首先,作者强调了操作系统作为应用程序与硬件之间的桥梁的角色。在早期的计算机系统中,程序员需要直接使用机器语言编写程序来控制硬件。然而,随着计算机系统的复杂性不断增加,这种直接控制硬件的方式变得既繁琐又容易出错。因此,操作系统应运而生,它提供了一组统一的接口和抽象层,使得应用程序无需关心底层的硬件细节,只需通过系统调用(system call)等方式间接控制硬件。
操作系统通过为应用程序提供运行环境,实现了对硬件的抽象和封装。例如,文件是操作系统对磁盘媒介空间的抽象化,应用程序通过文件操作接口(如打开、读取、写入、关闭等)来与磁盘进行交互,而无需关心磁盘的物理结构和读写细节。这种抽象和封装不仅简化了应用程序的开发和维护,还提高了系统的安全性和稳定性。
此外,操作系统还为应用程序提供了各种服务和资源的管理功能。例如,进程管理负责控制应用程序的执行过程,确保它们能够按照预期的方式运行;内存管理负责为应用程序分配和管理内存空间,确保它们能够获得足够的资源来执行;设备管理负责控制输入输出设备,确保应用程序能够与外部世界进行交互。这些服务和资源的管理功能为应用程序提供了一个稳定、安全、高效的运行环境。
同时,作者还介绍了高级编程语言如何通过编译器和操作系统进行交互。高级编程语言使用函数名来间接控制硬件,这些函数名在编译时被转换成相应的操作系统系统调用。这种机制使得高级编程语言能够充分利用操作系统的功能和资源,提高应用程序的开发效率和可移植性。
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