计算机系统的层次结构是指一个完整的计算机系统由硬件和软件两大部分组成。硬件是系统的基本资源,包括中央处理机(CPU)、主存储器、外部存储器、终端和输入输出设备等。而软件则是在硬件基础上运行的程序和数据的集合。
计算机系统的层次结构可以用抽象层次结构图来表示。在这个图中,最底层是硬件层,包括CPU、存储器和输入输出设备等。在中间层是操作系统层,它负责管理硬件资源,提供对外界的接口,并调度和控制程序的执行。最上层是应用层,包括各种应用程序和用户界面。不同层次之间通过接口进行通信和交互。
操作系统在计算机系统中具有重要的作用,它有两种观点。一种是资源管理观点,操作系统负责管理和分配计算机系统中的各种资源,包括处理器、内存和外部设备等,以提高系统的效率和性能。另一种是服务观点,操作系统提供各种服务和功能给应用程序和用户,如文件管理、网络功能和进程管理等。
操作系统具有许多特性,包括并发性、共享性、虚拟性、持久性和异步性等。并发性指多个程序同时执行的能力,可以提高系统的效率。共享性指多个程序可以同时访问和共享系统资源。虚拟性指通过虚拟化技术将物理资源抽象为逻辑资源。持久性指数据可以持久保存在外部存储器中,并可以在系统关闭后重新加载和恢复。异步性指程序的执行是不确定的,操作系统需要对不同的事件和请求作出响应。
操作系统的硬件基础包括CPU、存储器、外部设备和总线等。CPU是计算机系统的核心,负责执行程序的指令和处理数据。存储器用于存储程序和数据,包括主存储器和外部存储器。外部设备包括磁盘、磁带、终端和打印机等,用于输入和输出数据。总线是连接这些硬件设备的通信线路。
操作系统的装入与启动是指将程序和数据加载到内存中,并启动程序执行的过程。装入是将程序从外部设备加载到内存中的过程,启动是将程序的执行控制权交给操作系统或应用程序的过程。装入和启动的过程一般由操作系统负责完成。
总的来说,计算机系统的层次结构包括硬件层、操作系统层和应用层。硬件是系统的基本资源,操作系统负责管理和分配这些资源,应用层则是在操作系统上运行的各种应用程序和用户界面。操作系统具有资源管理和服务功能,通过对硬件的管理和调度提高系统的效率和性能。操作系统的硬件基础包括CPU、存储器、外部设备和总线等。装入与启动是将程序和数据加载到内存并启动程序执行的过程。