计算机基础 - 系统软件

如您所知，系统软件充当底层硬件系统的接口。这里我们将详细讨论一些重要的系统软件。

操作系统

操作系统 (OS) 是计算机的生命线。您连接所有基本设备，如 CPU、显示器、键盘和鼠标；插入电源并打开电源，以为一切就绪。但是，如果没有安装操作系统，计算机将无法启动或运行，因为 OS −

• 使所有硬件部件处于随时准备执行用户指令的状态
• 在不同设备之间进行协调
• 按优先级安排多个任务
• 为每个任务分配资源
• 使计算机能够访问网络
• 使用户能够访问和使用应用软件

除了初始启动之外，这些是操作系统的一些功能 −

• 管理计算机资源，如硬件、软件、共享资源等。
• 分配资源
• 防止软件使用过程中出现错误
• 控制对计算机的不当使用

最早的操作系统之一是MS-DOS，由微软为 IBM PC 开发。它是一个命令行界面 (CLI) 操作系统，彻底改变了 PC 市场。由于界面的原因，DOS 很难使用。用户需要记住指令才能完成任务。为了使计算机更易于使用和用户友好，微软开发了基于图形用户界面（GUI）的操作系统，称为Windows，它改变了人们使用计算机的方式。

汇编程序

汇编程序是一种将汇编级程序转换为机器级代码的系统软件。

这些是汇编级编程提供的优势 −

• 提高程序员的效率，因为更容易记住助记符
• 随着错误数量的减少，生产力也会提高，因此调试时间也会减少
• 程序员可以访问硬件资源，因此可以灵活地编写针对特定计算机定制的程序

解释器

汇编级语言的主要优势在于它能够优化内存使用和硬件利用率。然而，随着技术的进步，计算机拥有了更多的内存和更好的硬件组件。因此，编写程序的简易性变得比优化内存和其他硬件资源更重要。

此外，人们认为有必要让少数受过训练的科学家和计算机程序员不再参与编程，以便计算机可以在更多领域使用。这导致了高级语言的发展，这些语言由于命令与英语相似而易于理解。

用于将高级语言源代码逐行翻译成机器级语言目标代码的系统软件称为解释器。解释器获取每一行代码并将其转换为机器代码并将其存储到目标文件中。

使用解释器的优点是它们非常容易编写，并且不需要很大的内存空间。但是，使用解释器有一个很大的缺点，即解释程序的执行时间很长。为了克服这个缺点，特别是对于大型程序，编译器应运而生。

编译器

存储完整程序、扫描程序、将完整程序转换为目标代码，然后创建可执行代码的系统软件称为编译器。从表面上看，编译器与解释器相比处于劣势，因为它们−

• 比解释器更复杂
• 需要更多内存空间
• 编译源代码需要更多时间

但是，编译后的程序在计算机上的执行速度非常快。下图显示了源代码如何转换为可执行代码的逐步过程 −

这些是将源代码编译为可执行代码的步骤 −

• 预处理 − 在此阶段，通常由 C 和 C++ 等语言使用的预处理器指令被解释，即转换为汇编级语言。

• 词法分析 − 在这里，所有指令都转换为词汇单位，如常量、变量、算术符号等。

• 解析 − 在这里检查所有指令以查看它们是否符合语言的语法规则。如果有错误，编译器会要求您修复它们，然后才能继续。

• 编译 − 在此阶段，源代码将转换为目标代码。

• 链接 − 如果有指向外部文件或库的任何链接，则它们的可执行文件的地址将添加到程序中。此外，如果需要重新排列代码才能实际执行，它们将被重新排列。最终输出是准备执行的可执行代码。