Mac OS

電腦上的操作系統

Mac OS是一套運行於蘋果Macintosh系列電腦上的操作系統。Mac OS是首個在商用領域成功的圖形用戶界面操作系統。現行的最新的系統版本是OS X 10.10 Yosemite,且網上也有在PC上運行的Mac系統,簡稱Mac PC。Mac系統是基於Unix內核的圖形化操作系統;一般情況下在普通PC上無法安裝的操作系統。由蘋果公司自行開發。蘋果機的操作系統已經到了OS 10,代號為MAC OS X(X為10的羅馬數字寫法),這是MAC電腦誕生15年來最大的變化。新系統非常可靠;它的許多特點和服務都體現了蘋果公司的理念。另外,瘋狂肆虐的電腦病毒幾乎都是針對Windows的,由於MAC的架構與Windows不同,所以很少受到病毒的襲擊。MAC OSX操作系統界面非常獨特,突出了形象的圖標和人機對話。蘋果公司不僅自己開發系統,也涉及到硬體的開發。2011年7月20日Mac OS X已經正式被蘋果改名為OS X。2020年6月23日,蘋果正式發布了macOS的下一個版本macOS 11.0,正式稱為macOS Big Sur。北京時間2020年11月13日凌晨2點,macOS Big Sur正式版發布。

簡介


操作系統

Mac OS
Mac OS
Mac OS
Mac OS X
os x yosemite
Mac OS X 10.0 “Cheetah”
Mac OS X 10.1 "Puma"
Mac OS X 10.2 "Jaguar"
Mac OS X 10.3 "Panther"
Mac OS X 10.4 "Tiger"
Mac OS X 10.5 "Leopard"
Mac OS X 10.6"Snow Leopard" (這個版本的mac系統將只提供對intel處理器的支持)
Mac OS X 10.7 "Lion"
OS X 10.8 "Mountain Lion"(去掉久遠的Mac,體現Mac與iOS的融合)
OS X 10.9 "Mavericks"
OS X 10.10 “Yosemite"
OS X 10.11 “El Capitan“
macOS 10.12 “Sierra“
macOS 10.13 “High Sierra”
macOS 10.14 "Mojave"
macOS 10.15 "Catalina"
Mac OS
Mac OS
主設計人:Mac OS 9.0是比爾·阿特金森、傑夫·拉斯金和安迪·赫茨菲爾德,是喬布斯還在蘋果的時候開發的,後來他離開蘋果創立NeXT後為其開發了另一套系統,主設計人是艾維·特萬尼安(Avie Tevanian),喬布斯回歸蘋果后逐漸拋棄了以前的代碼,在發布Mac OS X時,正式使用艾維·特萬尼安當時編寫的代碼作為其主代碼。
出現年月:1984年。
特點:多平台兼容模式,為安全和服務做準備,佔用更少的內存,多種開發工具。Mac OS X v10.7 Lion Mac App Store 找到和下載 Mac 應用程序的最佳途徑,如同在 iPad上選購 App Store 中的應用程序一樣,Mac App Store 為瀏覽和購買應用程序提供無限可能。新購買的應用程序可一步完成安裝,並立刻呈現在全新 Launchpad 上。Mac AppStore 現可在任意一台運行 Mac OS X Snow Leopard的 Mac 上使用,並將作為 Mac OS X Lion 的一部分提供。

全屏幕窗口模式

全屏幕窗口是macOS中最為重要的功能。一切應用程序均可以在全屏模式下運行。這並不意味著窗口模式將消失,而是表明在未來有可能實現完全的網格計算。iLife 11的用戶界面也表明了這一點。這種用戶界面將極大簡化電腦的使用,減少多個窗口帶來的困擾。它將使用戶獲得與iPhone、iPod touch和iPad用戶相同的體驗。計算體驗並不會因此被削弱;相反,蘋果正幫助用戶更為有效地處理任務。
事實上,Final Cut Pro等一些高端專業軟體已經實現了這一點。它們在執行某一任務時,會佔據整個屏幕,沒有任何浮動窗口。毫無疑問,窗口最終將被完全取代,即使是Photoshop之類的應用而言亦是如此。但網格計算也會產生一些問題。你需要使用戶能在不同的任務間高效、毫不混淆地進行切換。從演示來看,蘋果或許已經找到了一個巧妙的方法:與觸摸手勢結合的任務控制。全屏模式的優點在於,簡化了計算體驗,以用戶感興趣的當前任務為中心,減少了多個窗口帶來的困擾,並為全觸摸計算鋪平了道路。
在iPad上,每個應用程序都能全屏顯示,有效排除視覺干擾,你還可輕鬆返回其他應用程序。Mac OS X Lion 將同一功能帶到台式電腦。你只須點擊一下,即可全屏顯示某個應用程序,或輕掃一下觸控板,便可切換至另一個全屏應用程序,再次輕掃則返回桌面,以訪問其他的應用程序,實現這一切都無須退出全屏模式。整個系統支持第三方開發人員在他們開發的應用程序中充分利用這一全屏技術,讓開發的應用程序看上去更生動。因此,你可專註於工作細節,或享受更寬闊的視界。

任務控制

任務控制整合了程序塢和控制面板,並可以窗口和全屏模式查看各種應用。

快速啟動面板

快速啟動面板的工作方式與iPad完全相同。它以類似於iPad的用戶界面顯示電腦中安裝的一切應用,並通過App Store進行管理。用戶可滑動滑鼠,在多個應用圖標界面間切換。與網格計算一樣,它的計算體驗以任務本身為中心。但它也帶來了一個問題,即:Mac電腦的資源管理器訪達是否會從macOS中消失?所有文件均將由文件對話框管理嗎?
取消訪達並不現實。它很有可能將繼續存在一段時間。但它最終會消失,文件管理將由資料庫負責,所有應用可在資料庫中分享圖片、音樂、文本、PDF文件及其他內容。事實上,如果聚焦速度更快,表現更好,文件夾完全可以被取消。用戶沒有時間去管理數以千計的各種文件。快速啟動面板簡化了操作,用戶可以很容易地找到各種應用。但是,某些高端用戶可能更喜歡用文件夾樹狀目錄管理應用程序。

應用商店

Mac App Store的工作方式與iOS系統的App Store完全相同。他們具有相同的導航欄和管理方式。這意味著,無需對應用進行管理。當用戶從該商店購買一個應用后,Mac電腦會自動將它安裝到快速啟動面板中。對於普通用戶而言,即使利用Mac電腦的拖放系統,安裝應用程序仍有可能是一件很困難的事情,這也就是App Store存在的意義。

啟動台

啟動台可讓你以iPad方式迅速訪問應用程序,只須點擊程序塢內的啟動台圖標,你打開的窗口即逐漸淡出,Mac上的所有應用程序將以美觀的全屏模式呈現於屏幕上。只須用手指輕掃一下,即可查看多個應用程序頁面,你還可隨意安排應用程序,將它們的圖標拖動至新位置,或者分組至文件夾。當你從Mac App Store下載應用程序時,新應用程序將自動出現於啟動台上,隨時待用。

調度中心

調度中心是一項強大易用的新功能,讓你完整地查看 Mac 上正執行的內容。你可將一切盡收眼下,包括 儀錶盤 和所有全屏應用程序,它們都將在同一地方顯示。只須輕掃一下,你的桌面即可切換到調度中心。在那裡,你將看到按應用程序分組的打開窗口、全屏應用程序縮略圖以及儀錶盤,一切都呈現於同一個視窗里。同時,你只須輕點一下,便可訪問調度中心裡的任何選項,讓你輕鬆掌控全局。手勢和動態效果更多與Mac互動的便捷方式 多點觸控手勢讓你在iPad上的每項操作都簡單、直觀。Mac有了更豐富的多點觸控操控體驗。你可享受更流暢、逼真的手勢響應效果,包括橡皮圈滾動、頁面和圖像縮放和全屏輕掃。在macOS中,所有輕掃、兩指開合和滾動手勢的觀感和觸感體驗都更加生動、靈敏。

自動保存

告別手動保存吧;有了macOS的自動保存功能,任務在你工作過程中即可自動保存,為你省去這項操作。macOS不會創建額外的副本,而是將更改保存在工作文件中,從而使磁碟空間得到最有效利用。鎖定功能可防止意外更改被保存,並會在兩周后自動鎖定文檔。恢復功能可為你顯示上一次打開時的文檔狀態,因此你總有機會重新開始。

版本看清走過的每一步

版本功能可以記錄文檔或項目從創建開始的整個演進過程。每次你打開文檔,以及在工作中每隔一小時,macOS就會自動為文檔創建一個版本。如果你須要恢復到較早的版本,或復原部分文檔,版本功能會在當前文檔旁顯示一連串先前的版本,這與時間機器的界面相似,因此你可看到作品在任意特定時間的狀態。點擊一下即可進行恢復,也可將較早版本中的內容拷貝並粘貼到當前版本中。

重返

重新啟動Mac 時,你知道應該做些什麼;首先,你須要保存任務關閉所有應用程序,然後花費寶貴的時間對一切進行重新設置。有了重返功能,你再也不須要把時間花費在這些複雜的操作上了。它可讓你隨時重新啟動 Mac (比如,發現軟體更新之後),然後返回到你正在處理的任務,所有應用程序都可回到你離開時的狀態。事實上,無論何時你須要關閉並重新打開應用程序,重返功能都可以返回到你離開時的狀態。這樣你再也不用重頭開始了。

升級

想將Mac升級到OSX Lion,你無須前往零售店購買盒裝軟體,並安裝一大堆光碟。你只需點擊Mac App Store圖標,支付US$29.99購買Lion,你的Mac會完成餘下的工作。只要確保你已具備將Lion下載到Mac的必備條件即可。

精益求精

Mac OS X以簡單易用和穩定可靠著稱;因此在開發Snow Leopard的過程中,Apple工程師們只有一個目標:精益求精。他們不斷尋找可供完善、優化和提速的地方-從簡單的卸載外部驅動到安裝操作系統。超凡品質如今更上層樓。來看看你的Mac體驗如何更臻完美。

更快

隨Mac OS X Leopard發布的Time Machine功能,首度推出革命性的硬碟備份解決方案。Time Capsule則利用其無線硬碟和Time Machine完美協作,進一步增強了備份功能。Snow Leopard則將Time Machine的工作效率大大提高,Time Capsule的初始備份時間減少達50%。
裝備Snow Leopard的Mac在屏幕鎖定時,可以更快從睡眠狀態啟動,速度較以前提高兩倍。關機比以前快75%。在你趕著回家或去機場時節約寶貴時間。加入無線網路也比以前快達55%。

中文輸入法

在Snow Leopard之前,你只能通過拼音等鍵盤輸入方式輸入中文。Snow Leopard則提供了創新的輸入方式:在觸控板上手寫輸入。手寫時屏幕上會打開新的輸入窗口,顯示筆劃近似的所有備選單字,並根據所選單字建議接下來可能用到的單字。

主板

蘋果電腦採用的主板分為低端和高端兩種,它們都帶有三條64位33MHz PCI插槽,兩個外部IEEE 1394400Mbps FireWire埠,內建10/100Base-T網卡,56K Modem,4個DIMM內存插槽。但低端只支持最大1GB的內存容量而且理論帶寬也只有400Mbps,而高端則通過更高效率的內存控制器把這兩個數字分別提高到2GB和800Mbps,並有一條133MHz AGP2×插槽和內建的一個IEEE 1391 400Mbps FireWire埠,將來可升級使用高速的FireWire硬碟。在系統匯流排方面,低端蘋果機工作在100MHz的外頻上,而高端的Power MAC G4採用了133MHz的MPX匯流排架構。MPX匯流排架構的核心是PowerPC G4處理器和兩塊相關的集成控制晶元(Uni-N內存匯流排控制晶元和KeyLargo輸入輸出設備控制晶元),這兩塊晶元在整個Power Mac G4電腦中所起的作用相當於我們熟知的PC電腦主板的北橋晶元和南橋晶元。在133MHz的MPX匯流排架構中,Uni-N晶元主管內存、10/100/1000Mbps網路通訊、FireWire介面傳輸功能和顯卡的工作;而KeyLargo晶元則是負責存儲功能、無線網路通訊功能、USB傳輸功能、調製解調通訊功能、音效輸出功能以及電源管理功能的正常工作。

其他部件

Mac上的內存、硬碟和PC機的差不多,內存是PC133的SDRAM,硬碟是IBM ATA66以及ATA100。既然技術相同,那是不是PC的硬體也可以用在Mac上了呢?答案是否定的。如果在Mac上安裝PC的兼容硬體,會引起故障。

顯卡

顯卡方面,ATI和NVIDIA這兩位競爭者,把戰火從台式機蔓延到筆記本電腦,又從筆記本電腦蔓延到Mac,ATI在筆記本和Mac佔有的統治地位已經開始被NⅥDIA動搖了。Mac用的顯卡有ATI,也有GeForce2 MX的。在三款最新的Power Mac G4電腦中,蘋果電腦採用了NⅥDIA專門為蘋果機定做的GeForce2 MX顯卡,不過低端466MHz Power Mac G4、iMac和筆記本電腦還都在用ATI RAGE 128作為圖形子系統的標準配置。Mac版本的GeForce2 MX和PC版本的GeForce2 MX相比,在技術參數上沒有任何區別。但由於蘋果電腦和PC採用了不同的操作平台,所以NⅥDIA特別針對Mac OS的視頻特點設計了專門的驅動程序。MAC版本的GeForce2 MX和PC版本的最大差別是在顯示信號輸出埠上,Mac版本的GeForce2 MX配備了兩個顯示信號輸出端(MAC標準的VGA15針埠和ADC顯示信號輸出埠)。對於只接駁DⅥ(Digital Visual Interface)介面的數字平板顯示器,Power Mac G4還提供了DⅥ/ADC轉換線,可以讓用戶毫無困難地使用上DⅥ數字平板顯示器。那麼為什麼要專門制定一個ADC顯示信號輸入標準呢?這是因為蘋果電腦為了保持Power Mac G4電腦用戶桌面的整潔,允許用戶通過單條ADC信號線在顯示器和主機之間傳輸顯示信號並為顯示器供電,這樣就無須為顯示器單獨提供電源線和信號線了,真可謂獨具匠心。

顯示器

顯示器方面,蘋果機也用CRT和LCD。用CRT的是Mac中的iMac系列(iMac G3以後的iMac產品全部使用LCD),其顯像管主要是三菱的鑽石瓏;用LCD的則主要是蘋果公司的Power Mac G4、G5系列。另外,蘋果公司還推出了LCD的自有品牌:Apple Studio Display,其液晶顯示器有15英寸、17英寸、21英寸三款大小。最新的Apple Cinema Display有20、23、30英寸三款。

音響

音響方面,Mac內置了由蘋果與Harman Kardon公司共同設計的高性能Odyssey音響系統。在Odyssey音響系統的內部,有一組非常獨特的導音器。這組導音器會像高音喇叭一樣傳導高頻率的聲音,塑造出誘人的音場深度效果。雖然這組Odyssey導音器的直徑只有34mm,但是它卻同時能夠發出通常只在高級音響(或是價值不菲的隔音名車)上才聽得到的低音效果。

光碟機

光碟機方面,Mac用的光碟機是DVD,普通的CD-ROM已經基本被MAC淘汰了。G3和G4都是CD-RW或DVD;在高端上,蘋果公司把Super Drive驅動器納入733MHz的G4機種一起銷售。Super Driver通過蘋果公司提供的iDVD刻錄軟體,可以備份最大4.7GB的個人數據,或者通過400Mbps傳輸速度的FireWire介面接駁數碼攝像機,下載純凈的數字視頻和音頻信號製作具有互動功能的DVD影音光碟。

滑鼠

滑鼠方面,Mac的Apple Pro Mouse光電滑鼠是玻璃外殼,晶瑩剔透,十分漂亮。但它的滑鼠是沒有按鍵的,事實上整個Apple Pro Mouse就是一個按鍵,不需要用手指點擊,輕輕按動整個滑鼠就行了,而且也不分左、右鍵。這樣,在使用的時候手指不會疲勞。滑鼠是正橢圓形的,適合不同習慣的用戶使用,左、右手都可以使用。蘋果機的單鍵滑鼠於1984年問世,是蘋果機“易用”理念的核心部分。但由於缺少其他操作系統具有的“右鍵”功能,操作時往往要在屏幕和菜單欄之間往返奔波,因而操作起來不那麼方便。但是,蘋果在2005年推出了帶有滾珠的多鍵滑鼠mighty mouse。

觸控板

mac os
mac os
使用多點觸控觸控板或妙控滑鼠,可以通過輕點、輕掃、捏合或開合一根或多根手指進行有用的操作。
觸控板有輕點來點按、輔助點按(右鍵點按)智能縮放、滾動、放大或縮小、旋轉、在頁面之間輕掃、打開“通知中心”、三指拖移、查找和數據檢測器、顯示桌面、“啟動台”、“調度中心”、應用 Exposé、在全屏應用之間輕掃的功能。
Mac的觸控板在所有設備間居於領先地位,完美的觸控手勢,讓操作系統間各個應用程序間連續互通。

觸控欄

在高端MacBook Pro上,位於鍵盤頂部的觸控欄會根據當前的操作進行調整,並在需要時及時提供直觀的快捷鍵和應用控制項。
大多數應用都在觸控欄中配置了處理任務所需的快捷鍵、工具和控制項。四處輕點來看看可以輕鬆、快速地完成哪些任務。
與點按或選擇屏幕上的項目相比,輕點觸控欄通常會更好用。例如,打開“計算器”后,使用觸控欄上的數字鍵和函數就可快速計算結果,無需進行移動游標、點按和輸入等操作。

網路通訊功能

Mac集成了三種網路通訊功能:乙太網路通訊、數據機通訊和無線網路通訊。其中最引人注目的要數AirPort無線網路通訊功能了。AirPort基地台內部具備一個使用RJ-11接頭的56-Kbps V.90數據機,另外也有一個RJ-45接頭用以連接10BASE-TEthernet有了AirPort高速無線網路技術,你的PowerBook G4便可以在家中或辦公室的任何角落上網遨遊了。另外,這種傳輸方式有一個明顯的優點:無線電波不像紅外線那樣,傳輸的兩點之間必須為沒有阻隔的直線;因為無線電波可以穿透固體,傳送到最遠達150米之外的地方。

系統調用的macOS軟體行為監測技術


通過基於系統調用hooking的技術手段,實現了macOS系統下系統調用hooking的通用框架。該框架可根據用戶配置對指定系統調用進行監控並輸出定製日誌,構建了基於策略的安全事件監測與處理機制。實驗測試結果表明,該框架具備對mac OS底層系統所有系統調用函數的監控能力,其基於策略的事件監測機制運行有效,可為mac OS系統下的安全研究及應用提供良好支撐。

macOS系統調用機制

為了維持系統的穩定和安全,現代操作系統在設計實現時都採用了分層的思想,核心功能由內核層提供。系統調用是操作系統內核向用戶層提供內核服務的介面。系統調用位於用戶態和內核態之間,用戶程序通過系統調用向操作系統內核請求服務,操作系統內核處理完成服務后,將結果返回給用戶進程。這種機制提高了系統的安全性和應用程序的可移植性。
mac OS系統內核XNU繼承於UNIX系統。在Intel架構的64位系統中,應用層調用SYSCALL指令進入內核態,調用hndl_syscall中斷服務分發常式,通過該常式來決定調用哪一號中斷服務,mac OS系統內核XNU中系統調用類型之一的UNIX系統調用對應0x80號中斷服務,通過unix_syscall64常式來選擇執行用戶請求的UNIX系統調用,並將結果返回給用戶程序。

操作系統

蘋果公司不但生產Mac的大部分硬體,連Mac所用的操作系統都是它自行開發的。
蘋果機的操作系統已經到了OS 10,代號為Mac OS X(X為10的羅馬數字寫法),這是Mac電腦誕生15年來最大的變化。新系統非常可靠,它的許多特點和服務都體現了蘋果公司的理念。
另外,瘋狂肆虐的電腦病毒幾乎都是針對PC的,由於Mac的架構與PC不同,而且用戶比較少,所以很少受到病毒的襲擊。Mac OS X操作系統界面非常獨特。蘋果公司能夠根據自己的技術標準生產電腦、自主開發相對應的操作系統,可見它的技術和實力非同一般。打個比方,蘋果公司就像是Intel和微軟的聯合體,在軟硬體方面“才貌雙全”。
Mac OS可以被分成操作系統的兩個系列:
*一個是老舊且已不被支持的“Classic”Mac OS(系統搭載在1984年銷售的首部Mac與其後代上,終極版本是Mac OS 9)。採用Mach作為內核,在OS 8以前用“System x.xx”來稱呼。
*新的Mac OS X結合BSD Unix、OpenStep和Mac OS 9的元素。它的最底層建基於Unix基礎,其代碼被稱為Darwin,實行的是部分開放源代碼。
Classic Mac OS
“classic”Mac OS的特點是完全沒有命令行模式,它是一個100%的圖形操作系統。預示它容易使用,它也被指責為幾乎沒有內存管理、協同式多任務(cooperative multitasking)和對擴展衝突敏感。“功能擴展”(Extensions)是擴充操作系統的程序模塊,譬如:附加功能性(例如:網路)或為特殊設備提供支持。某些功能擴展傾向於不能在一起工作,或只能按某個特定次序載入。解決Mac OS的功能擴展衝突可能是一個耗時的過程。
Mac OS也引入了一種新形的文件系統,一個文件包括了兩個不同的“分支”(forks)。它分別把參數存在“資源分支”(resource fork),而把原始數據存在“數據分支”(data fork)里,這在當時是非常創新的。但是,因為不能識別此系統,這讓它與其它操作系統的溝通成為挑戰。
Mac OS 9使用B+樹結構的文件系統進行文件管理.……
OS X/Mac OS X
為了挽救這種情況,Mac OS X使用基於BSD Unix的內核,並帶來Unix風格的內存管理和先佔式多工(pre-emptive multitasking)。大大改進內存管理,允許同時運行更多軟體,而且實質上消除了一個程序崩潰導致其它程序崩潰的可能性。這也是首個包括“命令行”模式的Mac OS,除非執行單獨的“終端”(terminal)程序,否則你可能永遠也見不到。但是,這些新特徵需要更多的系統資源,按官方的說法Mac OS X只能支持G3以上的新處理器(它在早期的G3處理器上執行起來比較慢)。Mac OS X有一個兼容層負責執行老舊的Mac應用程序,名為Classic環境(也就是程序員所熟知的“藍盒子”[the blue box])。它把老的Mac OS 9.x系統的完整拷貝作為Mac OS X里一個程序執行,但執行應用程序的兼容性只能保證程序在寫得很好的情況里在當前的硬體下不會產生意外。

發展歷史


縱觀電腦之歷史,操作系統與計算機硬體的發展息息相關。
操作系統之本意原為提供簡單的工作排序能力,後為輔助更新更複雜的硬體設施而漸漸演化。
從最早的批處理模式開始,分時機制也隨之出現,在多處理器時代來臨時,操作系統也隨之添加多處理器協調功能,甚至是分散式系統的協調功能。其他方面的演變也類似於此。
另一方面,在個人電腦上,個人電腦之操作系統因襲大型電腦的成長之路,在硬體越來越複雜、強大時,也逐步實踐以往只有大型電腦才有的功能。
總而言之,操作系統的歷史就是一部解決電腦系統需求與問題的歷史。

1980年代前

第一部個人電腦並沒有操作系統。這是由於早期個人電腦的建立方式(如同建造機械算盤)與效能不足以執行如此程序。但在1947年發明了晶體管,以及莫里斯·威爾克斯(Maurice Vincent Wilkes)發明的微程序方法,使得電腦不再是機械設備,而是電子產品。系統管理工具以及簡化硬體操作流程的程序很快就出現了,且成為操作系統的基礎。
到了1960年代早期,商用電腦製造商製造了批次處理系統,此系統可將工作的建置、調度以及執行序列化。此時,廠商為每一台不同型號的電腦創造不同的操作系統,因此為某電腦而寫的程序無法移植到其他電腦上執行,即使是同型號的電腦也不行。到了1964年,IBM推出了一系列用途與價位都不同的大型電腦IBM System/360,大型主機的經典之作。而它們都共享代號為OS/360的操作系統(而非每種產品都用量身訂做的操作系統)。讓單一操作系統適用於整個系列的產品是System/360成功的關鍵,且實際上IBM大型系統便是此系統的後裔;為System/360所寫的應用程序依然可以在現代的IBM機器上執行!OS/360也包含另一個優點:永久貯存設備—硬碟驅動器的面世(IBM稱為DASD(Direct access storage device))。另一個關鍵是分時概念的建立:將大型電腦珍貴的時間資源適當分配到所有使用者身上。分時也讓使用者有獨佔整部機器的感覺;而Multics的分時系統是此時眾多新操作系統中實踐此觀念最成功的。
1963年,奇異公司與貝爾實驗室合作以PL/I語言建立的Multics,是激發1970年代眾多操作系統建立的靈感來源,尤其是由AT&T貝爾實驗室的丹尼斯·里奇與肯·湯普遜所建立的Unix系統,為了實踐平台移植能力,此操作系統在1969年由C語言重寫;另一個廣為市場採用的小型電腦操作系統是VMS。

20世紀80年代

第一代微型計算機並不像大型電腦或小型電腦,沒有裝設操作系統的需求或能力;它們只需要最基本的操作系統,通常這種操作系統都是從ROM讀取的,此種程序被稱為監視程序(Monitor)。
1980年代,家用電腦開始普及。通常此時的電腦擁有8-bit處理器加上64KB內存、屏幕、鍵盤以及低音質喇叭。而80年代早期最著名的套裝電腦為使用微處理器6510(6502晶元特別版)的Commodore C64。此電腦沒有操作系統,而是以一8KB只讀內存BIOS初始化彩色屏幕、鍵盤以及軟碟機和印表機。它可用8KB只讀內存BASIC語言來直接操作BIOS,並依此撰寫程序,大部分是遊戲。此BASIC語言的解釋器勉強可算是此電腦的操作系統,當然就沒有內核或軟硬體保護機制了。此電腦上的遊戲大多跳過BIOS層次,直接控制硬體。
早期最著名的磁碟啟動型操作系統是CP/M,它支持許多早期的微電腦,且被MS-DOS大量抄襲其功能。
最早期的IBM PC其架構類似C64。當然它們也使用了BIOS以初始化與抽象化硬體的操作,甚至也附了一個BASIC解釋器!但是它的BASIC優於其他公司產品的原因在於他有可攜性,並且兼容於任何符合IBM PC架構的機器上。這樣的PC可利用Intel-8088處理器(16-bit寄存器)定址,並最多可有1MB的內存,然而最初只有640KB。軟式磁碟機取代了過去的磁帶機,成為新一代的儲存設備,並可在他512KB的空間上讀寫。為了支持更進一步的文件讀寫概念,磁碟操作系統(Disk Operating System,DOS)因而誕生。此操作系統可以合併任意數量的磁區,因此可以在一張磁碟片上放置任意數量與大小的文件。文件之間以檔名區別。IBM並沒有很在意其上的DOS,因此以向外部公司購買的方式取得操作系統。
1980年微軟公司利用騙術取得了與IBM的合約,並且收購了一家公司出產的操作系統,在將之修改後以MS-DOS的名義出品,此操作系統可以直接讓程序操作BIOS與文件系統。到了Intel-80286處理器的時代,才開始實作基本的儲存設備保護措施。MS-DOS的架構並不足以滿足所有需求,因為它同時只能執行最多一個程序(如果想要同時執行程式,只能使用TSR的方式來跳過OS而由程序自行處理多任務的部份),且沒有任何內存保護措施。對驅動程序的支持也不夠完整,因此導致諸如音效設備必須由程序自行設置的狀況,造成不兼容的情況所在多有。某些操作的效能也是可怕地糟糕。許多應用程序因此跳過MS-DOS的服務程序,而直接存取硬體設備以取得較好的效能。雖然如此,但MS-DOS還是變成了IBM PC上面最常用的操作系統(IBM自己也有推出DOS,稱為IBM-DOS或PC-DOS)。MS-DOS的成功使得微軟成為地球上最賺錢的公司之一。
而1980年代另一個崛起的操作系統異數是Mac OS,此操作系統緊緊與麥金塔電腦捆綁在一起。此時一位施樂帕羅奧托研究中心的員工Dominik Hagen訪問了蘋果電腦的史蒂夫·喬布斯,並且向他展示了此時施樂發展的圖形化使用者界面。蘋果電腦驚為天人,並打算向施樂購買此技術,但因帕羅奧托研究中心並非商業單位而是研究單位,因此施樂回絕了這項買賣。在此之後蘋果一致認為個人電腦的未來必定屬於圖形使用者界面,因此也開始發展自己的圖形化操作系統。現今許多我們認為是基本要件的圖形化介面技術與規則,都是由蘋果電腦打下的基礎(例如下拉式菜單、桌面圖標、拖曳式操作與雙點擊等)。但正確來說,圖形化使用者界面的確是施樂創始的。

20世紀90年代

Apple I電腦,蘋果電腦的第一代產品。延續80年代的競爭,1990年代出現了許多影響未來個人電腦市場深厚的操作系統。由於圖形化使用者界面日趨繁複,操作系統的能力也越來越複雜與巨大,因此強韌且具有彈性的操作系統就成了迫切的需求。此年代是許多套裝類的個人電腦操作系統互相競爭的時代。
上一年代於市場崛起的蘋果電腦,由於舊系統的設計不良,使得其後繼發展不力,蘋果電腦決定重新設計操作系統。經過許多失敗的項目后,蘋果於1997年釋出新操作系統——MacOS的測試版,而後推出的正式版取得了巨大的成功。讓原先失意離開蘋果的Steve Jobs風光再現。
除了商業主流的操作系統外,從1980年代起在開放原碼的世界中,BSD系統也發展了非常久的一段時間,但在1990年代由於與AT&T的法律爭端,使得遠在芬蘭赫爾辛基大學的另一股開源操作系統——Linux興起。Linux內核是一個標準POSⅨ內核,其血緣可算是Unix家族的一支。Linux與BSD家族都搭配GNU計劃所發展的應用程序,但是由於使用的許可證以及歷史因素的作弄下,Linux取得了相當可觀的開源操作系統市佔率,而BSD則小得多。
相較於MS-DOS的架構,Linux除了擁有傲人的可移植性(相較於Linux,MS-DOS只能運行在Intel CPU上),它也是一個分時多進程內核,以及良好的內存空間管理(普通的進程不能存取內核區域的內存)。想要存取任何非自己的內存空間的進程只能通過系統調用來達成。一般進程是處於使用者模式(User mode)底下,而執行系統調用時會被切換成內核模式(Kernel mode),所有的特殊指令只能在內核模式執行,此措施讓內核可以完美管理系統內部與外部設備,並且拒絕無許可權的進程提出的請求。因此理論上任何應用程序執行時的錯誤,都不可能讓系統崩潰(Crash)。
另一方面,微軟對於更強力的操作系統呼聲的回應便是Windows NT於1999年的面世。
1983年開始微軟就想要為MS-DOS建構一個圖形化的操作系統應用程序,稱為Windows(有人說這是比爾·蓋茲被蘋果的Lisa電腦上市所刺激)。
一開始Windows並不是一個操作系統,只是一個應用程序,其背景還是純MS-DOS系統,這是因為當時的BIOS設計以及MS-DOS的架構不甚良好之故。
在1990年代初,微軟與IBM的合作破裂,微軟從OS/2(早期為命令行模式,後來成為一個很成功但是曲高和寡的圖形化操作系統)項目中抽身,並且在1993年7月27日推出Windows 3.1,一個以OS/2為基礎的圖形化操作系統。
並在1995年8月15日推出Windows 95。
直到這時,Windows系統依然是建立在MS-DOS的基礎上,因此消費者莫不期待微軟在2000年所推出的Windows 2000上,因為它才算是第一個脫離MS-DOS基礎的圖形化操作系統。
下面的表格為Windows NT系統的架構:在硬體階層之上,有一個由微內核直接接觸的硬體抽象層(HAL),而不同的驅動程序以模塊的形式掛載在內核上執行。因此微內核可以使用諸如輸入輸出、文件系統、網路、信息安全機制與虛擬內存等功能。而系統服務層提供所有統一規格的函數調用庫,可以統一所有副系統的實作方法。例如儘管POSⅨ與OS/2對於同一件服務的名稱與調用方法差異甚大,它們一樣可以無礙地實作於系統服務層上。在系統服務層之上的副系統,全都是使用者模式,因此可以避免使用者程序執行非法行動。
第一個實作的副系統群當然是以前的微軟系統。DOS副系統將每個DOS程序當成一進程執行,並以個別獨立的MS-DOS虛擬機器承載其運行環境。另外一個是Windows 3.1模擬系統,實際上是在Win32副系統下執行Win16程序。因此達到了安全掌控為MS-DOS與早期Windows系統所撰寫之舊版程序的能力。
然而此架構只在Intel 80386處理器及後繼機型上實作。且某些會直接讀取硬體的程序,例如大部分的Win16遊戲,就無法套用這套系統,因此很多早期遊戲便無法在Windows NT上執行。
Windows NT有3.1.3.5.3.51與4.0版。
Windows 2000是Windows NT的改進系列(事實上是Windows NT 5.0)、Windows XP(Windows NT 5.1)以及Windows Server 2003(Windows NT 5.2)與Windows Vista(Windows NT 6.0)也都是立基於Windows NT的架構上。
而本年代漸漸增長並越趨複雜的嵌入式設備市場也促使嵌入式操作系統的成長。
現代操作系統通常都有一個使用的繪圖設備的圖形化使用者界面,並附加如滑鼠或觸控面版等有別於鍵盤的輸入設備。舊的OS或效能導向的伺服器通常不會有如此親切的介面,而是以命令行介面(CLI)加上鍵盤為輸入設備。以上兩種介面其實都是所謂的殼,其功能為接受並處理使用者的指令(例如按下一按鈕,或在命令提示列上鍵入指令)。
選擇要安裝的操作系統通常與其硬體架構有很大關係,只有Linux與BSD幾乎可在所有硬體架構上執行,而Windows NT僅移植到了DEC Alpha與MIPS Magnum。
在1990年代早期,個人電腦的選擇就已被局限在Windows家族、類Unix家族以及Linux上,而以Linux及Mac OS X為最主要的另類選擇,直至今日。
大型機與嵌入式系統使用很多樣化的操作系統。大型主機有許多開始支持Java及Linux以便共享其他平台的資源。嵌入式系統百家爭鳴,從給Sensor Networks用的Berkeley Tiny OS到可以操作Microsoft Office的Windows CE都有。

2000年以後

至2005年為止,用於通用計算機上的分佈的操作系統主要兩個家族:類Unix家族和微軟Windows家族。而主機系統和嵌入式操作系統使用多樣的系統,並且很多和Windows、Unix都沒有直接的聯繫。類Unix家族包括多個組織的操作系統,其中有幾個主要的子類包括System V、BSD和Linux。這裡'Unix'是一個商標,開發組織允許使用操作系統在一個定義前提下自由地開發。這名字是通用大型設置操作系統類似組織Unix。Unix系統運行在從巨型機到嵌入式系統的多種機器架構上。Unix主要使用於重要的商務伺服器系統以及學院和工程環境中的工作站之上。和AT&T Unix不同,自由軟體比如Linux和BSD逐步開始流行,並且開始進入桌面操作系統領域。和一些Unix操作系統不同,像惠普公司的HPUX和IBM公司的AⅨ是設計僅運行在客戶購買的設備上,其中有一些特殊的(比如SUN公司Solaris)可以運行在客戶購買設備和基於工業標準的PC上。APPLE公司的Mac OS X是一個BSD特例,以取代早期小型市場上的蘋果公司Mac OS,眾多流行的Unix操作系統正在走向一體。微軟公司的Windows操作系統家族起源於早期的IBM PC環境中的MS-DOS,最新版本是基於新的Windows NT內核,第一次是在OS/2中制定。和Unix不同,Windows只能運行在32位和64位的x86 CPU(如Intel或者AMD的晶元)上,儘管早期有版本運行於DEC Alpha,MIPS和PowerPC體系結構。今天Windows是一個流行的操作系統,在全球桌面市場中佔有90%左右的份額,同時在中低端伺服器市場也有廣泛的應用,如Web伺服器和資料庫伺服器。
大型機系統,比如IBM公司的Z/OS,和嵌入式操作系統比如QNX、eCOs和PalmOS都是和Unix和Windows無關的操作系統,而Windows CE、Windows NT Embedded 4.0和Windows XP Embedded都是和Windows相關的。
老的操作系統停留在市場包括類似IBM Windows的OS/2.來自惠普的VMS(以前的DEC);蘋果公司的Mac OS操作系統、非Unix先驅蘋果公司Mac OS X,以及AmigaOS,第一個圖形用戶界面的操作系統,包括對於普通用戶的高級的多媒體能力。
2016年6月13日,在蘋果開發者大會WWDC發布了產品Mac OS的新功能。
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新版操作系統,用戶能將iPad用作Mac電腦的第二塊顯示屏,用Apple Pencil在iPad上操作等同於在Mac電腦上輸入。新版的MacOS可以實現語音控制。
2020年6月23日,在WWDC 2020大會上,蘋果正式發布了macOS的下一個版本:macOS 11.0,正式稱為macOS Big Sur。
蘋果於1997年釋出新操作系統——macOS的測試版,而後推出的正式版取得了巨大的成功。讓原先失意離開蘋果的Steve Jobs風光再現。
北京時間2020年11月13日凌晨2點,macOS Big Sur正式版發布。

繞過MacOS密碼的取證方法


隨著蘋果電腦的普及,取證分析中很多情況下要考慮Mac OS的取證,如果被取證的Mac系統設置了登錄密碼,那麼取證過程中就要想辦法繞過登錄密碼,取得管理員許可權。主要介紹了繞過Mac OS系統登錄密碼的原理,介紹了HFS+文件系統的卷結構,深入剖析了HFS+文件系統卷頭結構,元數據文件以及節點結構。

MacOSX系統

MacOSX系統簡介
MaxOSX,這是一個基於UNIX核心的系統,增強了系統的穩定性、性能以及響應能力。它能通過對稱多處技術充分發揮雙處理器的優勢,提供無與倫比的2D、3D和多媒體圖形性能以及廣泛的字體支持和集成的PDA功能。MacOSX通過Classic環境幾乎可以支持所有的MacOS9應用程序,直觀的Aqua用戶界面使MACintosh的易用性又達到了一個全新的水平。

HFS+文件系統解析

文件系統除了讓用戶供穩定地存放文件這一目標以外,還是各項操作系統功能的基礎。MacOSX每個大發行版都要增加數百項新功能,許多新功能嚴重依賴於文件系統的實現。MacOSX10.3提供了FileVault來加密用戶文件,因此用戶主目錄被保存在一個HFS+文件系統加密鏡像中。

系統漏洞

2018年8月13日,一位著名Mac系統黑客剛剛開發了一種新攻擊手段:可以在電腦提出是否允許程序獲取數據時自動點擊“允許”按鈕,從而幫助黑客展開更加深入的攻擊和滲透。