计算机软件系统
学习目的
- 了解计算机软件系统的概念。
- 了解软件系统和系统软件的区别。
- 了解系统软件的分类、应用软件的分类。
- 了解数据库(db)、数据库管理系统(dbms)和数据库系统(dbs)之间的区别。
- 了解操作系统的概念、操作系统的功能、操作系统的分类以及常用的操作系统。
软件系统
软件是用来方便用户使用计算机和提高计算机使用效率而组织的程序和数据以及用于开发、使用和维护的有关文档的集合。软件系统可以分为系统软件和应用软件。
软件系统和系统软件只是在词的组成顺序上不一样,但是两个的概念却不同,一定要区别开来。
系统软件
系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统和各类服务程序等。
操作系统
操作系统(Operating System,OS)是对计算机全部软、硬件资源进行控制和管理的大型程序,是直接运行在计算机的最基本的系统软件,其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。
语言处理程序
计算机只能识别和执行二进制的代码,要在计算机中运行各种编程语言编写的程序,就必须配备相应的语言处理程序,又称翻译程序。
翻译程序本身也是一组程序,不同的编程语言都有相应的翻译程序
翻译程序分为解释程序、编译程序以及汇编程序。例如,FORTRAN、COBOL、PASCAL 和 C 等高级编程语言,使用时需要有相应的编译程序;BASIC、Lisp 等高级编程语言,使用时需要有相应的解释程序。汇编程序就是把汇编语言编写的源程序翻译成计算机能识别的二进制代码。
服务程序
服务程序是为了帮助用户使用和维护计算机,提供服务性手段的一类程序。主要有工具软件、编辑程序、软件调试程序以及诊断程序等几种。
打开 Windows 服务,可以看到 Windows 操作系统运行了许许多多的服务程序。
选中其中一个服务程序,点击查看描述:
Windows 移动热点服务为用户提供与其他设备共享手机网络数据连接的功能。如果强制停止此服务,就无法享受它提供的服务。
数据库系统
数据库系统(database system,dbs)由数据库、数据库管理系统以及相应的应用程序组成。
- 数据库(database,db),按照数据模型存储的数据集合。
- 数据库管理系统(database management system,dbms),对数据库进行加工、管理的系统软件。主要功能是对数据库进行增、删、改、查以及维护数据库。
MySQL 到底属于数据库管理系统还是数据库系统?
系统指的得若干部分相互联系、相互作用,形成的具有某些功能的整体,也就是说系统指的是一个整体。
管理员(人类)是整个数据库系统中的一部分,数据库管理系统是一个系统软件,管理员和数据库管理系统组成了数据库系统。因此,MySQL 属于数据库管理系统,否则为什么 MySQL 是 RDBMS(关系型数据库管理系统)呢?
除此之外,数据库管理系统还有 Oracle、SQL Server、MongoDB、Redis 等。
应用软件
应用软件就是解决用户特定问题而开发的软件。例如,文字处理、图形图像处理、计算机辅助设计和工程计算等软件。
通用软件
通用软件是解决很多人都要遇到和解决的应用软件,受众范围广,可面向于企业、组织、个人、学生等群体。通用软件有文字处理软件、电子表格软件、绘图软件。
- 文字处理软件:用计算机撰写文章、书信、公文。例如,Microsoft Word、Typora、记事本。
- 电子表格软件:以表格形式记录数值数据的软件。例如,Microsoft Excel、FineReport。
- 绘图软件:用于绘图的软件。例如,Photoshop、Adobe Image、AutoCAD、Windows 画图。
专用软件
专用软件是市面上买不到的应用软件。例如,自动控制车间里的车床同时将其与上层事务性工作集成起来统一管理;某企业开发一套管理仓库的软件;某学校开发一套教学管理系统的软件。
专用软件不面向于大众,受众范围小,面向于企业或组织自身而开发的软件。
操作系统
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软件系统。操作系统是用户和计算机之间的接口(桥梁),是为用户和应用软件以及各类系统软件(数据库管理系统、服务程序、语言处理程序)提供进入硬件的界面。
操作系统的功能
操作系统的主要功能是管理计算机资源,所以其大部分程序都属于资源管理程序。计算机系统中的资源可以分为 4 类,即处理器、主存储器、外部设备和信息(程序和数据)。管理以上资源的操作系统也包含 4 个模块,即处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。
Windows 资源管理器就属于文件管理,可以为用户显示出当前计算机硬件设备的外存储器的存储空间以及使用情况。
Windows 设备管理可以管理外部设备,例如,键盘、鼠标、显示器等硬件设备。
操作系统的分类
操作系统分为单用户操作系统、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。
单用户操作系统
早期的微型计算机上运行的操作系统每次只允许一个用户使用计算机,被称为单用户微机操作系统,如 CP/M,MS-DOS 等。与之对应的也有多用户操作系统,现在的 Linux 和 Windows 10 属于多用户操作系统。
批处理操作系统
早期的一种大型机用操作系统。可对用户作业成批处理,期间勿需用户干预,分为单道批处理系统和多道批处理系统。
分时操作系统
利用分时技术的一种联机的多用户交互式操作系统,每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令,完成作业的运行。分时是指把处理机的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。
实时操作系统
计算机对数据进行迅速操作的系统。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,计算机就必须对传感系统测得的数据及时、快速地进行处理和翻译。
网络操作系统
一种在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。例如,Windows Server 系列操作系统、Linux(CentOS、Ubuntu)。
除此之外,还有分布式操作系统、嵌入式操作系统、平板电脑操作系统、手机操作系统等。
常用的操作系统
DOS 操作系统
DOS 是微软公司开发的操作系统,是20世纪90年代最流行的微型计算机操作系统。
Windows 操作系统
Windows 是微软公司开发的基于图形用户界面(GUI)的单用户多任务操作系。之后经历了 Windows 95、WIndows 98、Windows 2000、Windows XP、Windows 7、Windows 8,直至今天的 WIndows 10 和 Windows 11。Windows 依旧是目前最流行的微型计算机操作系统。
虽然 Windows 是基于 GUI 的操作系统,但是在某些专业人员的使用中,还是需要依靠命令行来使用,即 Windows 命令行(Command Shell)。在 Windows 10 之后的版本中,出现了第二个命令行 PowerShell,它是对 Command Shell 的扩展。
Windows 命令行 Shell 官方文档:Windows 命令。
Linux 操作系统
Linux 源于 UNIX,由 Linus Torvalds 开发的。Linux 操作系统是开源的,所以,世界各地的编程爱好者不断对其进行完善,同时,由于它是在网络环境开发完善的,因此它有着与生俱来的强大的网络功能。大部分的服务器中使用的操作系统就是 Linux 发行版的操作系统。
基于 Linux 发行版操作系统有 Red Hat Linux、Turbo Linux,我国自行开发的有红旗 Linux、蓝点 Linux。
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统(Embedded Operating System,EOS)是指用于嵌入式系统的操作系统。嵌入式操作系统要求系统内核小、专业性强、系统精简、实用性高、能处理多任务。
目前在嵌入式领域广泛使用的操作系统有嵌入式 Linux、Windows Embedded、VxWorks等,以及应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等。
像手机、手表、车载仪等小型智能设备不像微型计算机那样五脏俱全,或者说有那么多地空间塞入硬件设备,所以要求一种体积小、实用性又高的操作系统,即嵌入式操作系统,这也是为什么 Android 和 IOS 也属于嵌入式操作系统的原因。