设计类电脑系统有哪些,设计类电脑系统有哪些软件
1.现在电脑的操作系统有那些
2.DOS是什么操作系统?
3.什么叫嵌入式系统?
4.计算机软件系统的组成部分有哪些?
摘要:操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,计算机的操作系统根据不同的用途分为不同的种类,从功能角度分析,分别有实时系统、批处理系统、分时系统、网络操作系统、分布式操作系统五大类型。下面来了解下操作系统五大类型各自的特点。一、操作系统类型有哪些
操作系统的类型可以根据工作方式分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
1、批处理操作系统
批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预,由操作系统控制它们自动运行。这种采用批量处理作业技术的操作系统称为批处理操作系统。
批处理操作系统分为单道批处理系统和多道批处理系统。批处理操作系统不具有交互性,它是为了提高CPU的利用率而提出的一种操作系统。
2、分时操作系统
分时操作系统是使一台计算机采用时间片轮转的方式同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。
把计算机与许多终端用户连接起来,分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔,轮流地切换给各终端用户的程序使用。
由于时间间隔很短,每个用户的感觉就像他独占计算机一样。分时操作系统的特点是可有效增加资源的使用率。
3、实时操作系统
实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应。
调度一切可利用的资源完成实时任务,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。提供及时响应和高可靠性是其主要特点。
4、网络操作系统
一种能代替操作系统的软件程序,是网络的心脏和灵魂,是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。借由网络达到互相传递数据与各种消息,分为服务器(Server)及客户端(Client)。
服务器的主要功能是管理服务器和网络上的各种资源和网络设备的共用,加以统合并控管流量,避免有瘫痪的可能性,而客户端就是有着能接收服务器所传递的数据来运用的功能,好让客户端可以清楚的搜索所需的资源。
5、分布式软件系统
分布式软件系统(DistributedSoftwareSystems),是支持分布式处理的软件系统,是在由通信网络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统。它包括分布式操作系统、分布式程序设计语言及其编译(解释)系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。
二、操作系统五大类型各自有什么特点
1、批处理操作系统的特点
a.用户脱机使用计算机。用户提交作业之后直到获得结果之前就不再和计算机打交道。作业提交的方式可以是直接交给计算中心的管理操作员,也可以是通过远程通讯线路提交。提交的作业由系统外存收容成为后备作业。
b.成批处理。操作员把用户提交的作业分批进行处理。每批中的作业将由操作系统或监督程序负责作业间自动调度执行。
c.多道程序运行。按多道程序设计的调度原则,从一批后备作业中选取多道作业调入内存并组织它们运行,成为多道批处理。
2、分时操作系统的特点
a.交互性:首先,用户可以在程序动态运行情况下对其加以控制。其次,用户上机提交作业方便。此外,分时系统还为用户之间进行合作提供方便。
b.多用户同时性:多个用户同时在自己的终端上上机,共享CPU和其他资源,充分发挥系统的效率。
c.独立性:客观效果上用户彼此间感觉不到有别人也在使用该台计算机,如同自己独占计算机一样。
3、实时操作系统的特点
a.实时时钟管理(定时处理和延时处理)。
b.连续的人-机对话,这对实时控制往往是必须的。
c.要求采取过载保护措施。例如对于短期过载,把输入任务按一定的策略在缓冲区排队,等待调度;对于持续性过载,可能要拒绝某些任务的输入;在实时控制系统中,则及时处理某些任务,放弃某些任务或降低对某些任务的服务频率。
d.高度可靠性和安全性需采取冗余措施。双机系统前后台工作,包括必要的保密措施等。
4、网络操作系统的特点
a.计算机网络是一个互连的计算机系统的群体。
b.这些计算机是自治的,每台计算机有自己的操作系统,各自独立工作,它们在网络协议控制下协同工作。
c.系统互连要通过通信设施(硬件、软件)来实现。
d.系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作处理,实现多种应用要求。
5、分布式操作系统的特点
a.计算机网络的开发都遵循协议,而对于各种分布式系统并没有制定标准的协议。当然,计算机网络也可认为是一种分布式系统。
b.分布式系统要求一个统一的操作系统,实现系统操作的统一性。
c.分布式操作系统对用户是透明的。但对计算机网络,若一个计算机上的用户希望使用另一台计算机上的资源,则必须明确指明是哪台计算机。
d.分布式系统的基础是网络。分布式系统已不仅是一个物理上的松散耦合系统,同时还是一个逻辑上紧密耦合的系统。
e.分布式系统还处在研究阶段。而计算机网络已经在各个领域得到广泛的应用。
现在电脑的操作系统有那些
CAM系统的主要作用,就是设计数据的转换、计算机控制数控机床、计算机辅助制造过程计划、加工时间安排、工具设计与生产流程、模具的自动制造、材料的自动处理,以及自动装配和对机器的管理等等。
20世纪80年代中期,人们又开始把CAD、CAM等系统连成一种自动化系统,叫做计算机集成制造系统,简称CIMS。它包括管理决策、计算机辅助设计和计算机辅助制造三个部分。它是飞机制造过程最优化的产品大系统,收效很好。
美国的波音公司过去设计新飞机往往要三至五年的时间,采用CIMS这种综合性高技术,只需要几个月,甚至几个星期,就可以设计并制造出一架新型飞机。
汽车制造
汽车诞生以来,使陆上交通工具有了很大的改观,也使人们的生活步人一个新的时代。
世界上第一辆以蒸汽机为动力的木制三轮车是法国的丘约制造的。世界上第一辆内燃机汽车,是英国人勃朗制成的,它有两个汽缸。
直到1886年,德国人奔驰才制造出第一辆实用汽车,它是以汽油机为动力的自动车。所以,德国人自豪地说:“这才是第一辆汽车!”现在版轿车是德国的高级轿车,也是世界有名的高级轿车。“奔驰”。
20世纪80年代,计算机被广泛应用。发达国家推出了“三A”革命,即“工厂自动化”、“办公自动化”、“家庭自动化”。汽车制造业也率先自动化了。
所谓“工厂自动化”,就是指从一条生产线的自动化到设计、生产和管理过程的全面自动化。
工厂自动化的高级阶段就是无人工厂,即工厂从设计到生产全部自动化。这种自动化就是用计算机或机器人控制生产。
20世纪50年代初,人们就开始探索和使用自动化生产流水线,到20世纪70年代以后,逐渐使用计算机来控制数控机床。而后,随着计算机的发展,工厂自动化程度更加提高了。
CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机的辅助制造)在工厂的应用以及20世纪80年代合成的CIMS(计算机集成制造系统),使工厂高度综合自动化。发达国家汽车制造业的生产过程,基本上全面实现了自动化。
当你走进汽车制造厂,可以看到在汽车装配线上,焊接机器人在准确地焊接汽车上的各种零部件。监控机器人在检查和纠正生产线上整车或零部件的安放位置。
当机器人发现差错时,会通知管理工程师,甚至能指出毛病的所在。
有的汽车制造厂,用机器人控制整个装配线。
机器人会记录生产过程中仓库库存零部件的使用情况,在零部件接近用完时,会通知管理人员,甚至可以通过计算机系统把信息通知供货单位。
如果在装配线尽头上放一个机器人,它会监控整车生产的情况并把信息及时通知管理人员或销售人员,或者把信息传给世界各地零销商。
工厂还可以根据零售商的需要,把汽车的类型告诉机器人领班,领班去启动装配线上的不同机器人,按时生产合格的汽车,并交付零售商。
DOS是什么操作系统?
Windows 开发商 Microsoft
Windows98/me
Windows2000/XP
Windows Server2003
Windows Vista
Windows98/me是基于MS-DOS的混合的16/32位操作系统正慢慢的退出PC舞台了,2000/XP以及Server2003都是基于WindowsNT的32位操作系统,XP/Server2003已经有64位版本了。Vista是微软最新开发的版本预计在2006年推出。主要支持Intel,AMD,后来增加了对PowerPC,MIPS的支持。微软的操作系统基本上统治了个人PC市场,大概占了90%的市场份额。
UNIX-like
AIX 开发商 IBM
AIX是Advanced Interactive eXecutive的简称,它是IBM 公司的UNIX操作系统,整个系统的设计从网络、主机硬件系统,到操作系统完全遵守开放系统的原则.
RS/6000 采用IBM 的UNIX操作系统-AIX作为其操作系统.这是一个目前操作系统界最成功,应用领域最广,最开放的第二代的UNIX系统。它特别适合于做关键数据处理(CRITICAL).
支持PowerPC POWER处理器.
目前的版本是AIX 5L 5.3,
支持64棵处理器,2TB内存,16TB JFS2文件系统,16TB JFS2文件.
HP-UX 开发商 HP
惠普公司在1996年随着推出64位PA-8000处理器,开始了64位技术的实施计划,它形成了工业界运算最快的商业和工程技术应用服务器的基础。为了与先进的硬件配套,惠普公司已经逐步地把64位功能放入惠普公司在工业界领先的UNIX操作系统HP-UX。HP-UX 10.10和10.20分别具有非常大的文件系统和文件。
HP-UX 11.00也有32位版本,使得基于32位PA-7X00系统也可以得到HP-UX 11.00的新功能和特色;基于PA-8X00的K系列和T系列系统的客户要在HP-UX的32位或64位版本之间做出选择。惠普公司单机系统性能在工业界领先(39,469TPMS)的V系列系统,只可以运行64位的HP-UX 11.00。
主要运行于HP公司的PA-系列处理器以及Intel的安腾系列处理器上.
最新的版本HP-UX 11i v2.
可以管理128棵处理器,1TB内存,32TB文件系统,最大2TB的文件。
IRIX 开发商 SGI
SGI公司最早是专门生产图形显示终端的, OpenGL标准便是由SGI提出来的.公司开发的这个操作系统是主要运行在基于MIPS处理器的图形工作站上,1992年SGI收购了MIPS, 1998年MIPS又脱离了SGI成立MIPS技术公司.2003年SGI推出了基于Linux的Altix系列操作系统.
Mac OS X 开发商 Apple
Apple公司的Macintosh机上的操作系统, 苹果机主要用于图形领域,在图形处理领域占有很大市场份额。Mac OS是首个在商用领域成功的图形用户界操作系统。Mac OS9及以前的版本都在搭在苹果机上销售的。它不支持其它设备,每当有新的设备时都要通过添加扩展来支持设备。新的Mac OS X结合BSDUnix、NeXTStep和Mac OS 9的元素。采用Unix风格的内存管理和抢占式多任务处理,它的最底层建基于BSDUnix的内核,实行的是部分开放源代码。
现行的最新的系统版本是Mac OS X v10.4.2。
只能运行在PowerPC G3以上处理器的苹果机上,苹果公司正在跟Intel合作,表示以后苹果机会采用x86处理器。
Solaris 开发商 SUN
最早也是基于BSD Unix开发的,那时就直接叫Sun OS,从Sun OS5以后就以Solaris的名字面市,从Solaris10开始它也是免费开源的软件了,开始主要是为SPARC和x86写的,后来经过一些改动也可以支持一大批的处理器.Solaris10开始支持64位处理器.
FreeBSD 开发者 Nate Williams,Rod Grimes,Jordan Hubbard.
Bill Jolitz的 386BSD发展形成3个分支FreeBSD,NetBSD,OpenBSD了,这些都是免费的开源操作系统。第一张FreeBSD光盘是在1993年12月发布的。
FreeBSD 是一个在个人电脑上执行的作业系统,主要支持x86处理器,其他跟 Intel 相容的 CPU 如 AMD 跟 Cyrix也被支持。
FreeBSD 能提供你许多昂贵工作站才有的先进功能,这些特色包括:
抢占式多任务处理.
完整的 TCP/IP 网路功能 包含 SLIP, PPP, NFS 跟 NIS。
内存保护(Memory protection) 能确保一个使用者不能打扰其他人。而一个应用程式也不能影响其他的程式。
标准的 X 视窗系统 (X Window, X11R6) 提供良好的图形用户接口(GUI)以便在一般的 VGA 显示卡以及萤幕上使用, 并且提供完整的原始程式码。
能直接执行在其他作业系统 (如 SCO, BSDI, NetBSD, Linux 跟 386BSD)上编译的 (Binary) 程式。
数以千计 可以直接执行(ready-to-run) 的应用程式, 可以在 FreeBSD ports 及 packages 中找到。 免去你上网路到处找软体的苦境。
需要时才置换的虚拟记忆体(Demand paged virtual memory 以及合理的虚拟记忆体及档案缓冲区之缓冲功能(merged VM/buffer cache)
NetBSD 开发者 NetBSD小组
NetBSD是一种完全免费的类UNIX操作系统,它是一个重于夸平台应用的 BSD分支,它支持50多种硬件平台,具有高度可移植性和硬件平台兼容性.它可以运行在从64位alpha服务器到手持设备的多种硬件平台上. NetBSD的清晰设计以及它的众多高级特性使得它不论作为产品还是研究环境都表现得非常出色。而且它对用户在资源上进行全方位的支持。其上的应用程序很多都可以非常容易地获得。
OpenBSD 开发者 由NetBSD的前核心成员Theo de Raddt领导的一个开发小组。
OpenBSD由NetBSD分支出的计划,
它是一个免费、多平台、基于4.4BSD的类Unix操作系统。目标在于强调正确性、安全性、标准化以及可移植性。着重于安全性,致力于成为最安全的操作系统。OpenBSD支持包括SVR4(Solaris),FreeBSD,Linux,BSDI,SunOS和HPUX等大部分二进制的模拟。
Linux
RedHat/Fedora 开发商 RedHat.Inc
Redhat linux是最早的Linux发行版本之一,也是最早使用软件管理包RPM的Linux版本, Redhat 自9.0以后,不再发布桌面版的,而是把这个项目与开源社区合作,于是就有了Fedora 这个 Linux 发行版。最新版本是FC4.0.
Slackware 开发商Slackware Linux, Inc
Slackware Linux是由Patrick Volkerding开发的GNU/Linux发行版。与很多其他的发行版不同,它坚持KISS(Keep It Simple Stupid)的原则,就是说没有任何配置系统的图形界面工具。一开始,配置系统会有一些困难,但是更有经验的用户会喜欢这种方式的透明性和灵活性。
Slackware Linux的另一个突出的特性也符合KISS原则:Slackware没有如RPM之类的成熟的软件包管理器。Slackware的软件包都是通常的 tgz(tar/gzip)格式文件再加上安装脚本。Tgz对于有经验的用户来说,比RPM更为强大,并避免了RPM之类管理器的依赖性问题。 Slackware还有一个众所周知的特性就是BSD风格的初始化脚本。Slackware对所有的运行级(runlevel)/任务都用同一个脚本,而不是在不同的运行级中建立一堆脚本的链接。这样让你不必自己写新的脚本就能很容易地调整系统。
Debian 开发商Debian project
Debian 以其忠于Unix和自由软件以及丰富的选择出名,它的最新版本包含有5万个软件包,支持十一种体系结构,从ARM到IBM S390,以及个人电脑上的x86到PowerPC.它的软包管理工具APT一样有名.最新发布版本是Debian3.1也叫sarge
Mandriva 开发商 Conectiva
Mandriva Linux的前身是欧洲最大的Linux厂商之一Mandrakesoft,长期以来Mandrake Linux以最为方便、易用、华丽的Linux发行版著称。Mandrake Linux早期方便的字体安装工具和默认的中文支持,为Linux普及做出了很大的贡献。但是2004年前后Mandrakesoft陷入财务危机,濒临破产。公司于2005年2月24日与拉丁美洲最大的Linux厂商Conectiva达成了收购协议,金额为170万欧元,新公司旗下品牌 Mandrake Linux更名为Mandriva Linux。Mandriva以rpm作为软件管理工具,部分兼容Red Hat Linux/Fedora Core的预编译包.
SuSE 开发商 Novell
SUSE LINUX是德国的一个发行版,原是以Slackware Linux为基础,并提供完整德文使用界面的产品,2004年Novell收购了SUSE.
Gentoo
Gentoo Linux为用户提供了大量的应用程序源代码。Gentoo Linux的每一部分都可以在最终用户的系统上重新编译建造,甚至包括最基本的系统库和编译器自身。通过依赖关系描述和源代码镜像的形式提供软件,Gentoo Linux提供了大量软件供用户选择。 标准的源代码镜像包括30G的数据。选择不仅在软件整体方面,也存在于软件的内部。由于可以在本地编译软件,参数和变量的选择可以由用户自己指定。
事实上,在软件的安装和升级方面,Gentoo拥有自己独特的优势。由于Portage技术的产生,Gentoo Linux可以担当一个理想的安全服务器、开发平台、专业级桌面应用、游戏服务器、嵌入式应用等等各种角色。由于其无限制的可配置性,我们甚至可以称 Gentoo Linux为一个准发行版。
嵌入式式操作系统.
uClinux
uClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本。uclinux是一个源码开放的操作系统,面向没有MMU(Memory Management Unit)的硬件平台。同标准Linux相比,它集成了标准Linux操作系统的稳定性、强大网络功能和出色的文件系,它是完全免费的.
uC/OS II 开发商 Micrium
抢占式实时多任务实时操作系统,可以管理63个任务,开源的嵌式操作系统,商业应用需要得到Micrium公司的授权,
VxWorks 开发商 WindRiver
VxWorks操作系统是美国风河(WindRiver)公司于1983 年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。在美国的 F-16、FA-18 战斗机、B-2 隐形轰炸机和爱国者导弹上,甚至连1997年7月在火星表面登陆的火星探测器上也使用到了VxWorks
VxWorks 的实时性做得非常好,其系统本身的开销很小,进程调度、进程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效,它们造成的延迟很短。
PalmOS 开发商 PalmSource,Inc
早期由US Robotics(其后被3Com收购,再独立改名为Palm公司)研制的专门用于其产品"Palm"的操作系统。主要用于PDA产器
WindowsCE 开发商 Microsoft
它是微软针对个人电脑以外的电脑产品所研发的嵌入式操作系统,而CE则为Customer Embedded的缩写。
另外
一、操作系统诞生——盘古开天地
最初的操作系统出现在IBM/704大型机上,而微型计算机的操作系统则诞生于20世纪70年代——CP/M。
CP/M是加里.基尔达尔领导的Digisat Reseach公司为8位机开发的操作系统,它能够进行文件管理,具有磁盘驱动装置,可以控制磁盘的输入输出、显示器的显示,以及打印的输出,它是当时操作系统的标准。
二、操作系统远古霸主——DOS
DOS似乎只有现在的老鸟有过接触,新学电脑的人对DOS只是一知半解。它曾经占领了个人电脑操作系统领域的大部分,全球绝大多数电脑上都能看到它的身影。由于DOS系统并不需要十分强劲的硬件系统来支持,所以从商业用户到家庭用户都能使用。虽然用现在的眼光看它不是出色的操作系统,但微软软件向下兼容的特点,决定了Windows出问题的时候,很多时候需要在DOS下才能得到解决,因此了解与学习DOS还是很有必要的。 三、操作系统当代大亨——Windows
从微软1985年推出Windows 1.0以来,Windows系统经历了十多年风风雨雨。从最初运行在DOS下的Windows 3.x,到现在风靡全球的Windows 9x、Windows 2000,Windows几乎代替了DOS曾经担当的位子,成为了新一带的操作系统大亨。其普及性也就不用小编多言了。
四、诱人的小企鹅——Linux
Linux是目前十分火爆的操作系统。它是由芬兰赫尔辛基大学的一个大学生Linus B. Torvolds在1991年首次编写的。标志性图标是一个可爱的小企鹅。由于其源代码的免费开放,使其在很多高级应用中占有很大市场。这也被业界视为打破微软Windows垄断的希望。
五、神奇的精灵——FreeBSD
FreeBSD是一种运行在x86平台下的类Unix系统。它以一个神话中的小精灵作为标志,由BSD Unix系统发展而来,加州伯克利学校(Berkeley)编写,第一个版本由1993年正式推出。BSD Unix和Unix System V是Unix操作系统的两大主流,以后的Unix系统都是这两种系统的衍生产品。这款操作系统主要应用于网络服务器端,不太适合个人用户。
六、多才多艺的艺术大师——BeOS
如果说Windows是现代办公软件的世界,Unix是网络的天下,那BeOS就称得上是多媒体大师的天堂了。BeOS以其出色的多媒体功能而闻名,它在多媒体制作、编辑、播放方面都得心应手,因此吸引了不少多媒体爱好者加入到BeOS阵营。由于BeOS的设计十分适合进行多媒体开发,所以不少制作人都采用BeOS作为他们的操作平台。
什么叫嵌入式系统?
DOS实际上是Disk Operation System(磁盘操作系统)的简称。顾名思义,这是一个基于磁盘管理的操作系统。与现在使用的操作系统最大的区别在于,DOS是命令行形式的,靠输入命令来进行人机对话,并通过命令的形式把指令传给计算机,让计算机实现操作的。
DOS是1981~1995年的个人电脑上使用的一种主要的操作系统。由于早期的DOS系统是由微软公司为IBM的个人电脑开发的。
故而即称之为PC-DOS,又以其公司命名为MS-DOS,因此后来其他公司开发的与MS-DOS兼容的操作系统,也延用了这种称呼方式,如:DR-DOS、Novell-DOS ....等等。
扩展资料:
平时所说的DOS一般是指MS-DOS。从早期1981年不支持硬盘分层目录的DOS1.0,到当时广泛流行的DOS3.3,再到非常成熟支持CD-ROM的DOS6.22,以及后来隐藏到Windows9X下的DOS7.X,前前后后已经经历了20年,至今仍然活跃在PC舞台上,扮演着重要的角色。?
只要打开计算机,计算机就开始运行程序,进入工作状态。计算机运行的第一个程序就是操作系统。操作系统是应用程序与计算机硬件的"中间人",没有操作系统的统一安排和管理,计算机硬件没有办法执行应用程序的命令。
操作系统为计算机硬件和应用程序提供了一个交互的界面,为计算机硬件选择要运行的应用程序,并指挥计算机的各部分硬件的基本工作。
最初的计算机采用的都是DOS操作系统,后来,微软公司开发了Windows操作系统,又叫做Windows操作平台。由于Windows操作平台简单易学,不必记忆大量的英文命令,而且功能也越来越完善
计算机软件系统的组成部分有哪些?
嵌入式系统的意思是一种完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统,为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。
嵌入式系统用于控制或监控大型设备,如机器、设备、工厂等。以应用为中心,以计算机技术为基础,可定制软硬件,以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等特殊计算机系统的严格要求。
嵌入式系统的核心由一个或多个微处理器或微控制器组成,这些微处理器或微控制器经过预编程以执行一些任务。嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的。
扩展资料
嵌入式系统的特点
嵌入式系统需要与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。用先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业的具体应用相结合的知识集成系统。
嵌入式系统核心较小。由于嵌入式系统普遍应用于小型电子设备中,系统资源相对有限,因此内核比传统的操作系统要小得多。
嵌入式系统是流线型的。嵌入式系统一般对系统软件和应用软件没有明显的区别,不要求其功能设计和实现过于复杂,有利于控制系统的成本,也有利于系统安全的实现。
百度百科-嵌入式系统
所谓软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序以及用于开发、使用和维护的有关文档。软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。
1系统软件
系统软件由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成,其主要功能包括:启动计算机,存储、加载和执行应用程序,对文件进行排序、检索,将程序语言翻译成机器语言等。实际上,系统软件可以看作用户与计算机的接口,它为应用软件和用户提供了控制、访问硬件的手段,这些功能主要由操作系统完成。此外,编译系统和各种工具软件也属此类,它们从另一方面辅助用户使用计算机。下面分别介绍它们的功能。
1)操作系统(Operating System, OS)
操作系统是管理、控制和监督计算机软、硬件资源协调运行的程序系统,由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成,它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件,是系统软件的核心。操作系统是计算机发展中的产物,它的主要目的有两个:一是方便用户使用计算机,是用户和计算机的接口。比如用户键入一条简单的命令就能自动完成复杂的功能,这就是操作系统帮助的结果;二是统一管理计算机系统的全部资源,合理组织计算机工作流程,以便充分、合理地发挥计算机的效率。操作系统通常应包括下列五大功能模块:
(1)处理器管理。当多个程序同时运行时,解决处理器(CPU)时间的分配问题。
(2)作业管理。完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业,并对所有进入系统的作业进行调度和控制,尽可能高效地利用整个系统的资源。
(3)存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间,并保证它们互不干扰。
(4)设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配,同时还能随时接收设备的请求(称为中断),如要求输入信息。
(5)文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护,为用户提供文件操作的方便。
操作系统的种类繁多,依其功能和特性分为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统等;依同时管理用户数的多少分为单用户操作系统和多用户操作系统;适合管理计算机网络环境的网络操作系统。按其发展前后过程,通常分成以下六类:
(1)单用户操作系统(Single User Operating System)
单用户操作系统的主要特征是计算机系统内一次只能支持运行一个用户程序。这类系统的最大缺点是计算机系统的资源不能充分利用。微型机的DOS、Windows操作系统属于这一类。
(2)批处理操作系统(Batch Processing Operating System)
批处理操作系统是20世纪70年代运行于大、中型计算机上的操作系统。当时由于单用户单任务操作系统的CPU使用效率低,I/O设备资源未充分利用,因而产生了多道批处理系统,它主要运行在大中型机上。多道是指多个程序或多个作业(Multi-Programs or Multi Jobs)同时存在和运行,故也称为多任务操作系统。IBM的DOS/VSE就是这类系统。
(3)分时操作系统(Time-Sharing Operating System)
分时系统是一种具有如下特征的操作系统:在一台计算机周围挂上若干台近程或远程终端,每个用户可以在各自的终端上以交互的方式控制作业运行。
在分时系统管理下,虽然各用户使用的是同一台计算机,但却能给用户一种“独占计算机”的感觉。实际上是分时操作系统将CPU时间资源划分成极小的时间片(毫秒量级),轮流分给每个终端用户使用,当一个用户的时间片用完后,CPU就转给另一个用户,前一个用户只能等待下一次轮到。由于人的思考、反应和键入的速度通常比cpu的速度慢得多,所以只要同时上机的用户不超过一定数量,人们不会有延迟的感觉,好像每个用户都独占着计算机。分时系统的优点是:第一,经济实惠,可充分利用计算机资源;第二,由于采用交互会话方式控制作业,用户可以坐在终端前边思考、边调整、边修改,从而大大缩短了解题周期;第三,分时系统的多个用户间可以通过文件系统彼此交流数据和共享各种文件,在各自的终端上协同完成共同的任务。分时操作系统是多用户多任务操作系统,UNIX是国际上最流行的分时操作系统。此外,UNIX具有网络通信与网络服务的功能,也是广泛使用的网络操作系统。
(4)实时操作系统(Real-Time Operating System)
在某些应用领域,要求计算机对数据能进行迅速处理。例如,在自动驾驶仪控制下飞行的飞机、导弹的自动控制系统中,计算机必须对测量系统测得的数据及时、快速地进行处理和反应,以便达到控制的目的,否则就会失去战机。这种有响应时间要求的快速处理过程叫做实时处理过程,当然,响应的时间要求可长可短,可以是秒、毫秒或微秒级的。对于这类实时处理过程,批处理系统或分时系统均无能为力了,因此产生了另一类操作系统——实时操作系统。配置实时操作系统的计算机系统称为实时系统。实时系统按其使用方式可分成两类:一类是广泛用于钢铁、炼油、化工生产过程控制,武器制导等各个领域中的实时控制系统;另一类是广泛用于自动订票系统、情报检索系统、银行业务系统、超级市场销售系统中的实时数据处理系统。
(5)网络操作系统(Network Operating System)
计算机网络是通过通信线路将地理上分散且独立的计算机联结起来的一种网络,有了计算机网络之后,用户可以突破地理条件的限制,方便地使用远处的计算机资源。提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统称为网络操作系统。
(6)微机操作系统
微机操作系统随着微机硬件技术的发展而发展,从简单到复杂。Microsoft公司开发的DOS是一单用户单任务系统,而Windows操作系统则是一单用户多任务系统,经过十几年的发展,已从Windows 3.1发展到目前的Windows NT、Windows 2000和Windows XP,它是当前微机中广泛使用的操作系统之一。Linux是一个原码公开的操作系统,目前已被越来越多的用户所采用,是Windows操作系统强有力的竞争对手。
2)语言处理系统(翻译程序)
如前所述,机器语言是计算机唯一能直接识别和执行的程序语言。如果要在计算机上运行高级语言程序就必须配备程序语言翻译程序(下简称翻译程序)。翻译程序本身是一组程序,不同的高级语言都有相应的翻译程序。
对于高级语言来说,翻译的方法有两种:
一种称为“解释”。早期的BASIC源程序的执行都采用这种方式。它调用机器配备的BASIC“解释程序”,在运行BASIC源程序时,逐条把BASIC的源程序语句进行解释和执行,它不保留目标程序代码,即不产生可执行文件。这种方式速度较慢,每次运行都要经过“解释”,边解释边执行。
另一种称为“编译”,它调用相应语言的编译程序,把源程序变成目标程序(以.OBJ为扩展名),然后再用连接程序,把目标程序与库文件相连接形成可执行文件。尽管编译的过程复杂一些,但它形成的可执行文件(以.exe为扩展名)可以反复执行,速度较快。运行程序时只要键入可执行程序的文件名,再按Enter键即可。
对源程序进行解释和编译任务的程序,分别叫做编译程序和解释程序。如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高级语言,使用时需有相应的编译程序;BASIC、LISP等高级语言,使用时需用相应的解释程序。
3)服务程序
服务程序能够提供一些常用的服务性功能,它们为用户开发程序和使用计算机提供了方便,像微机上经常使用的诊断程序、调试程序、编辑程序均属此类。
4)数据库管理系统
在信息社会里,社会和生产活动产生的信息很多,使人工管理难以应付,人们希望借助计算机对信息进行搜集、存储、处理和使用。数据库系统(Data Base System, DBS)就是在这种需求背景下产生和发展的。
数据库是指按照一定联系存储的数据集合,可为多种应用共享。数据库管理系统(Data Base Management System, DBMS)则是能够对数据库进行加工、管理的系统软件。其主要功能是建立、消除、维护数据库及对库中数据进行各种操作。数据库系统主要由数据库(DB)、数据库管理系统(DBMS)以及相应的应用程序组成。数据库系统不但能够存放大量的数据,更重要的是能迅速、自动地对数据进行检索、修改、统计、排序、合并等操作,以得到所需的信息。这一点是传统的文件柜无法做到的。
数据库技术是计算机技术中发展最快、应用最广的一个分支。可以说,在今后的计算机应用开发中大都离不开数据库。因此,了解数据库技术尤其是微机环境下的数据库应用是非常必要的。
2应用软件
为解决各类实际问题而设计的程序系统称为应用软件。从其服务对象的角度,又可分为通用软件和专用软件两类。
1)通用软件
这类软件通常是为解决某一类问题而设计的,而这类问题是很多人都要遇到和解决的。例如:文字处理、表格处理、电子演示等。
2)专用软件
在市场上可以买到通用软件,但有些具有特殊功能和需求的软件是无法买到的。比如某个用户希望有一个程序能自动控制车床,同时也能将各种事务性工作集成起来统一管理。因为它对于一般用户是太特殊了,所以只能组织人力开发。当然开发出来的这种软件也只能专用于这种情况。
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