第2章 什么是硬件软件和系统

    计算机硬件和软件是计算机系统的两个基本组成部分。计算机硬件是指实体设备，而软件是程序和指令的集合。以下是它们的详细介绍：

    1 计算机硬件：

    计算机硬件是计算机系统的物理组件，用于执行各种计算和控制任务。主要硬件组件包括：

    - 中央处理器（cpu）：计算机的大脑，负责执行程序指令和处理数据。cpu通常由控制单元、算术逻辑单元和寄存器组成。

    - 内存（ram）：存储程序和数据的临时存储器，cpu可以直接访问。内存通常按需分配，断电后会丢失存储的数据。

    - 存储设备：用于长期存储程序和数据的设备，如硬盘驱动器（hdd）、固态驱动器（ssd）和闪存驱动器。

    - 输入设备：将用户输入转换为计算机可识别的数据的设备，如键盘、鼠标、触摸板、扫描仪等。

    - 输出设备：将计算机处理的数据转换为人类可感知的形式的设备，如显示器、打印机、扬声器等。

    - 总线：用于连接计算机各个组件的物理通道，包括数据总线、地址总线和控制总线。

    - 电源供应器（psu）：为计算机各个组件提供稳定电压和电流的设备。

    - 主板（motherboard）：计算机的基本电路板，承载并连接各个硬件组件。

    2 计算机软件：

    计算机软件是计算机系统中的程序、数据和其他信息，用于控制硬件并执行特定任务。软件可以分为两大类：系统软件和应用软件。

    - 系统软件：控制和管理计算机硬件资源，为应用软件提供一个运行环境。主要系统软件包括操作系统（如windows、macos、linux等）、驱动程序、编译器、链接器、装载程序等。

    - 应用软件：为实现特定功能而设计的软件，如文字处理软件（如microsoft word）、图像处理软件（如adobe photoshop）、音频编辑软件（如audacity）、游戏等。

    计算机硬件和软件之间相互依赖，共同完成计算任务。硬件为软件提供一个执行环境，软件则控制硬件以实现特定功能。

    操作系统（operating system，简称os）是管理计算机硬件和软件资源的系统软件，它充当硬件与用户之间以及用户与应用软件之间的接口。操作系统的主要功能包括：

    1 硬件资源管理：

    - 处理器管理：分配和调度处理器时间，实现多任务处理。

    - 内存管理：分配内存空间，管理虚拟内存和物理内存的映射关系。

    - 存储管理：管理磁盘空间，实现文件存储和读取。

    - 设备管理：控制各种输入/输出设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

    2 用户接口：

    - 命令行界面（cli）：通过命令行和参数实现对操作系统的交互。

    - 图形用户界面（gui）：通过窗口、菜单、按钮等可视化元素实现对操作系统的交互。

    3 系统服务：

    - 文件管理：创建、删除、读取、修改文件和目录。

    - 进程管理：创建、调度、终止进程，实现多任务处理。

    - 安全管理：控制用户对系统资源的访问权限。

    - 网络管理：支持网络通信和数据传输。

    常见的操作系统包括：

    - windows：由微软公司开发的操作系统，主要应用于个人计算机和平板电脑。

    - macos：苹果公司开发的操作系统，专门用于苹果公司的macintosh计算机。

    - linux：一种开源操作系统，基于unix操作系统开发，有多种发行版，如ubuntu、fedora、debian等。

    - android：一种基于linux的开源操作系统，主要应用于智能手机和平板电脑。

    - ios：苹果公司开发的操作系统，专用于iphone、ipad和ipod touch等移动设备。

    操作系统为用户提供了一个简单易用的接口来控制计算机硬件和软件资源，同时提供了一系列系统服务，使得用户可以方便地执行各种任务。