計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成
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計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成
1.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述
現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)已發(fā)展成為一個(gè)龐大的家族，其中的每個(gè)成員，盡管在規(guī)模、性能、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等方面存在著很大的差別，但是它們的基本結(jié)構(gòu)是相同的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件系統(tǒng)由中央處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備組成。
軟件系統(tǒng)分為兩大類(lèi)，即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。
計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行程序而運(yùn)行，計(jì)算機(jī)工作時(shí)，軟、硬件協(xié)同工作，兩者缺一不可。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成框架如圖1-1所示。
1．硬件系統(tǒng)概述
硬件系統(tǒng)是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理裝置，是指在計(jì)算機(jī)中看得見(jiàn)、摸得著的有形實(shí)體。在計(jì)算機(jī)的發(fā)展史上做出杰出貢獻(xiàn)的著名應(yīng)用數(shù)學(xué)家馮•諾依曼（Von Neumann）與其他專(zhuān)家于1945年為改進(jìn)ENIAC，提出了一個(gè)全新的存儲(chǔ)程序的通用電子計(jì)算機(jī)方案。這個(gè)方案規(guī)定了新機(jī)器由5個(gè)部分組成：運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲(chǔ)器、輸入和輸出。并描述了這5個(gè)部分的職能和相互關(guān)系。這個(gè)方案與ENIAC相比，有兩個(gè)重大改進(jìn)：一是采用二進(jìn)制；二是提出了“存儲(chǔ)程序”的設(shè)計(jì)思想，即用記憶數(shù)據(jù)的同一裝置存儲(chǔ)執(zhí)行運(yùn)算的命令，使程序的執(zhí)行可自動(dòng)地從一條指令進(jìn)入到下一條指令。這個(gè)概念被譽(yù)為計(jì)算機(jī)史上的一個(gè)里程碑。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)程序和程序控制原理被稱(chēng)為馮•諾依曼原理，按照上述原理設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為馮•諾依曼機(jī)。
圖1-1 計(jì)算機(jī)的組成框架
概括起來(lái)，馮•諾依曼結(jié)構(gòu)有3條重要的設(shè)計(jì)思想：
（1）計(jì)算機(jī)應(yīng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成，每個(gè)部分有一定的功能。
（2）以二進(jìn)制的形式表示數(shù)據(jù)和指令。二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)的基本語(yǔ)言。
（3）程序預(yù)先存入存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作中能自動(dòng)地從存儲(chǔ)器中取出程序指令并加以執(zhí)行。
硬件是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)的性能如運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、計(jì)算和可靠性等，很大程度上取決于硬件的配置。
僅有硬件而沒(méi)有任何軟件支持的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為裸機(jī)。在裸機(jī)上只能運(yùn)行機(jī)器語(yǔ)言程序，使用很不方便，效率也低。所以早期只有少數(shù)專(zhuān)業(yè)人員才能使用計(jì)算機(jī)。
2．計(jì)算機(jī)的基本工作原理
1）計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)
指令是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，它規(guī)定了計(jì)算機(jī)能完成的某一種操作。
一條指令通常由如下兩個(gè)部分組成：
（1）操作碼：它是指明該指令要完成的操作，如存數(shù)、取數(shù)等。操作碼的位數(shù)決定了一個(gè)機(jī)器指令的條數(shù)。當(dāng)使用定長(zhǎng)度操作碼格式時(shí)，若操作碼位數(shù)為n，則指令條數(shù)可有2n條。
（2）操作數(shù)：它指操作對(duì)象的內(nèi)容或者所在的單元格地址。操作數(shù)在大多數(shù)情況下是地址碼，地址碼有0～3位。從地址代碼得到的僅是數(shù)據(jù)所在的地址，可以是源操作數(shù)的存放地址，也可以是操作結(jié)果的存放地址。
2）計(jì)算機(jī)的工作原理
計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上是快速地執(zhí)行指令的過(guò)程。當(dāng)計(jì)算機(jī)在工作時(shí)，有兩種信息在流動(dòng)，一種是數(shù)據(jù)流，另一種是控制流。
數(shù)據(jù)流是指原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、結(jié)果數(shù)據(jù)、源程序等�？刂屏魇怯煽刂破鲗�(duì)指令進(jìn)行分析、解釋后向各部件發(fā)出的控制命令，用于指揮各部件協(xié)調(diào)地工作。
下面，以指令的執(zhí)行過(guò)程來(lái)認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)的基本工作原理。計(jì)算機(jī)的指令執(zhí)行過(guò)程分為如下幾個(gè)步驟：
（1）取指令。從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令送到指令寄存器。
（2）分析指令。對(duì)指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電信號(hào)，并由地址碼確定操作數(shù)的地址。
（3）執(zhí)行指令。它是由操作控制線路發(fā)出的完成該操作所需要的一系列控制信息，以完成該指令所需要的操作。
（4）為執(zhí)行下一條指令作準(zhǔn)備。形成下一條指令的地址，指令計(jì)數(shù)器指向存放下一條指令的地址，zui后控制單元將執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入內(nèi)存。
上述完成一條指令的執(zhí)行過(guò)程叫做一個(gè)“機(jī)器周期”。指令的執(zhí)行過(guò)程如圖1-2 所示。
計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)，CPU從內(nèi)存讀取一條指令到CPU內(nèi)執(zhí)行，指令執(zhí)行完，再?gòu)膬?nèi)存讀取下一條指令到CPU執(zhí)行。CPU不斷地取指令，分析指令，執(zhí)行指令，再取下一條指令，這就是程序的執(zhí)行過(guò)程。
總之，計(jì)算機(jī)的工作就是執(zhí)行程序，即自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行一系列指令，而程序開(kāi)發(fā)人員的工作就是編制程序，使計(jì)算機(jī)不斷地工作。
圖1-2 指令的執(zhí)行過(guò)程
3．軟件系統(tǒng)概述
軟件系統(tǒng)是指使用計(jì)算機(jī)所運(yùn)行的全部程序的總稱(chēng)。軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，是發(fā)揮計(jì)算機(jī)功能的關(guān)鍵。有了軟件，人們可以不必過(guò)多地去了解機(jī)器本身的結(jié)構(gòu)與原理，可以方便靈活地使用計(jì)算機(jī)，從而使計(jì)算機(jī)有效地為人類(lèi)工作、服務(wù)。
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件在不斷積累和完善的過(guò)程中，形成了極為寶貴的軟件資源。它在用戶和計(jì)算機(jī)之間架起了橋梁，給用戶的操作帶來(lái)極大的方便。
在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用過(guò)程中，軟件開(kāi)發(fā)是個(gè)艱苦的腦力勞動(dòng)過(guò)程，軟件生產(chǎn)的自動(dòng)化水平還很低。所以，許多國(guó)家投入大量人力從事軟件開(kāi)發(fā)工作。正是有了內(nèi)容豐富、種類(lèi)繁多的軟件，使用戶面對(duì)的不僅是一部實(shí)實(shí)在在的計(jì)算機(jī)，而且還包含許多軟件的抽象的邏輯計(jì)算機(jī)（稱(chēng)之為虛擬機(jī)），這樣，人們可以采用更加靈活、方便、有效的手段使用計(jì)算機(jī)。從這個(gè)意義上說(shuō)，軟件是用戶與計(jì)算機(jī)的接口。
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬件和軟件之間并沒(méi)有一條明確的分界線。一般來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)由軟件完成的操作也可以直接由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而任何一個(gè)由硬件執(zhí)行的指令也能夠用軟件來(lái)完成。硬件和軟件有一定的等價(jià)性，例如，如圖像的解壓，以前低檔微機(jī)是用硬件解壓，現(xiàn)在高檔微機(jī)則用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
軟件和硬件之間的界線是經(jīng)常變化的。要從價(jià)格、速度、可靠性等多種因素綜合考慮，來(lái)確定哪些功能用硬件實(shí)現(xiàn)合適，哪些功能由軟件實(shí)現(xiàn)合適。
1.2.2 硬件系統(tǒng)的組成
計(jì)算機(jī)的硬件由主機(jī)和外設(shè)組成，主機(jī)由CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、主板（總線系統(tǒng)）構(gòu)成，外部設(shè)備由輸入設(shè)備（如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等）、外存儲(chǔ)器（如光盤(pán)、硬盤(pán)、U盤(pán)等）、輸出設(shè)備（如顯示器、打印機(jī)等）組成。計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。
圖1-3 計(jì)算機(jī)硬件的組成
微機(jī)與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，它也是由運(yùn)算機(jī)、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備等部件組成。不同之處是微機(jī)把運(yùn)算器和控制器集成在一片芯片上，稱(chēng)之為CPU。下面以微機(jī)為例說(shuō)明計(jì)算機(jī)各部分的作用。
1．CPU
CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件，它完成計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制功能。運(yùn)算器又稱(chēng)算術(shù)邏輯部件（Arithmetical Logic Unit，ALU），主要功能是完成對(duì)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和邏輯判斷等操作�？刂破鳎–ontrol Unit，CU）是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，根據(jù)事先給定的命令，發(fā)出各種控制信號(hào)，指揮計(jì)算機(jī)各部分工作。它的工作過(guò)程是負(fù)責(zé)從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令并對(duì)指令進(jìn)行分析與判斷，并根據(jù)指令發(fā)出控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)的有關(guān)設(shè)備有條不紊地協(xié)調(diào)工作，在程序的作用下，保證計(jì)算機(jī)能自動(dòng)、連續(xù)地工作。CPU外形如圖1-4所示。
2．存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的“倉(cāng)庫(kù)”。所謂“信息”是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)和程序。程序是一組指令的集合。存儲(chǔ)器是有記憶能力的部件，用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器可分為兩大類(lèi)：內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存，也叫隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），這種存儲(chǔ)器允許按任意指定地址的存儲(chǔ)單元進(jìn)行隨機(jī)地讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)是通過(guò)電信號(hào)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的，因此在計(jì)算機(jī)斷電后，RAM中的信息就會(huì)隨之丟失。內(nèi)存條外形如圖1-5所示，它的特點(diǎn)是存取速度快，可與CPU處理速度相匹配，但價(jià)格較貴，能存儲(chǔ)的信息量較少。外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱(chēng)外存）又稱(chēng)輔助存儲(chǔ)器，主要用于保存暫時(shí)不用但又需長(zhǎng)期保留的程序或數(shù)據(jù)。如軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)等都叫外存儲(chǔ)器。存放在外存中的程序必須調(diào)入內(nèi)存才能運(yùn)行，外存的存取速度相對(duì)來(lái)說(shuō)較慢，但外存價(jià)格比較便宜，可保存的信息量大。常用的外存有磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)等。
圖1-4 CPU外形圖 圖1-5 內(nèi)存條外形圖
CPU和內(nèi)存儲(chǔ)器構(gòu)成計(jì)算機(jī)主機(jī)。外存儲(chǔ)器通過(guò)專(zhuān)門(mén)的輸入/輸出接口與主機(jī)相連。外存與其他的輸入輸出設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)外部設(shè)備。如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)、鍵盤(pán)都屬外部設(shè)備。
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中內(nèi)存普遍采取半導(dǎo)體器件，按其工作方式不同，可分為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取器（DRAM）、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）。對(duì)存儲(chǔ)器存入信息的操作稱(chēng)為寫(xiě)入（Write），從存儲(chǔ)器取出信息的操作稱(chēng)為讀出（Read）。執(zhí)行讀出操作后，原來(lái)存放的信息并不改變，只有執(zhí)行了寫(xiě)入操作，寫(xiě)入的信息才會(huì)取代原先存入的內(nèi)容。所以RAM中存放的信息可隨機(jī)地讀出或?qū)懭耄ǔＳ脕?lái)存入用戶輸入的程序和數(shù)據(jù)等。計(jì)算機(jī)斷電后，RAM中的內(nèi)容隨之丟失。DRAM和SRAM兩者都叫隨機(jī)存儲(chǔ)器，斷電后信息會(huì)丟失，不同的是，DRAM存儲(chǔ)的信息要不斷刷新，而SRAM存儲(chǔ)的信息不需要刷新。ROM中的信息只可讀出而不能寫(xiě)入，通常用來(lái)存放一些固定不變的程序。計(jì)算機(jī)斷電后，ROM中的內(nèi)容保持不變，當(dāng)計(jì)算機(jī)重新接通電源后，ROM中的內(nèi)容仍可被讀出。
為了便于對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)存放的信息進(jìn)行管理，整個(gè)內(nèi)存被劃分成許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)，此編號(hào)稱(chēng)為地址（Address）。通常計(jì)算機(jī)按字節(jié)編址。地址與存儲(chǔ)單元為一對(duì)一的關(guān)系，是存儲(chǔ)單元的惟一標(biāo)志。存儲(chǔ)單元的地址、存儲(chǔ)單元和存儲(chǔ)單元的內(nèi)容是3個(gè)不同的概念。地址相當(dāng)于旅館的房間編號(hào)，存儲(chǔ)單元相當(dāng)于旅館的房間，存儲(chǔ)單元的內(nèi)容相當(dāng)于房間中的旅客。在存儲(chǔ)器中，CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)操作都是通過(guò)地址來(lái)進(jìn)行的。
外存儲(chǔ)器目前使用得zui多的是磁表面存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器兩大類(lèi)。磁表面存儲(chǔ)器是將磁性材料沉積在盤(pán)片基體上形成記錄介質(zhì)，并在磁頭與記錄介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中存取信息�，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用的磁表面儀器有磁盤(pán)和磁帶兩種。硬盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。
用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光存儲(chǔ)器主要是光盤(pán)（Optical Disk），現(xiàn)在通常稱(chēng)為CD（Compact Disk）。光盤(pán)用光學(xué)方式讀寫(xiě)信息，存儲(chǔ)的信息量比磁盤(pán)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的信息量大得多，因此受到廣大用戶的青睞。所有外存的存儲(chǔ)介質(zhì)（盤(pán)片或磁帶）都必須通過(guò)機(jī)電裝置才能存取信息，這些機(jī)電裝置稱(chēng)之為“驅(qū)動(dòng)器”，如常用的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。目前外存儲(chǔ)器的容量不斷增大，從MB級(jí)到GB級(jí)，還有海量存儲(chǔ)器等。
圖1-6 硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
3．輸入設(shè)備
輸入設(shè)備是將外界的各種信息（如程序、數(shù)據(jù)、命令等）送入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部的設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、條形碼讀入器等。
4．輸出設(shè)備
輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)處理后的信息以人們能夠識(shí)別的形式（如文字、圖形、數(shù)值、聲音等）進(jìn)行顯示和輸出的設(shè)備。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。
由于輸入/輸出設(shè)備大多是機(jī)電裝置，有機(jī)械傳動(dòng)或物理移位等動(dòng)作過(guò)程，相對(duì)而言，輸入/輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)速度zui慢的部件。
1.2.3 軟件系統(tǒng)的組成
計(jì)算機(jī)軟件由程序和有關(guān)的文檔組成。程序由一系列的指令按一定的結(jié)構(gòu)組成。文檔是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中建立的技術(shù)資料。程序是軟件的主體，一般保存在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如軟盤(pán)、硬盤(pán)或光盤(pán)中，以便在計(jì)算機(jī)上使用�，F(xiàn)在人們使用的計(jì)算機(jī)都配備了各式各樣的軟件，軟件的功能越強(qiáng)，使用起來(lái)越方便。軟件可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是系統(tǒng)軟件，另一類(lèi)是應(yīng)用軟件，軟件系統(tǒng)組成如圖1-7所示。
1．系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源的軟件，是用來(lái)擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能，提高計(jì)算機(jī)的工作效率，方便用戶使用計(jì)算機(jī)的軟件。系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所不可缺少的，是硬件與軟件的接口。一般情況下系統(tǒng)軟件分為4類(lèi)：操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和服務(wù)程序。
圖1-7 軟件系統(tǒng)的組成
1）操作系統(tǒng)
系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是由指揮與管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的程序模板和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的一種大型軟件系統(tǒng)，其功能是管理計(jì)算機(jī)的硬件資源和軟件資源，為用戶提供高效、周到的服務(wù)。操作系統(tǒng)與硬件關(guān)系密切，是加在“裸機(jī)”上的第yi層軟件，其他絕大多數(shù)軟件都是在操作系統(tǒng)的控制下運(yùn)行的，人們也是在操作系統(tǒng)的支持下使用計(jì)算機(jī)的。操作系統(tǒng)是硬件與軟件的接口。
常用的操作系統(tǒng)有UNIX/Xenix、MS-DOS、Windows XP、Linux和OS/2。下面簡(jiǎn)單介紹這些操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程和功能特點(diǎn)。
（1）DOS操作系統(tǒng)
DOSzui初是為IBM PC開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)，因此它對(duì)硬件平臺(tái)的要求很低。即使對(duì)于DOS 6.22這樣的高版本，在640KB內(nèi)存、60MB硬盤(pán)、80286微處理器的環(huán)境下，也能正常運(yùn)行。DOS操作系統(tǒng)是單用戶、單任務(wù)、字符界面和16位的操作系統(tǒng)。因此，它對(duì)于內(nèi)存的管理僅局限于640KB的范圍內(nèi)。DOS有3種不同的品pai，它們是Microsoft公司的MS-DOS、IBM公司的PC-DOS和Novell公司的DR-DOS。這3種DOS都是兼容的，但也有一些區(qū)別。
（2）Windows操作系統(tǒng)
Windows是Microsoft公司在1985年11月發(fā)布的第yi代窗口式多任務(wù)系統(tǒng)，它使PC機(jī)開(kāi)始進(jìn)入了所謂的圖形用戶界面時(shí)代。在1995年，Microsoft公司推出了Windows 95操作系統(tǒng)；在1998年，Microsoft公司又推出了Windows 95的改進(jìn)版Windows 98。Windows 98的一個(gè)zui大特點(diǎn)就是把Microsoft公司的Internet瀏覽器技術(shù)集成到了Windows 98里面，使得訪問(wèn)Internet資源就像訪問(wèn)本地硬盤(pán)一樣方便，從而更好地滿足了人們?cè)絹?lái)越多的訪問(wèn)Internet資源的需求。Windows 95、Windows 98操作系統(tǒng)是一種單用戶、多任務(wù)、32位的操作系統(tǒng)。
在2000年到來(lái)之際，Microsoft公司又推出了Windows 2000版本。它不僅吸取了Windows 98和Windows NT的許多精華之處，而且是Windows 98和Windows NT的更新?lián)Q代產(chǎn)品。此后，Windows將不會(huì)再有單用戶和網(wǎng)絡(luò)版之分，使用戶能夠在相同操作系統(tǒng)中，使用相同的、友好的操作系統(tǒng)界面處理不同的事務(wù)。Windows 2000是一個(gè)多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)。
現(xiàn)在，Microsoft公司又推出了Windows XP。Windows XP采用了Windows 2000的源代碼作為基礎(chǔ)，使其有可靠的穩(wěn)定性， 繼續(xù)保持其安全性、可靠性的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，Windows XP更受人歡迎。
（3）UNIX系統(tǒng)
UNIX系統(tǒng)是1969年問(wèn)世的，zui初是在中小型計(jì)算機(jī)上運(yùn)用。zui早移植到80286微機(jī)上的UNIX系統(tǒng)，稱(chēng)為Xenix。現(xiàn)在Xenix已發(fā)展成十分成熟的系統(tǒng)，zui新版本的Xenix是SCO UNIX和SCO CDT。UNIX系統(tǒng)的特點(diǎn)是短小精干、系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小、運(yùn)行速度快。目前主要的版本是UNIX 3.2 V4.2以及ODT 3.0。UNIX系統(tǒng)是一個(gè)受人青睞的系統(tǒng)。
UNIX系統(tǒng)是一個(gè)多用戶系統(tǒng)，一般要求配有8MB以上的內(nèi)存和較大容量的硬盤(pán)，對(duì)于高檔微機(jī)也適用。
（4）OS/2系統(tǒng)
OS/2系統(tǒng)正是PS/2系列機(jī)開(kāi)發(fā)的一個(gè)新型多任務(wù)操作系統(tǒng)。OS/2克服了640KB主存的限制，具有多任務(wù)功能。1987年IBM公司在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中推出了PS/2（Personal System/2）個(gè)人計(jì)算機(jī)。PS/2系列計(jì)算機(jī)大幅度突破了現(xiàn)行PC機(jī)的體系，采用了與其他總線互不兼容的微通道總線MCA，并且IBM自行設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的大部分零部件，以防止其他公司的仿制。
OS/2的特點(diǎn)是采用圖形界面，它本身是一個(gè)32位系統(tǒng)，不僅可以處理32位OS/2系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，也可以運(yùn)行16位DOS和 Windows軟件。OS/2系統(tǒng)通常要求在4MB內(nèi)存和100MB硬盤(pán)或更高的硬件環(huán)境下運(yùn)行。如果硬件更高檔，則系統(tǒng)運(yùn)行就更加穩(wěn)定。
2）語(yǔ)言處理系統(tǒng)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的歷程，不同風(fēng)格的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言不斷出現(xiàn)，逐步形成了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言體系。用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題時(shí)，人們必須首先將解決該問(wèn)題的方法和步驟按一定序列和規(guī)則用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述出來(lái)，形成計(jì)算機(jī)程序，然后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就可按人們事先設(shè)定的步驟自動(dòng)地執(zhí)行。
語(yǔ)言處理系統(tǒng)包括機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。這些語(yǔ)言處理程序除個(gè)別常駐在ROM中可獨(dú)立運(yùn)行外，都必須在操作系統(tǒng)支持下運(yùn)行。
（1）機(jī)器語(yǔ)言
計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)都是用二進(jìn)制表示的，機(jī)器指令也是用一串由“0”和“1”不同組合的二進(jìn)制代碼表示的。機(jī)器語(yǔ)言是直接用機(jī)器指令作為語(yǔ)句與計(jì)算機(jī)交換信息的語(yǔ)言。
不同的機(jī)器，指令的編碼不同，含有的指令條數(shù)也不同。因此，機(jī)器指令是面向機(jī)器的。指令的格式和含義是設(shè)計(jì)者規(guī)定的，一旦規(guī)定好之后，硬件邏輯電路就嚴(yán)格根據(jù)這些規(guī)定設(shè)計(jì)和制造，所以制造出的機(jī)器也只能識(shí)別這種二進(jìn)制信息。
用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，計(jì)算機(jī)能識(shí)別，可直接運(yùn)行，但程序容易出錯(cuò)。
（2）匯編語(yǔ)言
匯編語(yǔ)言是由一組與機(jī)器語(yǔ)言指令一一對(duì)應(yīng)的符號(hào)指令和簡(jiǎn)單語(yǔ)法組成的。匯編語(yǔ)言是一種符號(hào)語(yǔ)言，它將難以記憶和辨認(rèn)的二進(jìn)制指令碼用有意義的英文單詞（或縮寫(xiě)）作為輔助記符，使之比機(jī)器語(yǔ)言編程前進(jìn)了一大步。例如“ADD A，B”表示將A與B相加后存入B中，它能與機(jī)器語(yǔ)言指令01001001直接對(duì)應(yīng)。但匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言的一一對(duì)應(yīng)，仍需緊密依賴(lài)硬件，程序的可移植性差。
用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)為匯編語(yǔ)言源程序。經(jīng)匯編程序翻譯后得到的機(jī)器語(yǔ)言程序稱(chēng)為目標(biāo)程序。由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制編碼的機(jī)器語(yǔ)言，因此無(wú)法直接執(zhí)行用匯編語(yǔ)言縮寫(xiě)的程序。匯編語(yǔ)言程序要由一種“翻譯”程序來(lái)將它翻譯為機(jī)器語(yǔ)言程序，這種翻譯程序稱(chēng)為編譯程序。匯編程序是系統(tǒng)軟件的一部分。
（3）高級(jí)語(yǔ)言
高級(jí)語(yǔ)言比較接近日常用語(yǔ)，對(duì)機(jī)器依賴(lài)性低，是適用于各種機(jī)器的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。用機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編程，因與計(jì)算機(jī)硬件直接相關(guān)，編程困難且通用性差。因此人們需創(chuàng)造出與具體的計(jì)算機(jī)指令無(wú)關(guān)，其表達(dá)方式更接近于被描述的問(wèn)題、更易被人們掌握和書(shū)寫(xiě)的語(yǔ)言，這就是高級(jí)語(yǔ)言。
用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)為高級(jí)語(yǔ)言源程序，經(jīng)語(yǔ)言處理程序翻譯后得到的機(jī)器語(yǔ)言程序稱(chēng)為目標(biāo)程序。高級(jí)語(yǔ)言程序必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序才能執(zhí)行，計(jì)算機(jī)無(wú)法直接執(zhí)行用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。高級(jí)語(yǔ)言程序的翻譯方式有兩種：一種是編譯方式，另一種是解釋方式。相應(yīng)的語(yǔ)言處理系統(tǒng)分別稱(chēng)為編譯程序和解釋程序。
在解釋方式下，不生成目標(biāo)程序，而是對(duì)源程序按語(yǔ)句執(zhí)行的動(dòng)態(tài)順序進(jìn)行逐句分析，邊翻譯邊執(zhí)行，直至程序結(jié)束。在編譯方式下，源程序的執(zhí)行分成兩個(gè)階段：編譯階段和運(yùn)行階段。通常，經(jīng)過(guò)編譯后生成的目標(biāo)代碼尚不能直接在操作系統(tǒng)下運(yùn)行，還需經(jīng)過(guò)連接階段為程序分配內(nèi)存后才能生成真正可運(yùn)行的執(zhí)行程序。
高級(jí)語(yǔ)言不再面向機(jī)器而是面向解決問(wèn)題的過(guò)程以及面向現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象。大多數(shù)高級(jí)語(yǔ)言采用編譯方式處理，因?yàn)榫幾g方式執(zhí)行速度快，而且一旦編譯完成后，目標(biāo)程序可以脫離編譯程序獨(dú)立存在反復(fù)使用。面向過(guò)程的高級(jí)語(yǔ)言種類(lèi)很多，比較流行的高級(jí)語(yǔ)言有Basic、Pascal和C語(yǔ)言等。某些適合于初學(xué)者的程序，如Basic語(yǔ)言及許多數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言則采用解釋方式。
1980年左右開(kāi)始提出的“面向?qū)ο螅∣bject-Oriented）”概念是相對(duì)于“面向過(guò)程”的一次革命。專(zhuān)家們預(yù)測(cè)，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想將成為今后程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展的主流。如C++、Java、Visual Basic、Visual C等都是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言�！懊嫦�?qū)ο蟆辈粌H作為一種語(yǔ)言，而且作為一種方法貫穿于軟件設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。
3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)是將具有相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以一定的組織方式存儲(chǔ)起來(lái)，形成相關(guān)系列數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)就是在具體計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的系統(tǒng)軟件。隨著計(jì)算機(jī)在信息管理領(lǐng)域中日益廣泛深入的應(yīng)用，產(chǎn)生和發(fā)展了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，隨之出現(xiàn)了各種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Data Base Management System，DBMS）。
DBMS是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的系統(tǒng)軟件，它是用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的接口，是幫助用戶建立、管理、維護(hù)和使用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的一個(gè)軟件系統(tǒng)。
目前已有不少商品化的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件，例如DBase、Visual FoxPro等都是在不同的系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
4）服務(wù)程序
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供多種服務(wù)程序，它們是面向用戶的軟件，可供用戶共享，方便用戶使用計(jì)算機(jī)和管理人員維護(hù)管理計(jì)算機(jī)。
常用的服務(wù)程序有編輯程序、連接裝配程序、測(cè)試程序、診斷程序、調(diào)試程序等。
（1）編輯程序（Editor）：該程序能使用戶通過(guò)簡(jiǎn)單的操作就可以建立、修改程序或其他文件，并提供方便的編輯環(huán)境。
（2）連接裝配程序（Linker）：用該程序可以把幾個(gè)分別編譯的目標(biāo)程序連接成一個(gè)目標(biāo)程序，并且要與系統(tǒng)提供的庫(kù)程序相連接，才得到一個(gè)可執(zhí)行程序。
（3）測(cè)試程序（Checking Program）：該程序能檢查出程序中的某些錯(cuò)誤，方便用戶對(duì)錯(cuò)誤的排除。
（4）診斷程序（Diagnostic Program）：該程序能方便用戶對(duì)計(jì)算機(jī)維護(hù)，檢測(cè)計(jì)算機(jī)硬件故障并對(duì)故障定位。
（5）調(diào)試程序（Debug）：該程序能幫助用戶在程序執(zhí)行的狀態(tài)下檢查源程序的錯(cuò)誤，并提供在程序中設(shè)置斷點(diǎn)、單步跟蹤等手段。
2．應(yīng)用軟件
應(yīng)用軟件是為了解決計(jì)算機(jī)各類(lèi)問(wèn)題而編寫(xiě)的程序。它分為應(yīng)用軟件包與用戶程序。它是在硬件和系統(tǒng)軟件的支持下，面向具體問(wèn)題和具體用戶的軟件。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛深入，各種應(yīng)用軟件的數(shù)量不斷增加，質(zhì)量日趨完善，使用更加方便靈活，通用性越來(lái)越強(qiáng)。有些軟件已逐步標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，形成了解決某類(lèi)典型問(wèn)題的較通用的軟件，這些軟件稱(chēng)為應(yīng)用軟件包（Package）。它們通常是由專(zhuān)業(yè)軟件人員精心設(shè)計(jì)的，為廣大用戶提供方便、易學(xué)、易用的應(yīng)用程序，幫助用戶完成各種各樣的工作。目前常用的軟件包有字處理軟件、表處理軟件、會(huì)計(jì)電算化軟件、繪圖軟件、運(yùn)籌學(xué)軟件包等。
（1）用戶程序
用戶程序是用戶為了解決特定的具體問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的軟件。充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的種種現(xiàn)成的軟件，在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件包的支持下可以更加方便、有效地研制用戶專(zhuān)用程序。如各種票務(wù)管理系統(tǒng)、事管理系統(tǒng)和財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等。這都屬于用戶程序。
（2）應(yīng)用軟件包
應(yīng)用軟件包是為實(shí)現(xiàn)某種特殊功能，而精心設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)嚴(yán)密的獨(dú)立系統(tǒng)，是一套滿足同類(lèi)應(yīng)用的許多用戶所需要的軟件。如Microsoft公司生產(chǎn)的Office 2003應(yīng)用軟件包，包含Word 2003（字處理）、Excel 2003（電子表格）、PowerPoint 2003（幻燈片）等，是實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化的很好的應(yīng)用軟件包。
系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間并不存在明顯的界限。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的應(yīng)用軟件中有了許多共同的東西，把這些共同的部分抽取出來(lái)，形成一個(gè)通用軟件，它就逐漸成為系統(tǒng)軟件了。
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