Πώς κανονίζετε τη σχέση μεταξύ του συστήματος λογισμικού εφαρμογών χρήστη και του υλικού υπολογιστή;

Η σχέση μεταξύ του λογισμικού εφαρμογής χρήστη και του υλικού υπολογιστή είναι μια πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική, με το λογισμικό να ενεργεί ως ενδιάμεσος, αφαιρώντας τις πολυπλοκότητες του υλικού από τον χρήστη. Ακολουθεί μια κατανομή του τρόπου με τον οποίο είναι διατεταγμένο:

1. Λογισμικό εφαρμογής χρήστη: Αυτό είναι που ο χρήστης αλληλεπιδρά με άμεσα-επεξεργαστές κειμένου, παιχνίδια, προγράμματα περιήγησης ιστού κλπ. Αυτά τα προγράμματα γράφονται σε γλώσσες προγραμματισμού υψηλού επιπέδου (όπως η Python, Java, C ++) που είναι εύκολα κατανοητά από τους προγραμματιστές αλλά όχι άμεσα εκτελέσιμα από το υλικό.

2. Λειτουργικό σύστημα (OS): Το OS βρίσκεται μεταξύ του λογισμικού εφαρμογής και του υλικού. Είναι ένα κρίσιμο στρώμα που διαχειρίζεται:

* αφαίρεση υλικού: Το λειτουργικό σύστημα παρέχει μια συνεπής διεπαφή στο υλικό, ανεξάρτητα από τις λεπτομέρειες του. Οι εφαρμογές δεν χρειάζεται να γνωρίζουν τις ακριβείς λεπτομέρειες των συσκευών CPU, μνήμης ή αποθήκευσης. αλληλεπιδρούν με το λειτουργικό σύστημα, το οποίο χειρίζεται τις λεπτομέρειες χαμηλού επιπέδου.

* Διαχείριση πόρων: Το λειτουργικό σύστημα κατανέμει και διαχειρίζεται πόρους συστήματος όπως ο χρόνος CPU, η μνήμη και ο χώρος του δίσκου αρκετά μεταξύ των εφαρμογών που τρέχουν.

* Διαχείριση εισόδου/εξόδου (I/O): Το OS χειρίζεται την επικοινωνία μεταξύ εφαρμογών και συσκευών εισόδου/εξόδου (πληκτρολόγιο, ποντίκι, παρακολούθηση, εκτυπωτής, δίκτυο).

* Σύστημα αρχείων: Το λειτουργικό σύστημα οργανώνει αρχεία και καταλόγους σε συσκευές αποθήκευσης, επιτρέποντας στις εφαρμογές να έχουν εύκολη πρόσβαση και να αποθηκεύουν δεδομένα.

* Ασφάλεια: Το λειτουργικό σύστημα παρέχει χαρακτηριστικά ασφαλείας για την προστασία του συστήματος από κακόβουλο λογισμικό και μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση.

3. Hardware: Αυτό είναι το φυσικό σύστημα υπολογιστών, συμπεριλαμβανομένων:

* Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU): Εκτελεί οδηγίες.

* μνήμη (μνήμη RAM): Αποθηκεύει δεδομένα και οδηγίες που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος.

* Συσκευές αποθήκευσης (σκληρός δίσκος, SSD): Αποθηκεύστε επίμονα τα δεδομένα.

* Συσκευές εισόδου/εξόδου: Πληκτρολόγιο, ποντίκι, παρακολούθηση, εκτυπωτής, κάρτα δικτύου κ.λπ.

* Motherboard: Συνδέει όλα τα εξαρτήματα.

Η αλληλεπίδραση:

Ο χρήστης αλληλεπιδρά με το λογισμικό εφαρμογής. Το λογισμικό εφαρμογής κάνει αιτήματα στο λειτουργικό σύστημα για πόρους και υπηρεσίες (π.χ. "Γράψτε αυτά τα δεδομένα στο δίσκο", "Εμφάνιση αυτής της εικόνας στην οθόνη", "Αποστολή αυτών των δεδομένων μέσω του δικτύου"). Το λειτουργικό σύστημα μεταφράζει αυτά τα αιτήματα σε οδηγίες που το υλικό μπορεί να τα κατανοήσει και να τα εκτελέσει, διαχειρίζοντας κατάλληλα τους πόρους του υλικού. Τα αποτελέσματα μεταφέρονται στη συνέχεια μέσω του λειτουργικού συστήματος στην εφαρμογή και τελικά εμφανίζονται στον χρήστη.

αναλογία:

Σκεφτείτε ένα εστιατόριο. Ο χρήστης (πελάτης) είναι σαν το λογισμικό εφαρμογής. Το μενού (OS) παρουσιάζει επιλογές, αλλά ο πελάτης δεν χρειάζεται να γνωρίζει πώς προετοιμάζεται το φαγητό. Το προσωπικό της κουζίνας (υλικό) προετοιμάζει το φαγητό σύμφωνα με τις παραγγελίες που τοποθετούνται μέσω του σερβιτόρου (OS). Ο σερβιτόρος παίρνει την παραγγελία, επικοινωνεί με την κουζίνα και φέρνει το τελικό πιάτο στον πελάτη.

Αυτή η πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική παρέχει modularity, φορητότητα και ασφάλεια. Οι εφαρμογές μπορούν να εκτελούνται σε διαφορετικές πλατφόρμες υλικού, εφόσον διαθέτουν ένα συμβατό λειτουργικό σύστημα. Το OS απομονώνει εφαρμογές από την πολυπλοκότητα του υλικού, καθιστώντας την ανάπτυξη ευκολότερη και αποτελεσματικότερη.