIX系统是一个支持多用户的交互式操作系统，它具有以下 特点,
? 可移植性好
? 多用户和多任务
? 层次式的文件系统，文件按目录组织，目录构成一个层次结构。
? 文件、设备统一管理
? 功能强大的 Shell
? 方便的系统调用
? 有丰富的软件工具
? 支持电子邮件和网络通信，系统还提供在用户进程之间进行通信
的功能。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
Unix操作系统也有一些 不足,
? 用户接口不好，过于简单
? 种类繁多，且互相不兼容
Unix操作系统 经过不断的锤炼，已成为一个在 网络功能, 系
统安全, 系统性能 等各方面都 非常优秀 的操作系统。
其多用户、多任务、分时处理的 特点影响着一大批操作系统,
如 Linux等均是在其 基础 上发展而来。
第 10章 网络操作系统
10.3.2 UNIX操作系统组成和特点
UNIX有两种工作态：
? 核心态
? 用户态
UNIX 的 内核 工作在 核心态,其他 外围软件 包括用户程序工
作在 用户态 。用户态的进程可以访问它自己的指令和数据，但不
能访问核心和其他进程的指令和数据。
一个进程的 虚拟地址空间 分为 用户地址空间 和 核心地址空间
两部分，核心地址空间只能在核心态下访问，而用户地址空间在
用户态和核心态下都可以访问。
当用户态下的用户进程执行一个用户调用时，进程的执行态
将从用户态 切换 为核心态，操作系统执行并根据用户请求提供服
务；服务完成，由核心态返回用户态。
第 10章 网络操作系统
10.3.3 Unix操作系统的网络操作
Internet之所以能成为流行的网络，在于 TCP/IP与 Unix
的 联合 。目前 Unix已经具有 丰富的网络操作功能,其中包括
如下一些 内容,
? 显示局域网中各计算机的状态命令 (ruptime)
? 显示网络中的用户信息 (rwho ； finger)
? 远程登录 (rlogin ； telnet)
? 文件传送 (rcp ； ftp)
? 网络文件共享 NFS(mount ； umount）
? 电子邮件命令（ mail ； mailx）
? 系统配置与系统管理
