计算机基础--操作系统环境
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计算机基础- -操作系统环境
⽂章⽬录
⼀、操作系统环境
程序中包含着运⾏环境这⼀内容，可以说运⾏环境=操作系统+硬件，操作系统⼜可以被称为软件，它是由⼀系列的指令组成的。
我们不介绍操作系统，我们主要来介绍⼀下硬件的识别。我们肯定都玩⼉过游戏，你玩⼉游戏前需要⼲什么?是不是需要先看⼀下⾃⼰的笔记本或者电脑是不是能肝的起游戏?
几号立秋2022
图中的主要配置如下：
操作系统版本：说的就是应⽤程序运⾏在何种系统环境，现在市⾯上主要有三种操作系统环境，Windows、Linux和Unix， ⼀般我们玩⼉的⼤型游戏⼏乎都是在Windows上运⾏， 可以说Windows是游戏的天堂。Windows操作系统也会有区分， 分为32位操作系统和64位操作系统， 互不兼容。
关机关不了处理器：处理器指的就是CPU， 你的电脑的计算能⼒， 通俗来讲就是每秒钟能处理的指令数， 如果你的电脑觉得卡带不起来的话， 很可能就是CPU的计算能⼒不⾜导致的。
显卡：显卡承担图形的输出任务， 因此⼜被称为图形处理器(Graphic Processing Unit， GPU)显卡也⾮常重要
内存：内存即主存，就是你的应⽤程序在运⾏时能够动态分析指令的这部分存储空间，它的⼤⼩也能决定你电脑的运⾏速度。
存储空间：存储空间指的就是应⽤程序安装所占⽤的磁盘空间，由图中可知，此游戏的最低存储空间必须要⼤于5GB，其实我们都会遗留很⼤⼀部分⽤来安装游戏。
从程序的运⾏环境这⼀⾓度来考量的话， CPU的种类是特别重要的参数， 为了使程序能够正常运⾏，必须满⾜CPU所需的最低配置。
CPU只能解释其⾃⾝固有的语⾔。不同的CPU能解释的机器语⾔的种类也是不同的。
机器语⾔的程序称为本地代码(native code) ， 程序员⽤C等⾼级语⾔编写的程序，仅仅是⽂本⽂件。⽂本⽂件(排除⽂字编码的问题)在任何环境下都能显⽰和编辑。我们称之为源代码。通过对源代码进⾏编译，就可以得到本地代码。
下图反映了这个过程：
⼆、Windows操作系统克服了CPU以外的硬件差异
计算机的硬件并不仅仅是由CPU组成的， 还包括⽤于存储程序指令的数据和内存，以及通过I/O连接的键盘、显⽰器、硬盘、打印机等外围设备。
在WIndows软件中， 键盘输⼊、显⽰器输出等并不是直接向硬件发送指令。⽽是通过向Windows发送指令实现的。
因此， 程序员就不⽤注意内存和I/O地址的不同构成了。Windows操作的是硬件⽽不
是软件， 软件通过操作Windows系统可以达到控制硬件的⽬的。
三、不同操作系统的API差异性
接下来我们看⼀下操作系统的种类。同样机型的计算机，可安装的操作系统类型也会有多种选择。
例如：AT兼容机除了可以安装Windows之外， 还可以采⽤Unix系列的Linux以及FreeBSD(也是⼀种Unix操作系统) 等多个操作系统。
当然，应⽤软件则必须根据不同的操作系统类型来专门开发。CPU的类型不同，所对应机器的语⾔也不同，同样的道理，操作系统的类型不同，应⽤程序向操作系统传递指令的途径也不同。
应⽤程序向系统传递指令的途径称为API(Application Programming Interface) 。Windows以及Linux操作系统的API， 提供了任何应⽤程序都可以利⽤的函数组合。
因为不同操作系统的API是有差异的。所以， 如何要将同样的应⽤程序移植到另外的操作系统， 就必须要覆盖应⽤所⽤到的API部分。
键盘输⼊、⿏标输⼊、显⽰器输出、⽂件输⼊和输出等同外围设备进⾏交互的功能， 都是通过API提供的。
这也就是为什么Windows应⽤程序不能直接移植到Linux操作系统上的原因， API差异太⼤了。
在同类型的操作系统下， 不论硬件如何， API⼏乎相同。但是， 由于不同种类CPU的机器语⾔不同，因此本地代码也不尽相同。四、FreeBSD Port帮你轻松使⽤源代码
不知道你有没有这个想法：“既然CPU不同会导致本地代码不同， 那为何不将源代码直接发送给程序呢?”这确实是⼀种解决办法，Unix系列的FreeBSD操作系统就使⽤了这种⽅式。
Unix系列操作系统FreeBSD中，存在⼀种名为Ports 的机制。该机制能够结合当前运⾏环境的硬件环境来编译应⽤的源代码，进⽽得到可以运⾏的本地代码。如果⽬标应⽤的源代码在硬件上不到， Ports就会⾃动使⽤FTP连接到相应站点下载代码。
周公解梦梦到剪头发全球有很多站点都提供适⽤于FreeBSD的应⽤源代码。通过使⽤Ports可以利⽤的程序源代码， ⼤约有16000种。根据不同的领域进⾏分类，可以随时使⽤。
FreeBSD上应⽤的源代码， ⼤部分是⽤C语⾔来标注的，C编译器可以结合FreeBSD的运⾏环境来⽣成合适的本地代码。
FTP(FileTransfer Protocol) 是连接到互联⽹上的计算机之间的传送⽂件的协议。
五、可以使⽤虚拟机获取其他环境
即使不通过应⽤程序的移植，在同⼀个操作系统上仍然可以使⽤其他的操作系统，那就是使⽤虚拟机软件。
虚拟机(Virtual Machine) 指通过软件的具有完整硬件系统功能的、运⾏在⼀个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的⼯作在虚拟机中都能够实现。
提供相同运⾏环境的Java虚拟机
除了虚拟机的⽅法之外， 还有⼀种⽅法能够提供不依赖于特定硬件和操作系统的程序运⾏环境， 那就是Java。
⼤家说的Java其实有两层意思， ⼀种是作为编程语⾔的Java； ⼀种是作为程序运⾏环境的Java。
Java与其他语⾔相同， 都是通过源代码编译后运⾏的。不过， 编译后⽣成的不是特定CPU使⽤的本地代码，⽽是名为字节代码的程序。直接代码的运⾏环境就称为Java虚拟机(Java VirtualMachine) 。Java虚拟机是⼀边把Java字节代码逐⼀转换为本地代码⼀边在运⾏着。
程序运⾏时，将编译后的字节代码转换为本地代码，这样的操作看上去有些迂回，但由此可以实现相同的字节码可以在不同的操作系统环境下运⾏。
想象⼀下， 你开发完成的应⽤部署到Linux环境下， 是不是什么都不⽤管？
Java应⽤在虚拟机上运⾏Windows有专门的Windows虚拟机， Macintosh有Macintosh专门的虚拟机。
从操作系统来看，Java虚拟机就是⼀个应⽤， 从运⾏环境上来看， Java虚拟机就是运⾏环境。北京机场
六、BIOS和引导
程序的运⾏环境， 存在着名为BIOS(Basic Input/Output System) 的系统。BIOS存储在ROM中，是预先内置在计算机主机内部的程序。
BIOS除了键盘、磁盘和显卡等基本控制外， 还有引导程序的功能。引导程序是存储在启动驱动器启⽰区域的⼩程序。操作系统的启动驱动器⼀般硬盘。不过有时也可能是CD-ROM或软盘。
电脑开机后， BIOS会确认硬件是否正常运⾏， 没有异常的话会直接启动引导程序。引导程序的功能是把在硬盘等记录的OS加载到内存中运⾏。虽然启动应⽤是OS的功能，但OS不能启动⾃⼰，是通过引导程序来启动的。
利⽤计算机运⾏程序⼤部分都是为了提⾼处理效率。例如， Microsoft Word这样的⽂字处理软件， 是⽤来提⾼⽂本⽂件处理效率的程序， Microsoft Excel等表格计算软件， 是⽤来提⾼账本处理效率的程序。
这种为了提⾼特定处理效率的程序统称为应⽤
程序员的⼯作就是编写各种各样的应⽤来提⾼⼯作效率，程序员⼀般不编写操作系统，但是程序员编写的应⽤离不开操作系统，
非法网址举报下⾯我们就针对Windows操作系统来说明⼀下操作系统和应⽤之间的关系。
七、操作系统功能的历史

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