第八章作業系統（二）

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第八章作業系統（二）

電腦發展至今已有一段歷史，在不同時代，作業系統也隨著改變，在本章中，我們將介紹常見且流行的作業系統，包括工作站級的 UNIX以及個人電腦的 Windows 等等。

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第八章作業系統（二）

• 在上一章介紹過作業系統的原理後，在本章中，我們將來介紹幾種目前常見的作業系統– UNIX– UNIX-Like（ Linux、 FreeBSD ）– Windows– Mac OS– OS/2

• 介紹 UNIX 的常用指令及 Windows 的相關設定。

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大綱

• 8.1 UNIX 作業系統– 8.1.1 UNIX 的發展– 8.1.2 UNIX 的特色– 8.1.3 UNIX 的使用者介面– 8.1.4 UNIX 的指令

• 8.2 DOS• 8.3 Windows 作業系統

– 8.3.1 Windows 3.x– 8.3.2 Windows 95/98/Me– 8.3.3 Windows NT/2000– 8.3.4 Windows XP– 8.3.5 Windows Server 2003 家族– 8.3.6 Windows Vista

• 8.4 Linux/FreeBSD– 8.4.1 Linux– 8.4.2 FreeBSD

• 8.5 OS/2• 8.6 Mac OS• 8.7 嵌入式作業系統

(Embedded Operation System)• 8.8 Windows 的系統設定

– 8.8.1 Windows 的工具軟體– 8.8.2 Windows 的解析度設定 – 8.8.3 Windows 的虛擬記憶體設

定– 8.8.4 Windows 的系統效能監控

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8.1 UNIX 作業系統

• 現代作業系統的始祖大概可以算是 UNIX 了，它的許多功能都變成了現代作業系統的標準，同時也定義了許多資料處理模式，例如階層式的檔案系統結構。– 目前， UNIX 仍舊是眾多工作站級電腦所使用的作業系統。

• 8.1.1 UNIX 的發展– 在 1970 年代，當時的電腦系統大多是中大型主機，造價昂貴，因此

必須提供多使用者共同使用，而 UNIX是 AT&T 的貝爾實驗室 (Bell Lab.) 為了此需求所發展的多人多工的作業系統。

– UNIX 作業系統的原始程式大部分都是使用 C 語言所撰寫，所以具有可攜性• 也就是可以適應於各種不同的硬體結構（只要更換編譯器並重新編譯即可）。

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8.1.1 UNIX 的發展

• 在這些年來，各家中大型主機廠商為了配合自家推出的硬體特性，也小幅修改了部分原始的 UNIX ，所以目前看到的 UNIX 版本很多– AT&T 的標準版本 System V

– Sun的 Solaris

– IBM的 AIX

– 學術用途上， Berkeley 大學所發展的 BSD 是重要的版本之一，例如 UNIX 4.4BSD

– 另一個分支 XENIX 則是微軟針對個人電腦所發展的 UNIX 系統。• 目前 UNIX 的分佈狀況，在商業領域中，以 SYSTEM 為最多，而 BSD 則

是用於學術用途，而 XENIX 則只適用於個人電腦。

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8.1.2 UNIX 的特色

• 透過 UNIX 的管理，使用者只要擁有一套終端機設備就可以使用電腦主機的資源來完成自己的工作，並且不必擔心互相影響的問題。

• 至今， UNIX 仍然是中大型電腦最主要的作業系統，原因則是它具有下列特點：– (1) 穩定性極高：

• UNIX的穩定性極高，主要原因在於 UNIX不貪圖過多非作業系統核心必須要具備的功能，這使得 UNIX非常精簡，方便除錯與維護，因此能夠維持極高的穩定度，在目前， UNIX仍舊是公認伺服器等級，穩定度最高的作業系統。

– (2) 移植性高：• 由於 UNIX 採用 C 語言撰寫，因此在更換不同硬體主機時，只需要作極少部分的修改，經過重新編譯，就可以作為新主機上的作業系統。

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8.1.2 UNIX 的特色

– (3) 多人多工：• UNIX允許多個使用者同時登入，每個使用者也同時可以執行許多程式。同時還可以將某些行程設定其使用 CPU的優先權，或將低優先權的程式設定為背景執行。

– (4) 安全性佳：• 對於多人多工的系統而言，使用者之間的資料保密至為重要，在這方面， UNIX 將檔案區分存取等級，提供檔案擁有者定義使用者、群組、公開等不同層次的讀、寫與執行等權限。

– (5) 系統架構良好：• UNIX 在檔案系統、記憶體管理、輸入／輸出系統、程序控制、行程控制、網路系統等方面都有很好的規劃。

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8.1.3 UNIX 的使用者介面

• UNIX 作業系統可以分為兩部分，一部份是作業系統核心，另一部份則是操作環境（也就是使用者介面）。– UNIX 的內定介面是命令列使用者介面，使用者透過 shell( 層殼 ) 下達指令，然後經過命令解釋器將之轉換為對系統核心的運算需求，由於命令列式的指令眾多，所以使用者必須花費一些時間才能夠熟悉各項指令的需求。

• 指令大多為英文的縮寫（當然也有例外），例如 cp 代表複製(copy)

• 若不熟悉某個指令的詳細用法，則可以透過 man 指令來進行線上查詢。

– 使用者還可以根據本身的習慣，使用不同的 shell 來下達指令• 常見的 shell有 C-Shell、 B-shell 等等。

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UNIX命令列使用者介面

【 UNIX的怪指令】：UNIX的指令大多為簡單的英文單字縮寫，但也有些指令和英文單字一點關係都沒有，例如 biff = "BIFF"這個指令是用來設定當您有新的電子郵件進來時，設定是否要通知您。biff的由來有些特殊，事實上， Biff是柏克萊大學校園內一隻狗的名字，因為它會對前來送信的郵差吠叫而在校園內聞名；也因此 biff被用來當作信件通知指令的名稱。

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• 命令列式的使用者介面是初學者接觸電腦的最大障礙，因此， UNIX後來也發展了一些圖形化介面– 例如 X-Window及MOTIF 。

• 此外， Sun公司的 Solaris 系統也是一套整合命令列與圖形化介面的UNIX 系統。

Sun Solaris作業系統的圖形化介面

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8.1.4 UNIX 的指令

• UNIX的指令眾多，大多與英文單字有關，我們將之整理如下表，許多指令還可以搭配參數來進行細節的指令操作，如果想要瞭解它的詳細參數意義，可以透過『man 指令名稱』來查詢– 值得注意的是，這些指令通常也適用於FreeBSD或 Linux等Unix-like的作業系統。

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8.2 DOS

• DOS 是早期 IBM PC 的磁碟作業系統 (Disk Operation System) ，由於PC 的服務對象為一般的單一使用者，因此，在 CPU 及主記憶體方面的管理需求不多，反而是需要對於磁碟提供較多的管理，因而命名為 DOS 。

• 常用的 DOS 有三種不同品牌，分別是 Microsoft公司的 MS-DOS、 IBM公司的 PC-DOS 以及 Novell公司的 DR DOS ，三種 DOS彼此相容，但仍有一些區別，– 其中又以 MS-DOS 的普及率最高。– MS-DOS 是微軟接受 IBM委託所開發的 DOS 系統之一，由於普及率極高，

因此奠定了微軟企業的深厚基礎。– MS-DOS 只能供一個使用者作業，在不透過特殊方式的狀況下（例如常駐程

式），一次只能執行一個程式。

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8.2 DOS

• MS-DOS 的使用者介面，也是命令列式透過指令來操作電腦，並且使用類似 UNIX 的檔案樹狀目錄結構，唯一的差別在於目錄符號為『 \』（ UNIX 的目錄符號為『 /』）。– 由於 MS-DOS屬於 16位元（ x86 指令集）的作業系統以及只能使用

640KB 主記憶體空間，因此，無法負擔複雜且龐大的軟體。– 在 386/486 時代，雖然採用 EMS、 XMS 等技術突破了 640K 的限制，但非常不方便，並且仍無法提供多工能力，所以在硬體效能大幅提昇以及 Windows 作業系統出現後，逐漸退出市場。

– 但為了延續某些舊版軟體的生命，在大多數的 Windows 系統中，仍以虛擬機器方式提供 MS-DOS 的操作環境（預計未來將徹底消除MS-DOS ）。

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8.3 Windows 作業系統

• 在 386/486 時代， MS-DOS在 PC 作業系統的佔有率已達 90% 以上• 另一方面，麥金塔電腦的圖形化作業系統則帶給另一群使用者非常方便的操作介面，使得微軟也開始從事將 MS-DOS 改版為圖形化的視窗(Windows) 介面，以降低一般使用者對於電腦的恐懼。

• 8.3.1 Windows 3.x

– Windows 介面的發展一直到了 3.0 版以後才有成熟的產品，包含Windows 3.0、 3.1、 3.11、Workgroup 3.1 等等。

– 但Windows 3.x其實算不上是作業系統，它必須先透過 MS-DOS開機後，再執行 Windows 軟體，所以，充其量它只不過是一個圖形化介面。

– Windows 是一種多工的系統，但事實上，多工又分為非先佔式多工與先佔式多工兩種

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8.3.1 Windows 3.x

– (1)非先佔式多工 (Non-Preemptive Multitasking)：• 又稱為合作式多工或協調式多工 (Cooperative Multitasking)，在此模式下，系統不會強制分配 CPU時間。當某個程式佔用 CPU時，必須等到該程式自己釋放 CPU之後，其它程式才能夠取得 CPU的使用權，因此，要達到多工效果，必須程式間能夠彼此合作。

– (2)先佔式多工 (Preemptive Multitasking)：• 在此種模式下，每個程式的 CPU時間由作業系統核心來分配，當程式被分配到的 CPU時間使用完畢後，系統會自動執行交換 (context switch)，強制將 CPU使用權交給下一個排隊中的程式，因此沒有任何一個程式能主觀地霸佔 CPU。換句話說，先佔式多工才是一個功能完整的多工模式。

• Windows 3.x– 仍舊是 16位元（ x86 指令集）的程式– 採用非先佔式多工

• 這樣的多工將會使得，在 Windows 3.x 中若有某個程式當掉，則所有程式都會跟著當掉，因為程式無法交回 CPU 控制權，此時必須重新啟動電腦。

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8.3.2 Windows 95/98/Me

• 不同於 Windows 3.x ，在 1995 年微軟發行的 Windows 95視窗作業系統已經是非常完整的作業系統，它是一套專門針對個人及家庭用戶所設計的視窗作業系統，之後又推出了 Windows 98及Windows Me 等都屬於個人及家庭用戶等級的作業系統。

• Windows 95– 支援 32位元的應用程式，並且採用真正的多工方式，也就是先佔式多工

• 由作業系統分配給每一個執行程式一段 CPU 時間來執行程式，並且各自擁有獨立的執行空間與資源，不同程式間不會相互影響。

• Windows 95 仍舊支援 16位元的應用程式，而在執行 16位元應用程式時，仍舊採用的是非先佔式多工。

– 提供了「檔案總管」來管理檔案系統的目錄結構，使用者可以輕鬆使用滑鼠及鍵盤進行目錄／檔案的複製、搬移、刪除等操作

– 設計了【開始】按鈕的工作列，並且仍沿用到今日的各種 Windows 系統中

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– 值得注意的是， Windows 95 是一套作業系統，所以一開機後，使用者面對的就是 Windows 95 提供的使用者介面

• 如果使用者想要執行以往的 MS-DOS 應用程式，則必須另外手動或自動開啟一個 MS-DOS視窗，在該視窗內執行 MS-DOS 應用程式。而如果要執行視窗程式，則直接執行即可。這與Windows 3.x執行視窗程式的作業流程完全不同。

– Windows 95非常成功，搭配當時微軟發行的 Office辦公室應用軟體，使得微軟成為世界上最大的軟體公司，當時的個人電腦幾乎在出廠時都指定搭配 Windows 95 作業系統，因此，在 1998 年，微軟又推出了新的視窗作業系統 Windows 98 。

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• Windows 98 是一個更成功的作業系統– 它修正了 Windows 95 的一些錯誤– 加強了與周邊設備的相容性。『隨插即用』 (Plug & Play) 可以說是 W

indows 98 最大的特色• 它簡化了週邊硬體裝置的軟體安裝流程，因此，使用者不必再為了複雜的周邊裝置的驅動程式設定大傷腦筋。

– 除此之外， Windows 98加入了當時推出的各種介面標準• 例如 USB裝置、紅外線傳輸、多重螢幕等等。

– 將網路功能當作一項設計重點，為它與微軟的網際網路瀏覽器(Internet Explorer 4；簡稱 IE4)做非常緊密的結合

• 例如：檔案總管與瀏覽器的介面其實是共用的。• Windows 98內定必須附上 IE4

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– Windows 98 將網路網路功能納入作業系統內，確實使得一般使用者更習慣接觸網路。例如透過 Outlook Express進行收發電子郵件、利用 Microsoft NetMeeting進行視訊會議，以及透過 Remote Access 等功能進行遠端資源的存取等等。

• 在 2000 年，微軟推出了 Windows Me（Me是Millennium Edition 的縮寫；即千禧版）– Windows Me延續了 Windows 95/98 的使用者介面，只在多媒體方面做了一

些改良，例如在硬體介面上，它加入了可以處理數位影音資料的各種功能，方便輸入與處理數位錄影機、數位相機及輸入錄音機的影音資料。

– Windows Me 也提供了一些關於製作電影的工具，其整體目標是要讓Windows Me 成為一個家用的多媒體電腦。

– Windows Me 不算是一項成功的產品，因為當時已經推出的 Windows 2000比Windows 95/98/Me 等都還要穩定，使得部分個人改用 Windows 2000 Professional做為作業系統或者仍沿用 Windows 98 作業系統。

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– Windows Me 也改良了多媒體播放軟體 Media Player ，新版的 Media Player 不但可以播放數位音樂，還可以播放 VCD與 DVD數位影片。

Windows Me 作業系統

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8.3.3 Windows NT/2000

• Windows NT– Windows 95/98/Me 是針對個人使用者所開發的作業系統，核心也是

一脈相承，售價便宜是其最大的優點，但穩定度則一直為人所詬病（當機率過高）。在另一方面，微軟也為企業設計了另一套穩定度較高且更安全的作業系統，此類作業系統最早期的版本為 Windows NT(New Technology) 。

– Windows NT 最早的版本是 Windows NT 3.5及 3.51 ，它使用的是Windows 3.1 的使用者介面，到了 Windows NT 4.0 ，則使用Windows 95/98 的視窗操作介面，不過早期的 Windows NT 4.0 在擴充硬體的安裝方面並不如 Windows 98 來得方便。

– Windows NT 分為 Server與Workstation兩種版本。• Windows NT Server 是伺服器作業系統，可提供客戶端各項服務• 客戶端只需要安裝Windows NT Workstation 版本即可。

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– Windows NT 採用的是一種主從式架構 (Client/Server)• 主端（也就是伺服器端）等待客戶端提出需求後，提供各種服務，例如列印、檔案分享等服務。

• 從端（也就是客戶端）平時可以獨立透過本身電腦系統資源執行程式，若需要一些遠端的服務時，則可以透過網路向伺服器提出需求或與其它電腦進行資源的共享。

Windows NT 的主從式架構

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– Windows NT可以架構企業內部的區域網路，另一方面，微軟又發展了Microsoft Internet Information Server(IIS)，只要在Windows NT Server上加裝 IIS就可以作為 Internet伺服器，例如可以作為網頁伺服器。使用Windows NT配合 IIS及資料庫可以提供企業對於電腦及網路的所有需求，由於Windows NT只需要使用 PC等級的硬體，因此吸引了許多企業採用Windows NT做為標準伺服器作業系統。

• Windows 2000– 繼Windows NT成功的案例後，微軟在 1999/2000年間又推出了

Windows 2000作業系統• 它的核心沿自於 NT，並修改了Windows NT 4.0的錯誤，使得

Windows 2000更穩定、更安全可靠。• 有鑒於Windows 98對於硬體安裝的方便性成功吸引使用者更替作業系統版本的經驗，Windows 2000對於硬體的安裝也比 NT來得更加簡單方便。

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– Windows 2000分為許多版本，其服務對象也有所不同：• Windows 2000 Professional ：類似Windows NT Workstation 的角色，做為企業網路的客戶端電腦作業系統，由於 Windows Me 不如預期理想，因此，許多個人用戶及筆記型電腦也都安裝了 Windows 2000 Professional ，例如當時大多數學校電腦教室的電腦都採用此作業系統。

• Windows 2000 Server ：預計取代 Windows NT Server ，做為企業網路的伺服器作業系統，提供列印、檔案分享及一般網路連線等服務。 IIS 5.0已經內定附於 Windows 2000 Server 中，因此， Windows 2000 Server不但可以做為企業內部網路伺服器，也可以做為網際網路伺服器。

• Windows 2000 Advanced Server ：除了提供 Windows 2000 Server 的服務之外，還可做為電子商務的伺服器，它提供了錯誤回復 (Failover Clustering) 功能及平衡網路負載（ Network Load Balancing ）功能。同時它所支援的 CPU 及記憶體容量是 Windows 2000 Server 的兩倍。

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• Windows 2000 Datacenter Server ：功能最強大的版本，一般用來做為企業的大型資料處理中心或者用來建置非常重要的大型軟體平台。

Windows 2000 Server 作業系統

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8.3.4 Windows XP

• 在 2001 年，微軟推出的 Windows XP 作業系統，它屬於個人電腦作業系統使用，並沒有 Server 版本– 它沿自 NT、 2000 的核心，結合 Windows Me 的數位影音功能，並

大幅修正使用者介面（同時也保留了 Windows 2000 介面供使用者選擇），讓Windows XP 的使用者介面更具有親和力。

• Windows XP 的高度穩定性使得過去使用 Windows 95/98/Me 的用戶願意更新版本

• 而親和的介面則使得Windows 2000 Professional 的使用者願意更新版本。

– 整體來說， Windows XP 算是一個成功的產品，唯一的缺憾是， XP沒有伺服器版本的作業系統。

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8.3.4 Windows XP

• Windows XP有Windows XP Home Edition與Windows XP Professional兩種版本– Windows XP Home Edition

• 鎖定家庭使用者為目標客戶，它考慮了家中共用電腦的實用性，透過使用者設定檔的功能，讓家庭的每一個成員可以共用同一部電腦，但卻能夠擁有各自獨立的桌面等相關軟體環境，除此之外，在家用網路、多媒體、網際網路的連線上也都加強了一些功能。

– Windows XP Professional• 設定在原本使用 Windows 2000 Professional 的客戶，它加強了一些關於遠端存取及網路安全方面的功能，可以當作企業網路的客戶端電腦作業系統。

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8.3.4 Windows XP

Windows XP Home Edition 作業系統

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8.3.5Windows Server 2003家族

• 為了彌補Windows XP沒有 Server 版本的缺憾，微軟在2003 年底，推出 Windows Server 2003 家族以替代Windows 2000 Server 家族。– Windows Server 2003 原本命名為 Windows .NET Server 2003 ，這

是由於微軟在 2002 年大力推廣 .NET Server 的緣故，微軟計劃將Server 2003預設包含 .NET Server ，不過由於 .NET 的初期推廣效果未達預期，因此更名為 Windows Server 2003 。

– Windows Server 2003 同時附帶 .NET平台 1.1 版以及 IIS 6.0 版，同時Windows Server 2003 家族包含了 Standard Edition、 Enterprise Edition、 Datacenter Edition及Web Edition 等四種版本

• 其中有些版本也提供了支援了 64位元的作業系統，各版本支援的詳細技術，如表 8-4整理。

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8.3.5Windows Server 2003家族

Windows Server 2003 作業系統

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8.3.6 Windows Vista

• 在個人電腦作業系統中，微軟的 Windows XP尚稱成功，唯一令人詬病的是安全性不足， Windows XP 的漏洞過多，使得駭客能夠透過網路利用漏洞入侵個人電腦，隨著網路應用的發達（例如銀行交易），使得使用者對於安全性要求更高。– 微軟對應 Windows XP 及其他作業系統的漏洞策略是採用 Windows Update連上微軟網站更新修補程式，並且定期提出新的 Service Pack

– 不過，由於 Windows XP 問世實在太久，漏洞也太多，駭客對於相關漏洞的入侵早已彌漫在網路中，使得重新安裝作業系統時，可能尚未能連至Windows Update 中心就已經被入侵，使用者不勝其擾，期望微軟推出新的作業系統（按照原本時程，應該在 2004 年就有新版作業系統），而非在Windows XP 修修補補。

• 在 2007 年，延宕多時的新視窗作業系統 -Windows Vista 終於推出。針對這一個版本，微軟說明 Vista 具有「未來展望」的意思– 主打標語是：「清晰、有自信、四通八達：讓你的世界一目瞭然。」

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8.3.6 Windows Vista

• 事實上， Vista內含三大設計目標：– 更強的安全性– 新的資料整理方式– 更方便的外部裝置連結。

• 而 Vista 的新功能眾多，除了包含三大設計目標的功能外，尚有更新的視覺效果以及內建Microsoft .NET Framework 3.0平台等等。

• 在實際操作上， Vista與 XP 的操作有截然不同的感受，它加強了檔案搜尋的方便性以及更人性化的操作模式

• 在安全性上，它也提供了反間諜程式。– 如果說從 Dos到Windows95 在操作上是 100% 的變革，那麼從Windows XP到Windows Vista 在操作上可以說是 50% 的變革，例如常用的工具列也預設為隱藏式工具列。（其他從Windows 95"98"Me"2000"XP 都只是非常小的變動）

• Vista 的版本一共有六種– 分別是 Windows Vista Starter、家用入門版 (Home Basic)與家用進階版

(Home Premium)、商用入門版 (Business)、商用進階版 (Enterprise)、旗艦版 (Ultimate) 。每個版本所附上的新功能並不相同。

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8.3.6 Windows Vista

– Windows Vista Starter雖然陽春，但也符合一般入門使用者的需求，其功能如下（參考至微軟網站）：

• 輕鬆瀏覽網際網路• 與全球各地的朋友及家人通訊• 聆聽音樂並觀賞影片• 利用簡單易用的工具，在線上儲存、列印並分享相片• 利用家長監護功能，限制孩童存取特定網站、遊戲及其他成人內容的權限• 使用專為 Windows 設計的教育性、生產力、小型企業及其他軟體• 連接專為 Windows 設計的相機、印表機、喇叭及其他硬體裝置• 從 Microsoft 線上存取更新程式與增強功能

– Vista Starter 版是針對非高所得國家才推出的版本（其實大抵是為了防盜版及反壟斷條例，否則台灣也不可能買的到），美國、加拿大、歐盟國家、澳洲與紐西蘭等國家可能買不到此版本。其餘版本，隨著價格的不同，所提供的功能也有所不同，我們將之整理在表 8-5 ，如果您還想更一步了解更多詳細的規格，可以至微軟網站查詢。

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8.3.6 Windows Vista

Windows Vista 作業系統

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8.3.6 Windows Vista

Windows 的發展歷程

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8.4 Linux/FreeBSD

• Linux和 FreeBSD 都是將 UNIX 移植到 PC 上的解決方案，並且採用開放原始碼的方式進行推廣。其指令大部分皆與UNIX 相同，使得一般無法購買工作站級大型主機的使用者，也能享有 UNIX 的穩定性。– 我們將這類作業系統通稱為 Unix-like 作業系統。

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8.4.1 Linux

• 在 1990 年之前，必須使用中大型主機才能安裝 UNIX 作業系統，而Linus 為了讓個人電腦 PC 也能夠安裝 UNIX 作業系統，因此發展了可安裝於 PC的 Unix-like 作業系統 -Linux 。– Linux 的核心程式最初命名為 hobby ，並且開放於網路上，而經由全球支持開放軟體的工程師共同努力完成 Linux 的各項功能後，目前的 Linux 不但能夠與各種硬體相容，並且比微軟的伺服器作業系統還要穩定。

• Linux 是完全免費的作業系統，並且開放原始碼的下載， Linux 採用大眾公有版權 (GPL； GNU General Public Licenses) 原則來發行– GPL 的規定是，任何人都可以透過任何形式複製與散佈 Linux 的原始程式，但在修改所有遵循 GPL 的軟體及文件後，必須將修改的程式碼及文件也按照GPL 的規範釋出。

– 對 Linux 有興趣的讀者，可以到 Linux官方網站取得進一步的資料。• http://www.linux.org.tw及 http://www.linux.org.

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8.4.1 Linux

Red Hat Linux的 X-Window

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8.4.1 Linux

• 安裝套件（ Distribution）– 由於大多數人沒有能力購買大型主機來安裝 UNIX ，因此大多選擇在個人電腦

上安裝 Linux 以便間接學習 UNIX 的各項基本操作。另一方面，由於 Linux 是免費的並且穩定度非常高，因此使得 Linux 在個人電腦伺服器作業系統的使用率越來越高。

– 在實務上，由於要安裝一套完整的作業系統，除了安裝核心程式之外，還需要搭配相關的系統程式、應用程式等才具備實用的價值。而採取開放式的Linux 並無硬性的規定系統程式及應用程式，並且由於 Linux 所開發的系統程式和應用程式都是免費的，所以每個人可以依照本身的需求下載自己所需要的系統程式和應用程式，並組合出一個屬於自己的 Linux環境，話雖如此，但這對一般使用者而言，收集程式並加以安裝並非容易的事。

• 針對此種情況，某些公司或團體於是將常用、穩定且接受度較高的程式與Linux核心結合在一起並包裝成一個完整可用的作業系統，如此的包裝就稱為「安裝套件（ Distribution ）」。

– 著名的安裝套件有 RedHat/Fedora、Mandrake、 Debian GNU及Slackware 等

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8.4.2 FreeBSD

• FreeBSD 是另一個將 UNIX 移植到一般 PC 的作業系統版本， FreeBSD與 Linux 同樣能夠讓個人電腦輕易的變成功能強大的工作站或伺服器。– FreeBSD 源自於 UNIX中 BSD 系列版本，通常使用在學術單位。– 例如在台灣的學術網路上所架設的 FTP伺服器大多使用 FreeBSD做為作業系

統，如淡江大學的 ftp.tku.edu.tw 。• 在學術領域中， FreeBSD佔有一席之地，因為 FreeBSD 具有下列特點：

– (1) FreeBSD 目前是完全 32位元的作業系統，足以與其他 32位元的作業系統相抗衡。

– (2) 多樣化且簡易的安裝方式• 安裝 FreeBSD 可以透過 CDROM ，也可以透過軟碟、MSDOS 分割區、 FTP、 NFS 等檔案來源安裝，換句話說，只需要一片開機片即可進行安裝。

– (3)開放原始碼：• 您可以免費取得作業系統或應用程式的原始碼，並且可以加以修改，只要將修改後的原始碼同樣開放給其他人使用即可，完全沒有版權的問題，因此在學術領域備受歡迎。

– (4) 包含了大量應用軟體，並且提供簡易的 Packages 安裝方式。

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8.4.2 FreeBSD

– (5) 支援 UNIX 等級的記憶體保護模式。– (6) 可以直接執行其他 UNIX-like 作業系統（如 Linux ）上編譯的程式。 – (7) 提供動態共享函式庫，以有效利用硬碟與記憶體。 – (8) 同樣提供 GCC ，也就是包含 C、 C++、 FORTRAN 等程式的開發環境。

– (9) 包含大量的說明，同時有一群熱心人士進行文件的各國語言翻譯。

• Linux與 FreeBSD都是想要在 PC上執行 UNIX的解決方案，但相較於Linux， FreeBSD則更嚴謹– FreeBSD的核心小組具有組織性質，負責維護更新並發行系統，因此，一般的評價皆認為 FreeBSD比 Linux還要穩定。

– 由於完全非商業化，因此應用程式的支援性有些不如 Linux。– FreeBSD從 3.0-released以後的版本就已經支援了多重處理器、 Secure

RPC等高階硬體及保密策略。– 目前正在發展的版本則為 FreeBSD 7。

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8.5 OS/2

• OS/2是 IBM 發展的一套作業系統，為了改進 DOS 作業系統對於記憶體支援的640K限制， IBM與Microsoft公司在 1985 年達成的一項共同開發軟體協議，由兩家公司開發新一代的作業系統

– 後來，微軟推出了 Windows 3.x 版– IBM 則在 1987 年推出了 Operating System/2 作業系統，簡稱為 OS/2 。

• 在一開始， Windows 3.x與 OS/2 一直處於競爭狀態，在 1992 年， IBM 推出OS/2 2.0 版及 OS/2 Warp 3.0 ，當時，眾多軟體工程師對之報以極高的期望，隨後，在 1996 年， IBM將 OS/2 Warp 3.0 與 LANServer 5.0整合，推出 OS/2 Warp Server 4.0 版。

– OS/2 Warp與Windows NT 一樣，分成用戶端及伺服器兩種版本。

• 不過自從Windows 95 之後， OS/2 一直推廣不易– 原因在於當時 OS/2 對於系統要求極高，一般使用者無法負擔高額的硬體費用，因此大

多採用 Windows 95、Windows NT 等作業系統，而微軟隨後推出的 Windows 98、 2000 更是成功，這也使得 OS/2 的市場佔有率遙遙落後 Windows 系列產品。

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8.5 OS/2

• 在早期， OS/2 仍舊有其特色– 採用的是先佔式優先權式多工，因此較Windows 3.x、 95還要穩定。– 同時， OS/2 4.0 版的定址能力高達 64TB ，因此每個程式各可以各自擁有

512MB 的虛擬記憶體。– 內建 Java 虛擬機器可以說是 OS/2與Windows 系列最大的差別

• 這是因為 IBM與 Sun 對於 Java 的發展，採取一致性的策略，而微軟反倒是希望消滅 Java 。

– 此外， OS/2 在語音辨識控制、語音輸入方面的表現也比較優於 Windows ，這是由於 IBM 同時也在該領域發展特有的技術。

• 總體而言， OS/2雖然市場佔有率不高，但這並非來自於技術的落後，反而是行銷策略的失敗所致，即使如此，仍有許多使用者期待有一日， IBM能夠提供個人電腦使用者另一種作業系統的選擇。

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8.6 Mac OS

• 麥金塔電腦 (Macintosh) 的作業系統 Mac OS 一直都是由蘋果公司自行開發， Mac OS 可以算是圖形化使用者介面 (Graphic User Interface；GUI) 的鼻祖，早在 1984 年，麥金塔電腦就已經開始使用圖形化介面 ( 微軟在 1985 年才開始 Windows 1.0 的開發 ) ，不過由於個人電腦市場一直被 PC 所佔據，因此 Mac OS 的使用率偏低。– 直到目前為止，麥金塔電腦的圖形處理仍比個人電腦還要好，因此大多數繪圖、排版、平面設計的專業人員仍舊使用麥金塔電腦來工作，而蘋果公司也沒有讓這群人失望，在 1998 年推出的 Mac OS 8 及後來的 Mac OS 9 都頗受好評。

– 麥金塔電腦在網路及伺服器功能一直是比較欠缺的，有鑑於此，在 2001 年，蘋果公司基於 UNIX 為基礎，開發了一套新版的 Mac OS X ，使得不但具有UNIX 分時多工的特性，並且仍保有多媒體處理的能力，使得Mac OS 成為具有主從結構與多媒體工作站的作業系統（唯一的缺點是 Mac OS X 仍舊只能夠安裝於麥金塔電腦）。 Mac OS X 也學習著 Windows NT 的搭配原則，分為兩種版本，分別是客戶端使用的 Mac OS X 10.1 及伺服器端的 Mac OS Server 10.1 。

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8.6 Mac OS

• 麥金塔電腦 (Macintosh) 的作業系統 Mac OS 一直都是由蘋果公司自行開發， Mac OS 可以算是圖形化使用者介面 (Graphic User Interface；GUI) 的鼻祖，早在 1984 年，麥金塔電腦就已經開始使用圖形化介面 ( 微軟在 1985 年才開始 Windows 1.0 的開發 ) ，不過由於個人電腦市場一直被 PC 所佔據，因此 Mac OS 的使用率偏低。– 直到目前為止，麥金塔電腦的圖形處理仍比個人電腦還要好，因此大多數繪圖、排版、平面設計的專業人員仍舊使用麥金塔電腦來工作，而蘋果公司也沒有讓這群人失望，在 1998 年推出的 Mac OS 8 及後來的 Mac OS 9 都頗受好評。

– 麥金塔電腦在網路及伺服器功能一直是比較欠缺的，有鑑於此，在 2001 年，蘋果公司基於 UNIX 為基礎，開發了一套新版的 Mac OS X ，使得不但具有UNIX 分時多工的特性，並且仍保有多媒體處理的能力，使得Mac OS 成為具有主從結構與多媒體工作站的作業系統（唯一的缺點是 Mac OS X 仍舊只能夠安裝於麥金塔電腦）。

– Mac OS X 也學習著 Windows NT 的搭配原則，分為兩種版本，分別是客戶端使用的 Mac OS X 10.1 及伺服器端的 Mac OS Server 10.1 。

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8.6 Mac OS

– 隨後的 Mac OS Server 10.3 版命名為 Panther ，而 Mac OS X 10.4 版命名為Tiger 並已配備在雙核心的 Power Mac G5 （使用 PowerPC 處理器）及 iMac機種（使用 Intel 處理器）。此外，使用 Intel 多核心 CPU 的麥金塔電腦也能夠安裝Windows 作業系統了。

Mac OS X作業系統

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8.7 嵌入式作業系統(Embedded Operation System)

• PDA– 關於比筆記型電腦還要小的電腦設備，至今其實並無明確之定義。在 1992 年，蘋果公司提出個人數位助理 PDA(Personal Digital Assistants) 這個專有名詞後，直至今日，各界對於 PDA 仍無明確且一致的定義，美國 IDC公司曾定義SHD(Smart Handheld Device) 用以代表 Handheld Companion及 Vertical Application Device兩種裝置。

– 其中的 Vertical Application Device 一般指的是商用市場產品，例如零售業用來掃描的條碼機 (Barcode Scanner) 就是屬於 Vertical Application Device 。

– 而另一種 Handheld Companion 則可以依據外型分為 PC Companion和Personal Companion兩類。

• PC Companion 具有鍵盤，但卻比筆記型電腦還要小（如圖 8-12 ），例如 HP 540 系列就是此類產品，就目前來說，此類電腦安裝的作業系統則以Windows CE 為主，其功能與Windows 作業系統差異不大，唯獨就是螢幕比較小而已。

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圖 8-12 掌上型電腦 (PC Companion) 安裝Windows CE 作業系統

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• Personal Companion沒有鍵盤輸入裝置，一般是透過手寫或軟體鍵盤做為輸入方式，其實就是目前大眾所稱的 PDA

– 如圖 8-13、 8-14、 8-15– Palm Inc.、 IBM、 Compaq、 Casio、 HP、 Sony 等大企業都推出了此類產品。

圖 8-13 安裝Windows CE 作業系統的 PDA(Pocket PC)

圖 8-14 安裝 Palm OS的 PDA(Palm)

圖 8-15 安裝 Linux 作業系統的 PDA

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• Personal Companion （也就是俗稱的 PDA ）的作業系統大致上有 Palm OS、Windows CE （簡稱WinCE ）、 Linux、 Penbex、 EPOC 等種類，許多機型必須搭配固定的作業系統，就國內市場而言，目前以 Palm OS、Windows CE、 Linux 最為常見。– PDA 作業系統至少必須提供個人行事曆、行程規劃、名片通訊錄、上網收發

電子郵件、瀏覽網頁等基本功能– 必須能夠透過紅外線或藍芽無線傳輸與桌上型／筆記型電腦連線。話雖如此

• 實際上決定 PDA 作業系統的成敗關鍵在於硬體廠商，越多的硬體廠商支援，則該種作業系統的市場佔有率越高。

• 【Windows Mobile】– Windows CE與Windows Mobile 的核心都是 Windows CE ，不過 Windows

Mobile 一般用在 PocketPC ，而 Windows CE 的產品具備多樣化，例如 VoIP電話、網路 IP 機上盒等等。除此之外， Windows Mobile較為嚴謹，量產出貨需要通過 Microsoft 的認證，而 Windows CE 則不用。

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• 嵌入式系統– 事實上，上述所介紹安裝於 PDA 的各類作業系統皆為嵌入式作業系統，因為

PDA屬於嵌入式系統裝置之一。• 嵌入式系統最初是為了特殊用途的工業電腦所設計的小型系統，根據英國電機工程師協會的定義－嵌入式系統是控制／監視或輔助設備／機器或工廠運作的裝置。

• 但在 3C 的資訊產品與數位化家電普及後，嵌入式系統也隨處可見。

– 嵌入式系統的特色是不需要外接許多零件，在一個小面積元件上就必須完成某些特定功能。

• 早期由於積體電路的製程水準限制，因此，嵌入式系統非常少見，但近年來由於積體電路技術已經能夠將許多模組整合在單一晶片內（例如系統晶片設計 SoC/System on a chip ），因此使得嵌入式系統遍及資訊家電、網路產品及可攜式裝置。

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• 嵌入式系統包含了硬體與軟體兩項設計– 在硬體方面，它使得利用硬體描述語言 (HDL)進行積體電路設計的產

業得以蓬勃發展，這些公司負責開發所謂的 IP（ Intellectual Property ）矽智財，以重複使用方式，供設計人員進行模組選取的設計。

– 在軟體發展方面，嵌入式作業系統（ Embedded Operation System ）也隨之孕育而生。這些嵌入式作業系統具有即時系統的特性，其功能比一般 PC或工作站級的作業系統小許多，但卻足以提供做為各種小型應用程式的執行環境。

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• 著名的嵌入式作業系統有 Win CE、 NT Embedded、 CE.NET；Linux、 Palm OS 等等，而在這些系統上面開發應用程式則是基於平台模式，平台也區分為 .NET與 Java兩大類

– 想要執行由 Java(J2ME)開發的應用軟體，必須在作業系統中安裝 Java 虛擬機器

– 想要執行由 VB.NET、 C#等 .NET 語言開發的應用軟體，則必須安裝 .NET平台。

• 在內定的狀態下， Win CE.NET 已經具備 .NET平台。而 Sun 也提供了各類作業系統適用的 Java 虛擬機器。

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8.8 Windows 的系統設定

• Windows是目前最普及的作業系統，因此在本節中，我們將介紹一些關於Windows的系統環境與設定。– （本節中，我們將以Windows Vista為範例，其餘較早的Windows版本也大致雷同）

• 8.8.1 Windows 的工具軟體– Windows 作業系統除了核心程式之外，還提供了許多的應用軟體，例如系統

工具、編輯器、小遊戲等等。– 系統工具又稱為工具軟體或工具程式 (Utilities) ，它可以用來輔助維護系統資

源– 通常系統工具都被納入套裝的作業系統內，但仍有某部分工具軟體是由其他

廠商所開發，甚至有許多好用的小工具是由程式設計師個人所開發，有些還是免費的

– 善用這些工具軟體，可以讓您的系統更穩定、效率更好、也更不怕被破壞。

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8.8.1 Windows 的工具軟體

– 系統工具中最常用到的功能大多與磁碟有關，因為磁碟對於系統整體效能具有舉足輕重的影響。常見的磁碟維護工具大致有磁碟清理工具、磁碟掃描工具、磁碟重組工具等等

• 其功能說明請翻閱 4.3.5節。在Windows Vista 中，系統工具都可以由【所有程式／附屬應用程式／系統工具】中找到，如圖 8-16 所示。

Windows Vista 提供的系統工具

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8.8.2 Windows 的解析度設定

• Windows一開機後就處於視窗狀態，您可以執行任何合法的應用程式，該程式就會開啟一個視窗，例如開啟瀏覽器視窗。– 每個視窗內定都有三種狀態，我們可以透過視窗右上角的三種按鈕（最大化鈕、最小化鈕、關閉鈕）來加以調整或直接拉動視窗邊界調整視窗的大小。

• 若按下最小化鈕，視窗將被縮小到工具列中• 若按下最大化鈕，則視窗會被放至最大，所謂最大，也就是桌面大小。

– 桌面大小決定了視窗的解析度，如果將解析度設定越高，則字體越小，但可瀏覽的內容也就越多，圖 8-17、 8-18分別是在 800x600與1024x768解析度下，使用瀏覽器瀏覽同一網頁的效果。

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8.8.2 Windows的解析度設定

圖 8-17 800x600 解析度（可觀看內容較少）圖 8-18 1024x768 解析度（可觀看內容較多）

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– 要設定螢幕解析度，可以於桌面上按下滑鼠右鍵，並執行快顯功能表內的【個人化】指令，按下【顯示設定】則會開啟顯示設定對話框，直接拉動橫桿設定解析度即可，如圖 8-19 。

• 此處的解析度將會受到顯示卡與驅動程式的影響，我們必須針對不同的顯示卡安裝正確的驅動程式，然後才會出現該顯示卡支援的解析度供我們選擇。– 由於實際顯示畫面的裝置是螢幕，因此當您在圖 8-19 中，調整解

析度並按下【確定】鈕後，作業系統將會測試螢幕是否能夠有效支援該解析度，此時則由使用者自行依照螢幕的狀況加以判斷。若顯示效果沒有問題，則可完成解析度的設定，否則應該調整為其他的解析度。

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8.8.3 Windows的虛擬記憶體設定

• 在正常狀況下， Windows會自動調整虛擬記憶體的大小，只有在出現虛擬記憶體太小時，才需要重新手動調整虛擬記憶體的大小。主記憶體與虛擬記憶體決定了電腦環境中可以同時容納多少需要被執行的程式，因此，如果您常常同時開啟許多視窗，則應該將虛擬記憶體向上調整，調整虛擬記憶體的方式很簡單，如下步驟。

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8.8.4 Windows的系統效能監控

• 有些作業系統（例如 Windows ）提供了系統資源監視工具，使用者可以藉由此工具了解電腦運作過程中，各個元件的狀態，例如網路連線狀態、封包運行狀態、資料庫服務狀態等等。常見的監視器有網路監視器、效能監視器、事件監視器等等– 對於伺服器等級的電腦而言，監視

軟體更形重要，它可以提供管理者調整硬體配備以及對外服務的開放程度時的重要參考依據。

– 在Windows Vista環境中，使用者可以在控制台中，執行【可靠度及效能監視器】指令，即可開啟圖 8-23 的效能視窗，對系統效能進行監控。圖 8-23 Windows Vista 的效能監控軟體

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重點回顧

本章習題

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第八章 作業系統（二）

第八章作業系統（二）