1.3　計算機系統的家當

有的人說：“只有文化才能生生不息。”說這話的人，強調了軟件資源對組織的重要性。還有的人說：“土地才是根本。”說這話的人，強調了硬件資源對組織的重要性。其實，任何一個組織和系統都應該有硬件資源和軟件資源，二者都很重要。

計算機系統當然也不例外，它也包括硬件資源和軟件資源，如圖1-11所示。操作系統的一個重要功能就是組織、調度和管理這些資源，以便計算機可以高效地執行任務。

1.3.1　硬件資源

我們先談談計算機的硬件資源。

計算機當然是用來計算的，其核心必然有運算器。運算器用于對數據進行數學運算或者邏輯運算。現在的計算機和手機里都有計算器，我們可以用它來進行數學運算。不過這里所說的運算器，可不是指面向用戶的軟件功能，而是計算機內部的硬件計算單元集成在CPU（Central Processing Unit，中央處理單元）里。

運算器是計算機里負責腦力勞動的員工，但是干什么并不是它說了算，而是一個叫作控制器的部件說了算。控制器是計算機中控制執行指令的部件，是計算機里的核心管理者，肩負著管理職能，它保證按一定邏輯分析一條指令，保證指令按規定序列自動連續地執行，并且及時響應和處理各種異常情況和請求。控制器也是集成在CPU里。

CPU看起來很小，但卻是一塊超大規模的集成電路，如圖1-12所示。有興趣的讀者可以“解剖”一下計算機，找到CPU看一下。CPU包含運算器和控制器，是一臺計算機的運算核心和控制核心。它的功能主要是解釋計算機指令，以及處理計算機軟件中的數據。CPU的一個很重要的性能指標是主頻（時鐘頻率），單位一般是MHz或者GHz（1GHz=1024MHz），它和計算機的運算及處理數據的速度相關，主頻越高，CPU性能往往越好。

工廠里的東西多了需要找一個庫房存放。那么計算機里那么多程序和數據放在什么地方呢？有的朋友腦海里閃現出一個詞——硬盤。對，硬盤，用計算機的術語來說，是外部存儲器（外存、輔助存儲器）。

有“外存”，就有“內存”。內存，也叫內部存儲器，或者主存儲器。內存和CPU的組合，可稱為主機。內存緊密團結在CPU周圍，其運行速度快，可惜容量小。容量不足時，可以求助外存（硬盤）。外存雖然離核心（CPU）遠，運行速度慢一些，但容量大，這是它的優點。內存和外存都是計算機的存儲器，如圖1-13所示，是計算機存放程序和數據的庫房。存儲器容量的大小一般用GB來表示，1GB=1024MB，數值越大，表示容量越大。

計算機也要和外界打交道。我們用鍵盤給計算機輸入各種指令，也經常用鼠標在界面上點來點去，還有的朋友把攝像頭、錄音裝置、游戲桿接到計算機上，這些都是計算機的輸入設備（Input Device）。我們通過計算機屏幕看電影，通過耳機聽歌曲，這些是計算機的輸出設備（Output Device）。輸入／輸出設備（I/O Device）位于計算機的主機之外，是計算機與外界交換信息的媒介。

綜上所述，CPU（包括運算器和控制器）、存儲器（包括內存和外存）、輸入／輸出設備是計算機系統的主要硬件資源，如圖1-14所示。所謂計算機操作系統的硬件資源管理，主要就是針對這些資源的管理。

在圖1-14中，計算機從輸入設備獲取指令，運算器在控制器控制下進行計算和分析，由輸出設備給出結果。運算器需要時刻讀取存儲器里的數據，也要往存儲器里寫入數據。運算器、存儲器、輸入／輸出設備等需要在控制器發送的控制信號的指導下完成自己的工作。

1.3.2　軟件資源

打開任何一個運行狀態良好的計算機系統，我們可以在桌面上或者“開始”菜單處看到系統中已經安裝好的各種軟件。這些軟件有著特定的功能和用途，是可以讓計算機軟硬件完成特定功能的指令序列。

計算機的軟件資源通常可分為兩類：系統軟件和應用軟件。

1．系統軟件

大家聽說過編程語言吧，如C、Java、VB、VC、Python等，這些都是專業人員用來開發應用程序的工具和環境。如果需要維護和存儲大量結構化數據，我們會安裝相應的數據庫軟件，如Sybase、Oracle、MySQL、Access等。

程序開發語言、數據庫軟件、各種操作系統及其常用的軟件工具，都可以叫作系統軟件。

系統軟件是管理、運行、維護及調用計算機系統功能和硬件功能的程序的集合，可以完成計算機硬件資源和軟件資源的控制與管理。

2．應用軟件

很多人玩過計算機游戲，游戲軟件就是為了滿足人們娛樂需求的應用軟件；有的人經常處理文稿，需要在計算機里安裝文字處理軟件，如WPS、Microsoft Word等；有的人則需要處理各種圖像和視頻，需要使用Photoshop（PS）或“愛剪輯”視頻軟件等。這些軟件都是為了解決各種具體應用問題的專門軟件，可以稱為應用軟件。

有些應用軟件在各個行業均可使用，如文字處理軟件、電子表格軟件、圖形圖像軟件，這些屬于通用應用軟件。

而有的應用軟件，僅在某個行業使用，如電力系統的維護軟件、通信系統的維護管理平臺、金融行業的網上銀行，這些軟件屬于行業定制應用軟件。