什么是系统软件？定义、类型、示例

软件是一组指令，旨在执行一项定义好的任务，它告诉计算机如何工作。它主要有两种类型，即系统软件和应用软件。系统软件是一组计算机程序，旨在管理系统资源。它是一组负责运行和顺畅运行计算机系统与其他硬件的文件和实用程序的集合。此外，它还负责运行操作系统 (OS) 并完全管理计算机设备。

系统软件充当其他软件（如杀毒软件、操作系统、编译器、磁盘格式化软件等）工作的平台。在本主题中，我们将了解更多关于系统软件的信息。让我们从系统软件的定义开始。

什么是系统软件？

• 系统软件是管理计算机系统资源的最重要的软件类型.
• 系统软件在内部与应用软件和硬件一起运行和工作。此外，它充当硬件设备和最终用户之间的链接接口。
• 系统软件在后台运行，并管理计算机本身的所有功能。它被称为低级软件，因为它运行在计算机的最基本级别，通常用低级语言编写。一旦我们在设备上安装了操作系统，它就会自动安装到同一设备上。
• 系统软件是一种计算机程序，旨在操作、管理和控制计算机系统的硬件组件。它充当软件的基本层，使得硬件工具能够运行，并提供一个稳定的环境或平台来运行其他软件应用程序。该系统管理必要的功能，如软件内存分配、进程调度、输入输出操作和文件管理。
• 它充当计算机与用户或软件物理硬件之间的中介。没有系统软件，计算机硬件将难以使用且效率低下，因为用户和应用程序将需要直接与复杂的硬件架构进行交互。
• 系统软件通常在后台运行，并在计算机运行时自动启动。这包括操作系统、设备驱动程序、固件、实用工具和语言翻译器等程序，这些程序都有助于提高计算机系统的整体性能、安全性和目的。
• 系统软件有助于生成用户界面，并允许操作系统与计算机硬件进行交互。

系统软件的特点

以下是一些系统软件的重要特点列表

1. 硬件控制与管理

系统软件管理计算机系统中的所有物理组件，如CPU、内存、硬盘、输入/输出设备等。这确保硬件资源得到有效利用并分配到正确的任务。

2. 应用软件的平台

该系统为运行系统软件应用程序提供基础。没有它，文字处理器、网页浏览器或游戏等应用程序将无法正常工作，因为它们依赖系统软件与硬件交互并完成任务。

3. 自动化操作

大多数系统软件程序在计算机运行时会自动运行。例如，操作系统会启动并准备好系统以接受用户命令或运行应用程序，而无需手动激活。

4. 实时处理

系统软件旨在快速响应系统事件和用户命令。这种输入实时工作，以处理数据并执行指令，确保系统平稳高效运行。

5. 资源管理

系统软件处理器分配系统资源，如时间、内存空间和磁盘存储。它确定任务的优先级，管理多任务处理，并确保每个程序都有所需的资源来工作而不发生冲突。

6. 系统安全与稳定

它在维护计算机的稳定性和安全性方面起着重要作用。诸如用户身份验证、访问控制和数据加密之类的功能由系统软件通过系统软件进行控制，以保护系统免受未经授权的访问或有害操作。

系统软件的类型

系统软件有以下类型

1. 操作系统
2. 编程语言翻译器
3. 设备驱动程序
4. 固件软件
5. 实用软件

1) 操作系统

操作系统是系统软件最基本的类型，有助于管理计算机硬件和软件。它是任何计算机系统的核心部分，负责计算机设备的顺畅运行。

操作系统主要在您启动计算机时运行。如果您没有在计算机上安装操作系统，那么您将无法启动计算机。一些最常见的操作系统示例是macOS、Linux、Android 和 Microsoft Windows。

操作系统有助于控制和记录您计算机上已执行的程序，例如应用程序和其他系统软件。

操作系统的功能

1. 进程管理

操作系统负责管理计算机上所有正在运行的进程。进程本质上是正在执行的程序，操作系统负责这些进程的创建、调度和终止。这确保了每个进程都能获得足够的 CPU 时间来正常运行，并协调多个进程以实现高效的多任务处理。

2. 内存管理

内存管理是操作系统的一项重要功能。它会跟踪计算机内存中的每一位，并确定分配给程序的内存量。操作系统确保应用程序之间不会相互干扰内存，并且内存得到有效利用。当需要时，它还负责在 RAM 和存储之间传输数据。

3. 文件系统管理

操作系统组织和管理存储设备（如硬盘和 SSD）上的文件。它提供了一个存储和检索数据的结构，并管理访问权限、文件名和目录结构。操作系统允许用户和程序轻松安全地读取、写入和删除文件。

4. 设备管理

操作系统充当硬件设备及其使用应用程序之间的中介。通过设备驱动程序，它允许软件与打印机、键盘和显示器等硬件组件进行通信。它管理这些设备的输入输出操作，并确保它们无冲突地工作。

5. 用户界面

用户界面是允许人类与计算机系统交互的界面。操作系统提供图形用户界面 (GUI)，包括Windows、图标和菜单，或者命令行界面 (CLI)，包括输入文本命令。该界面帮助用户轻松操作和管理系统。

2) 编程语言翻译器

编程翻译器是将高级语言转换为机器语言的软件。计算机只能理解机器语言或二进制位模式（0 或 1）。CPU 理解这种机器语言，这对于普通人来说并不容易理解。因此，首先，最终用户以高级语言（如Java、Python、C、PHP 和 C++ 等）与计算机进行交互，然后翻译器将这些语言转换为机器代码。

CPU 或计算机处理器以二进制形式执行这些机器代码。这意味着任何用高级编程语言编写的程序都必须先转换为二进制代码。将高级语言转换为机器代码或二进制代码的整个过程称为编译。

语言翻译器的类型：编译器、解释器、汇编器。

编程语言翻译器的三种主要类型是：编译器、解释器和汇编器。每种都有单独的代码翻译方法，并且有不同类型的编程功能和语言。

Compiler

编译器是一种翻译器，它在运行程序之前将程序的整个源代码转换为机器代码。其结果是一个单独的可执行文件，可以独立于原始源代码运行。编译器用于C、C++ 和 Java 等语言。它们通常提供快速的程序执行，但可能需要更长的时间才能初步编译。

解释器

解释器在运行时逐行翻译和执行代码，而不产生单独的可执行文件。这意味着程序每次都需要运行，与编译后的代码相比，性能会变慢。解释器通常用于 Python、Ruby 和 JavaScript 等语言。它们对于脚本编写和快速开发很有用，因为它们易于测试和调试。

汇编器

汇编器将汇编语言（一种低级的人类可读的机器语言形式）转换为实际的机器代码。汇编语言中的每个指令都与机器指令集中的特定指令紧密匹配。汇编器用于系统级编程，并且对于需要直接硬件控制的功能是必需的。

以下是编程语言翻译器执行的一些任务

• 当代码规则不符合标准时，翻译器会提供诊断报告。
• 它有助于创建程序源代码及其详细信息的列表。
• 它有助于分配数据。
• 翻译器有助于检测语法错误，帮助开发人员轻松进行必要的更改。

计算机程序翻译器的示例是编译器、解释器和汇编器。

3) 设备驱动程序

设备驱动程序是系统软件的一种，可以减少系统中的故障排除问题。操作系统在内部与硬件组件通信。借助设备驱动程序，可以轻松管理和控制这种通信。

操作系统包含许多设备驱动程序来驱动硬件组件。大多数设备驱动程序，例如鼠标、键盘等，已由计算机制造公司预装在计算机系统中。但是，如果操作系统有任何新设备，用户也可以通过互联网安装它们。以下是一些需要驱动程序才能使任何计算机系统顺畅运行的设备：

• 键盘
• 鼠标
• 打印机
• 功能键
• 网卡
• 显卡
• 触摸板
• 声音等。

设备驱动程序充当硬件设备与其使用的程序或操作系统之间的翻译器。当程序要执行与硬件相关的任务（如打印文档或显示图形）时，驱动程序会将高级指令转换为设备能理解的低级命令。

驱动程序是为特定设备和操作系统设计的，这意味着 Windows 的打印机驱动程序无法在 macOS 上运行。现代操作系统通常附带广泛的底层驱动程序，而其他驱动程序可以根据需要下载和安装。更新设备驱动程序对于保持兼容性、修复错误和提高性能也很重要。

没有设备驱动程序，大多数硬件组件将无法正常工作或根本无法工作，这使得它们对计算机系统的整体运行至关重要。

4) 固件软件

这些是安装在计算机主板上的操作软件，有助于操作系统识别闪存、ROM、EPROM、EEPROM 和内存芯片。

然而，任何固件软件的主要功能是管理和控制单个设备的所有活动。最初，它使用非易失性芯片用于安装目的，但后来它被安装在闪存芯片上。

有两种主要的芯片类型

• BIOS（基本输入/输出系统）芯片。
• UEFI（统一可扩展固件接口）芯片。

BIOS（基本输入/输出系统）芯片

BIOS 芯片是位于计算机主板上的小型内存芯片。它包含用于在计算机运行时执行系统初始启动的固件。BIOS 是最早的系统固件类型之一，自早期个人计算机时代就已使用。

当计算机开机时，BIOS 会执行一个称为 POST（开机自检）的过程，以检查所有基本硬件组件（如 RAM、键盘和硬盘）是否正常工作。如果一切正常，BIOS 随后会将操作系统从硬盘加载到内存中。

BIOS 提供了一个基本的接口，通常是文本形式，允许用户配置低级硬件设置，如启动顺序、系统时间和 CPU 设置。然而，BIOS 存在局限性，例如仅支持 MBR（主引导记录）分区和最大可引导存储容量为 2TB。

UEFI（统一可扩展固件接口）芯片

UEFI 是 BIOS 的现代替代品，也存储在主板上的芯片中。它提供了更高级的功能、更好的性能和用户友好的图形界面。UEFI 的开发是为了跨越传统 BIOS 的界限，支持新技术和大容量存储设备。

与 BIOS 不同，UEFI 可以从 GPT（GUID 分区表）磁盘启动，并支持大于 2TB 的大容量驱动器。它还包括快速启动、网络支持和安全启动等功能，有助于保护系统免受恶意软件和未经授权的操作系统侵害。

固件存在于设备内部，而设备驱动程序安装在操作系统中。

5) 实用软件

实用软件充当系统软件和应用软件之间的接口。实用软件是一种第三方工具，旨在减少维护问题并检测计算机系统中的错误。它随您计算机系统中的操作系统一起提供。

以下是实用软件的一些具体功能

• 它有助于用户防范威胁和病毒。
• 它有助于减小磁盘大小，例如 WinRAR、WinZip。
• 它充当 Windows 磁盘管理服务，并有助于磁盘分区。
• 它方便用户备份旧数据并增强系统安全性。
• 它充当磁盘碎片整理，以组织驱动器上分散的文件。
• 它有助于恢复丢失的数据。

它有助于执行杀毒和安全软件，以维护计算机中数据的安全性。

常见问题解答 (FAQs)

Q1. 什么是系统软件？

A：系统软件是一种计算机软件，旨在为运行计算机硬件和运行应用软件提供平台。它充当用户、硬件和应用程序之间的桥梁。

Q2. 系统软件的主要类型有哪些？

A：系统软件的主要类型包括：

• 操作系统（例如，Windows、macOS、Linux）
• 设备驱动程序（例如，打印机驱动程序、音频驱动程序）
• 语言翻译器（例如，编译器、解释器、汇编器）
• 实用程序（例如，杀毒软件、磁盘清理工具）
• 固件（例如，BIOS、UEFI）

Q3. 系统软件与应用软件有何区别？

A：系统软件管理和操作计算机硬件，而应用软件则为用户执行特定功能，例如文字处理、网页浏览或游戏。

Q4. 系统软件的例子是什么？

A：一个常见的例子是操作系统（如 Windows 或 Linux），它管理硬件资源并为其他软件应用程序提供服务。

Q5. 设备驱动程序在系统软件中起什么作用？

A：设备驱动程序是允许操作系统与打印机、扫描仪或显卡等硬件设备通信的程序，确保它们能够正常工作。

Q6. 系统软件中的语言翻译器是什么？

A：语言翻译器将高级编程代码（例如 Python 或 C++）转换为计算机处理器可以理解的机器代码。示例包括编译器和解释器。