操作系統(tǒng)管理計算機系統(tǒng)的各種資源,擴充硬件的功能;對外,操作系統(tǒng)提供良好的人機界面,方便用戶使用計算機。它在整個計算機系統(tǒng)中具有承上啟下的地位。操作系統(tǒng)是一個大型的軟件系統(tǒng),其功能復雜,體系龐大。從不同的角度看的結(jié)果也不同,正是“橫看成嶺側(cè)成峰”,下面我們通過典型的兩個角度來分析一下。1、從程序員的角度看正如前面所說的,如果沒有操作系統(tǒng),程序員在開發(fā)軟件的時候就必須陷入復雜的硬件實現(xiàn)細節(jié)。程序員并不想涉足這個可怕的領(lǐng)域,而且大量的精力花費在這個重復的、沒有創(chuàng)造性的工作上也使得程序員無法集中精力放在更具有創(chuàng)造性的程序設(shè)計工作中去。程序員需要的是一種簡單的,高度抽象的可以與之打交道的設(shè)備。將硬件細節(jié)與程序員隔離開來,這當然就是操作系統(tǒng)。從這個角度看,操作系統(tǒng)的作用是為用戶提供一臺等價的擴展機器,也稱虛擬機,它比底層硬件更容易編程。2、從使用者的角度看從使用者的角度來看,操作系統(tǒng)則用來管理一個復雜系統(tǒng)的各個部分。操作系統(tǒng)負責在相互競爭的程序之間有序地控制對CPU、內(nèi)存及其它I/O接口設(shè)備的分配。比如說,假設(shè)在一臺計算機上運行的三個程序試圖同時在同一臺打印機上輸出計算結(jié)果。此外,系統(tǒng)應具有較強的網(wǎng)絡(luò)功能。北京數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)服務商家
計算機網(wǎng)絡(luò)將普遍普及。以巨大處理能力(例如每秒100~1000億次操作)、巨大知識信息庫、高度智能化為特征的下一代計算機系統(tǒng)正在大力研制。計算機應用將日益普遍。計算機輔助設(shè)計、計算機控制的生產(chǎn)線、智能機器人將**提高社會勞動生產(chǎn)力。辦公、醫(yī)療、通信、教育及家庭生活,都將計算機化。計算機對人們生活和社會組織的影響將日益普遍深刻。用戶使用計算機系統(tǒng)算題的一般流程:①通過系統(tǒng)操作員建立帳號,取得使用權(quán)。帳號既用于識別并保護用戶的文件(程序和數(shù)據(jù)),也用于系統(tǒng)自動統(tǒng)計用戶使用資源的情況(記帳,付款)。②根據(jù)要解決的問題,研究算法,選用合適的語言,編寫源程序,同時提供需處理的數(shù)據(jù)和有關(guān)控制信息。③把②的結(jié)果在脫機的設(shè)備上放入軟磁盤,建立用戶文件(也可在聯(lián)機終端上進行,直接在輔助存儲器中建立文件,此時第四步省去)。④借助軟盤機把軟盤上用戶文件輸入計算機,經(jīng)加工處理,作為一個作業(yè),登記并存入輔助存儲器。⑤是要求編譯。操作系統(tǒng)把該作業(yè)調(diào)入主存儲器,并調(diào)用所選語言的編譯程序,進行編譯和連接(含所調(diào)用的子程序),產(chǎn)生機器可執(zhí)行的目標程序,存入輔助存儲器。⑥要求運算處理。操作系統(tǒng)把目標程序調(diào)入主存儲器。朝陽區(qū)信息化計算機系統(tǒng)服務商家而輔存則需要大容量的直接存取設(shè)備。
由數(shù)據(jù)流來驅(qū)動的數(shù)據(jù)流計算機以及按歸約式控制驅(qū)動和按需求驅(qū)動的高度并行計算機,都是有發(fā)展前途的非諾依曼計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)約每3~5年更新一次,性能價格比成十倍地提高,體積大幅度減小。超大規(guī)模集成電路技術(shù)將繼續(xù)快速發(fā)展,并對各類計算機系統(tǒng)均產(chǎn)生巨大而又深刻的影響。32位微型機已出現(xiàn),64位微型機也已經(jīng)問世,單片上做1000萬個元件已為時不遠。比半導體集成電路快10~100倍的器件,如砷化鎵、高電子遷移率器件、約瑟夫遜結(jié)、光元件等的研究將會有重要成果。提高組裝密度和縮短互連線的微組裝技術(shù)是新一代計算機的關(guān)鍵技術(shù)之一。光纖通信將大量應用。各種高速智能化外部設(shè)備不斷涌現(xiàn),光盤的問世將使輔助海量存儲器面目一新。多處理機系統(tǒng)、多機系統(tǒng)、分布處理系統(tǒng)將是引人注目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。軟件硬化(稱固件)是發(fā)展趨勢。新型非諾伊曼機、推理計算機、知識庫計算機等已開始實際使用。軟件開發(fā)將擺脫落后低效狀態(tài)。軟件工程正在深入發(fā)展。軟件生產(chǎn)正向工程化、形式化、自動化、模塊化、集成化方向發(fā)展。新的高級語言如邏輯型語言、函數(shù)型語言和人工智能的研究將使人-機接口簡單自然(能直接看、聽、說、畫)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)將大為發(fā)展。
其運算處理的數(shù)據(jù),是用離散數(shù)字量表示的。而模擬計算機運算處理的數(shù)據(jù)是用連續(xù)模擬量表示的。模擬機和數(shù)字機相比較,其速度快、與物理設(shè)備接口簡單,但精度低、使用困難、穩(wěn)定性和可靠性差、價格昂貴。故模擬機已趨淘汰,在要求響應速度快,但精度低的場合尚有應用。把二者優(yōu)點巧妙結(jié)合而構(gòu)成的混合型計算機,尚有一定的生命力。計算機系統(tǒng)的特點是能進行精確、快速的計算和判斷,而且通用性好,使用容易,還能聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)。①計算:一切復雜的計算,幾乎都可用計算機通過算術(shù)運算和邏輯運算來實現(xiàn)。②判斷:計算機有判別不同情況、選擇作不同處理的能力,故可用于管理、控制、對抗、決策、推理等領(lǐng)域。③存儲:計算機能存儲巨量信息。④精確:只要字長足夠,計算精度理論上不受限制。⑤快速:計算機一次操作所需時間已小到以納秒計。⑥通用:計算機是可編程的,不同程序可實現(xiàn)不同的應用。⑦易用:豐富的高性能軟件及智能化的人-機接口,**方便了使用。⑧聯(lián)網(wǎng):多個計算機系統(tǒng)能超越地理界限,借助通信網(wǎng)絡(luò),共享遠程信息與軟件資源。算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。內(nèi)核是硬件系統(tǒng),是進行信息處理的實際物理裝置。外層是使用計算機的人,即用戶。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)程序、應用程序以及數(shù)據(jù)庫、目錄、系統(tǒng)緩沖區(qū)等。
人與硬件系統(tǒng)之間的接口界面是軟件系統(tǒng),它大致可分為系統(tǒng)軟件、支援軟件和應用軟件三層。硬件硬件系統(tǒng)主要由中央處理器、存儲器、輸入輸出控制系統(tǒng)和各種外部設(shè)備組成。中央處理器是對信息進行高速運算處理的主要部件,其處理速度可達每秒幾億次以上操作。存儲器用于存儲程序、數(shù)據(jù)和文件,常由快速的內(nèi)存儲器(容量可達數(shù)百兆字節(jié),甚至數(shù)G字節(jié))和慢速海量外存儲器(容量可達數(shù)十G或數(shù)百G以上)組成。各種輸入輸出外部設(shè)備是人機間的信息轉(zhuǎn)換器,由輸入-輸出控制系統(tǒng)管理外部設(shè)備與主存儲器(中央處理器)之間的信息交換。軟件軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)、實用程序、編譯程序等組成。操作系統(tǒng)實施對各種軟硬件資源的管理控制。實用程序是為方便用戶所設(shè),如文本編輯等。編譯程序的功能是把用戶用匯編語言或某種高級語言所編寫的程序,翻譯成機器可執(zhí)行的機器語言程序。支撐軟件有接口軟件、工具軟件、環(huán)境數(shù)據(jù)庫等,它能支持用機的環(huán)境,提供軟件研制工具。支撐軟件也可認為是系統(tǒng)軟件的一部分。應用軟件是用戶按其需要自行編寫的程序,它借助系統(tǒng)軟件和支援軟件來運行,是軟件系統(tǒng)的外層計算機系統(tǒng)可按系統(tǒng)的功能、性能或體系結(jié)構(gòu)分類。計算機系統(tǒng)約每3~5年更新一次。懷柔區(qū)口碑好的計算機系統(tǒng)服務誠信推薦
計算機系統(tǒng)可按系統(tǒng)的功能、性能或體系結(jié)構(gòu)分類。北京數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)服務商家
它們用重疊原理,用流水線方式加工向量各元素,具有高加工速率。并行處理機是單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)的,它利用并行原理,重復設(shè)置多個處理部件,同時并行處理向量各元素來獲得高速度(見并行處理計算機系統(tǒng))。流水和并行技術(shù)還可結(jié)合,如重復設(shè)置多個流水部件,并行工作,以獲得更高性能。研究并行算法是發(fā)揮這類處理機效率的關(guān)鍵。在高級程序語言中相應地擴充向量語句,可有效地組織向量運算;或設(shè)有向量識別器,自動識別源程序中的向量成分。一臺普通主機(標量機)配一臺數(shù)組處理器(作高速向量運算的流水線機),構(gòu)成主副機系統(tǒng),可**提高系統(tǒng)的處理能力,且性能價格比高,應用相當普遍。④多處理機與多機系統(tǒng)、分布處理系統(tǒng)和計算機網(wǎng):多處理機與多機系統(tǒng)是進一步發(fā)展并行技術(shù)的必由之路,是巨型、大型機主要發(fā)展方向。它們是多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)系統(tǒng),各機處理各自的指令流(進程),相互通信,聯(lián)合解決大型問題。它們比并行處理機有更高的并行級別,潛力大,靈活性好。用大量廉價微型機,通過互連網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng),以獲得高性能,是研究多處理機與多機系統(tǒng)的一個方向。多處理機與多機系統(tǒng)要求在更高級別(進程)上研究并行算法,高級程序語言提供并發(fā)、同步進程的手段。北京數(shù)據(jù)計算機系統(tǒng)服務商家
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