1.3.2—1.3.3 · 建议 12 分钟

从应用程序看到软硬件层次

区分软件的作用,并用层次视图理解上层任务如何获得下层支持。

可学习
教材定位:纪禄平等《计算机组成原理》第 6 版,1.3.2—1.3.3,第 19—25 页(书内印刷页码)。
学习顺序:认识五大部件和程序。
先读懂,再操作

从这个问题开始:软件为什么要分层?

硬件与软件相互配合

硬件提供物理基础,软件规定处理步骤并组织资源。完整计算机系统包含硬件和软件,二者共同形成可使用的功能。

系统软件与应用软件

操作系统负责资源管理和基本服务;语言处理程序负责翻译或解释程序。应用软件解决用户的具体问题。分类有时随使用角色改变。

层次帮助我们分工理解

教材给出从软硬件组成、按功能划分的系统模型。先了解上下层通过约定的功能联系起来,不要求现在展开底层控制细节。

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操作系统
管理处理器、存储和设备等资源,向程序提供服务的系统软件。
编译
把源程序转换成目标程序的处理过程。
解释
运行时逐步分析并执行程序的方式。
接口或界面
两部分之间约定的连接方式或功能边界。

动手观察:从应用程序看到软硬件层次

动态图解 · 分步学习

修改参数后点击上方按钮生效;用“下一步”观察过程。

演示范围使用简化的教学数据逐步说明原理,具体部件的电路实现留到后续章节。

带着问题再试一次

  1. 给浏览器、操作系统、键盘分别归类,并解释理由。
  2. 观察层次视图,找出连接硬件和软件的机器指令层。
由易到难 · 做完再看解释

分层练习

从基础识记走向理解应用和迁移挑战。选择、填写或先写下自己的解释,答错可以重新尝试。

第 1 层 · 基础

先认清关键概念

确认名词、对象和基本分工。

0 / 2 完成
1. 操作系统属于哪一类?
2. 面向用户完成绘图任务的程序通常属于哪一类?
第 2 层 · 理解

把概念用到具体过程

根据案例中的步骤计算或判断。

0 / 2 完成
1. 编译程序的主要作用是什么?
第 3 层 · 挑战

迁移到新的情境

解释原因,并把本节方法用于不同任务。

0 / 2 完成
1. “上层提出需求,下层提供能力”主要说明什么?
本节知识清单与课堂延伸

系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、服务软件与标准程序库等;数据库管理系统的分类应结合所处角色。

按语言功能划分时,教材还用机器语言物理机以及汇编语言、高级语言、专用语言虚拟机等观点分析系统。这里的虚拟机指软件扩充出的语言功能,不必等同于今天常见的整机虚拟化软件。

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