大學(xué)計(jì)算機(jī)-計(jì)算思維視角 課件 3.3 軟件與操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介

軟件與操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)系統(tǒng)章名：節(jié)名：軟件簡(jiǎn)介操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介12計(jì)算機(jī)硬件操作系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)用,命令,圖標(biāo),窗口應(yīng)用程序及實(shí)用程序用戶程序員系統(tǒng)設(shè)計(jì)者計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次示意圖

一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以看成是由硬件和軟件按層次結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)，自底向上各層是：硬件層、操作系統(tǒng)層、語(yǔ)言處理程序?qū)?、?yīng)用程序?qū)?。軟件的定義軟件是一系列按照特定順序組織的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和指令的集合。軟件通常以某種特定的開發(fā)語(yǔ)言作為描述語(yǔ)言，可以認(rèn)為：軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔軟件的特點(diǎn)軟件是無(wú)形的，沒有物理形態(tài)，只能通過(guò)運(yùn)行狀況來(lái)了解功能、特性、和質(zhì)量。軟件滲透了大量的腦力勞動(dòng)，人的邏輯思維、智能活動(dòng)和技術(shù)水平是軟件產(chǎn)品的關(guān)鍵。軟件不會(huì)像硬件一樣老化磨損，但存在缺陷維護(hù)和技術(shù)更新。軟件的開發(fā)和運(yùn)行必須依賴于特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境，對(duì)于硬件有依賴性，為了減少依賴，開發(fā)中提出了軟件的可移植性。軟件具有可復(fù)用性，軟件開發(fā)出來(lái)很容易被復(fù)制，從而形成多個(gè)副本。軟件的分類按應(yīng)用范圍劃分，一般來(lái)講軟件被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和介于這兩者之間的中間件。系統(tǒng)軟件是負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，使得它們可以協(xié)調(diào)工作?？煞譃椴僮飨到y(tǒng)和系統(tǒng)軟件，其中操作系統(tǒng)是最基本的軟件。應(yīng)用軟件是為了某種特定的用途而被開發(fā)的軟件。比如繪圖軟件，文檔編輯處理軟件，視頻播放軟件等中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，是連接兩個(gè)獨(dú)立應(yīng)用程序或獨(dú)立系統(tǒng)的軟件。操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)研究和應(yīng)用的發(fā)展逐步形成并發(fā)展起來(lái)的，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)軟件，其它軟件都在操作系統(tǒng)支持下工作。若操作系統(tǒng)遭到破壞，計(jì)算機(jī)就無(wú)法正常工作，甚至根本不能工作。在操作系統(tǒng)上我們可以通過(guò)安裝程序來(lái)看視頻，聽音樂(lè)，玩游戲、瀏覽網(wǎng)頁(yè)，還可以彈出移動(dòng)硬盤和U盤、管理我們硬盤中的文件等等；我們通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)和計(jì)算機(jī)交互，系統(tǒng)協(xié)調(diào)我們安排給計(jì)算機(jī)的各種任務(wù)。

操作系統(tǒng)位于底層硬件與用戶之間，是兩者溝通的橋梁。用戶可以通過(guò)操作系統(tǒng)的用戶界面，輸入命令。

操作系統(tǒng)則對(duì)命令進(jìn)行解釋，驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶要求。以現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)而言，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PC的操作系統(tǒng)應(yīng)該提供以下的功能：操作系統(tǒng)的功能1.進(jìn)程管理不管是常駐程序或者應(yīng)用程序，都以進(jìn)程為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行單位。進(jìn)程管理指的是操作系統(tǒng)調(diào)整多個(gè)進(jìn)程的功能?，F(xiàn)代的操作系統(tǒng)，即使只擁有一個(gè)CPU，也可以利用多進(jìn)程（multitask）功能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)進(jìn)程。在多內(nèi)核或多處理器的情況下，所有進(jìn)程通過(guò)許多協(xié)同技術(shù)在各處理器或內(nèi)核上轉(zhuǎn)換。操作系統(tǒng)的功能2.內(nèi)存管理操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)器管理提供查找可用的記憶空間、配置與釋放記憶空間以及交換存儲(chǔ)器和低速存儲(chǔ)設(shè)備的內(nèi)含物……等功能。此功能又被稱做虛擬內(nèi)存管理，這大幅增加每個(gè)進(jìn)程可獲得的記憶空間。操作系統(tǒng)的功能3.文件系統(tǒng)所謂的文件系統(tǒng)，通常指管理磁盤數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，可將數(shù)據(jù)以目錄或文件的型式存儲(chǔ)。每個(gè)文件系統(tǒng)都有自己的特殊格式與功能。每個(gè)文件系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)相似的目錄／子目錄架構(gòu)。操作系統(tǒng)的功能4.網(wǎng)絡(luò)通信許多現(xiàn)代的操作系統(tǒng)都具備操作主流網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議TCP/IP的能力。也就是說(shuō)這樣的操作系統(tǒng)可以進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)世界，并且與其他系統(tǒng)分享諸如文件、打印機(jī)與掃描儀等資源。操作系統(tǒng)的功能5.安全機(jī)制大多數(shù)操作系統(tǒng)都含有某種程度的信息安全機(jī)制。信息安全機(jī)制主要基于兩大理念：一、操作系統(tǒng)提供外界直接或間接訪問(wèn)數(shù)據(jù)資源的管道。二、操作系統(tǒng)有能力認(rèn)證資源訪問(wèn)的請(qǐng)求。允許通過(guò)認(rèn)證的請(qǐng)求并拒絕無(wú)法通過(guò)的非法請(qǐng)求，并有授權(quán)的能力。操作系統(tǒng)的功能6.用戶界面現(xiàn)在絕大部分的操作系統(tǒng)都包含圖形用戶界面（GUI）。許多近代的操作系統(tǒng)已模塊化，將圖形接口的副系統(tǒng)與內(nèi)核分開。圖形用戶界面與時(shí)并進(jìn)，例如Windows在每次新版本上市時(shí)就會(huì)將其圖形用戶界面改頭換面，而MacOS的GUI也在MacOSX上市時(shí)出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變。操作系統(tǒng)的功能7.驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)程序是針對(duì)特定硬件與特定操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件，通常以操作系統(tǒng)內(nèi)核模塊、應(yīng)用軟件包或普通電腦程序的形式在操作系統(tǒng)內(nèi)核底下運(yùn)行，以達(dá)到通透順暢地與硬件交互的效