大学计算机-计算思维视角 课件 3.3 软件与操作系统简介

软件与操作系统简介计算机系统章名：节名：软件简介操作系统简介12计算机硬件操作系统系统调用,命令,图标,窗口应用程序及实用程序用户程序员系统设计者计算机系统层次示意图

一个计算机系统可以看成是由硬件和软件按层次结构组成的系统，自底向上各层是：硬件层、操作系统层、语言处理程序层、应用程序层。软件的定义软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。软件通常以某种特定的开发语言作为描述语言，可以认为：软件=程序+数据+文档软件的特点软件是无形的，没有物理形态，只能通过运行状况来了解功能、特性、和质量。软件渗透了大量的脑力劳动，人的逻辑思维、智能活动和技术水平是软件产品的关键。软件不会像硬件一样老化磨损，但存在缺陷维护和技术更新。软件的开发和运行必须依赖于特定的计算机系统环境，对于硬件有依赖性，为了减少依赖，开发中提出了软件的可移植性。软件具有可复用性，软件开发出来很容易被复制，从而形成多个副本。软件的分类按应用范围划分，一般来讲软件被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。可分为操作系统和系统软件，其中操作系统是最基本的软件。应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。比如绘图软件，文档编辑处理软件，视频播放软件等中间件是一种独立的系统软件或服务程序，是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。操作系统简介计算机操作系统是随着计算机研究和应用的发展逐步形成并发展起来的，它是计算机系统中最基本的系统软件，其它软件都在操作系统支持下工作。若操作系统遭到破坏，计算机就无法正常工作，甚至根本不能工作。在操作系统上我们可以通过安装程序来看视频，听音乐，玩游戏、浏览网页，还可以弹出移动硬盘和U盘、管理我们硬盘中的文件等等；我们通过操作系统来和计算机交互，系统协调我们安排给计算机的各种任务。

操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。

操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。以现代标准而言，一个标准PC的操作系统应该提供以下的功能：操作系统的功能1.进程管理不管是常驻程序或者应用程序，都以进程为标准运行单位。进程管理指的是操作系统调整多个进程的功能。现代的操作系统，即使只拥有一个CPU，也可以利用多进程（multitask）功能同时执行多个进程。在多内核或多处理器的情况下，所有进程通过许多协同技术在各处理器或内核上转换。操作系统的功能2.内存管理操作系统的存储器管理提供查找可用的记忆空间、配置与释放记忆空间以及交换存储器和低速存储设备的内含物……等功能。此功能又被称做虚拟内存管理，这大幅增加每个进程可获得的记忆空间。操作系统的功能3.文件系统所谓的文件系统，通常指管理磁盘数据的系统，可将数据以目录或文件的型式存储。每个文件系统都有自己的特殊格式与功能。每个文件系统都实现相似的目录／子目录架构。操作系统的功能4.网络通信许多现代的操作系统都具备操作主流网络通信协议TCP/IP的能力。也就是说这样的操作系统可以进入网络世界，并且与其他系统分享诸如文件、打印机与扫描仪等资源。操作系统的功能5.安全机制大多数操作系统都含有某种程度的信息安全机制。信息安全机制主要基于两大理念：一、操作系统提供外界直接或间接访问数据资源的管道。二、操作系统有能力认证资源访问的请求。允许通过认证的请求并拒绝无法通过的非法请求，并有授权的能力。操作系统的功能6.用户界面现在绝大部分的操作系统都包含图形用户界面（GUI）。许多近代的操作系统已模块化，将图形接口的副系统与内核分开。图形用户界面与时并进，例如Windows在每次新版本上市时就会将其图形用户界面改头换面，而MacOS的GUI也在MacOSX上市时出现重大转变。操作系统的功能7.驱动程序驱动程序是针对特定硬件与特定操作系统设计的软件，通常以操作系统内核模块、应用软件包或普通电脑程序的形式在操作系统内核底下运行，以达到通透顺畅地与硬件交互的效