軟件與作業系統

基礎

軟件是摸不到的程式。作業系統(OS)是管理整部電腦的大管家;應用程式就是你用來做東西的工具,例如 Word 和 Minecraft。

適合:中一資訊及通訊科技 · 單元:電腦系統 · 建議學習路徑第 2/13 課

學完呢課,你會識:
  • 軟件=系統軟件+應用軟件
  • OS 管硬件、管檔案、給介面、運行 App
  • 電腦 OS:Windows/macOS/Linux;手機 OS:Android/iOS
資訊及通訊科技Information & Communication Technology

§課文原文 Passage

1硬件是身體,軟件是靈魂。軟件分兩大類:系統軟件負責管理電腦本身,包括 Windows、macOS 等作業系統與驅動程式;應用軟件則幫助使用者完成實際任務,例如撰寫文件、瀏覽網頁、聽音樂與網上購物。應用軟件必須建立在系統軟件之上才能執行,兩者缺一不可;沒有軟件,再昂貴的電腦也只是一副空殼。

2作業系統(OS)好比整部電腦的大管家:分配記憶體、管理檔案、安排各個程式輪流使用 CPU,所以使用者能夠一邊播放音樂、一邊瀏覽網頁而互不干擾。電腦開機後首先載入的正是作業系統;沒有它,電腦根本無法啟動,任何應用程式也無從安裝與執行,因此它是最基礎、最重要的系統軟件。

3香港日常例子:港鐵售票機與小巴八達通讀卡器內,都運行小型嵌入式作業系統;購買新電腦時,除了比較規格,也應留意預載的作業系統是否配合自己常用的應用程式。定期更新系統以修補安全漏洞,並開啟自動更新功能,同樣是保障資料安全、減低中毒與被入侵風險的重要一步。

1重點摘要 Summary

軟件是摸不到的程式。作業系統(OS)是管理整部電腦的大管家;應用程式就是你用來做東西的工具,例如 Word 和 Minecraft。

2生字卡 Vocabulary

S
Software軟件

一系列指示電腦做東西的程式,摸不到。

O
Operating System (OS)作業系統

管理硬件、檔案和其他程式的核心軟件,例如 Windows、Android。

A
Application應用程式

幫你完成特定任務的軟件,例如 Word、Chrome、WhatsApp。

G
GUI (Graphical User Interface)圖形用戶介面

用圖示、視窗和滑鼠操作的介面,不用打文字指令。

F
File & Folder檔案與資料夾

檔案是一份資料(相、文檔);資料夾用來整理檔案。

B
Booting開機

按下電源後 OS 載入、直到看見桌面的過程。

S
System software系統軟件

管理電腦本身運作的軟件,包括作業系統和驅動程式。

D
Driver驅動程式

讓作業系統懂得控制某件硬件的小程式,例如打印機驅動程式。

3逐步講解 Steps

  1. 軟件分兩大類軟件按用途分為兩大類:系統軟件負責管理電腦本身,包括作業系統和驅動程式;應用軟件幫助使用者完成實際任務,例如撰寫文件、播放音樂、瀏覽網頁和網上購物。前者是後者運行的基礎,沒有系統軟件,應用程式根本無法開啟,就像沒有地基便不能起樓。常見錯誤是把瀏覽器當成系統軟件;其實 Chrome 是幫人上網的應用程式,必須安裝在作業系統之上才能執行。
  2. 作業系統做四樣東西作業系統承擔四項核心工作:第一,管理硬件,分配記憶體,安排各個程式輪流使用 CPU;第二,管理檔案,把資料有系統地儲存和整理;第三,提供用戶介面,透過桌面、圖示和視窗讓人容易操作;第四,運行應用程式,所有 App 都要靠作業系統分配資源才能開啟。可以這樣理解:作業系統是整部電腦的大管家,例如一邊播放音樂一邊瀏覽網頁而互不干擾,正是它在背後協調的成果。
  3. 常見作業系統電腦常用的作業系統有 Windows、macOS 和 Linux;手機常用 Android 和 iOS。不同作業系統的應用程式不能直接互通,例如 iPhone 不能直接執行 Windows 程式,因為每個作業系統提供的運行環境不同,程式必須按系統重新編寫或移植,所以下載 App 時要選擇符合自己裝置的版本。考試常見題型是列出某裝置的作業系統名稱,例如一部 Windows 手提電腦的作業系統就是 Windows,而不是 Chrome 或 Word。
  4. 開機流程按下電源之後,硬件會自動檢查各部件是否正常,接著作業系統從硬碟載入 RAM,然後螢幕顯示桌面,這時才可以開啟應用程式。整個過程稱為開機(Booting),通常只需幾十秒。次序不能調換:必須先載入作業系統,應用程式才有依靠,因為它們全部都要靠作業系統分配資源。常見錯誤是以為開機後先開啟應用程式再載入作業系統;其實次序剛剛相反,這也是流程圖排序題的熱門考點。
  5. 一條問題分辨分辨作業系統和應用程式,只需問一條問題:沒有了它,電腦還能不能開機?沒有作業系統就完全無法開機;只欠某個應用程式,電腦照樣正常運作。用這個標準,一眼就能分辨:Windows、Android 是作業系統,小畫家、計算機是應用程式。這條問題在考試中特別有用,例如題目問「以下哪一項不是作業系統」,只要逐一套用這個測試,便能快速而準確地找到答案。
  6. 兩種用戶介面用戶介面分兩種:GUI 圖形用戶介面用圖示、視窗和滑鼠點選操作,直觀易學,例如 Windows 桌面和手機的主畫面;CLI 命令行介面用鍵盤輸入文字指令,速度快、功能精確,適合專業人士,例如 Windows 的「命令提示字元」。現代作業系統通常兩種介面都提供。舉例來說,初學者面對 GUI 的圖示一目了然;系統管理員管理伺服器時,CLI 一句指令便能完成大量工作。答題時要寫出兩種介面的名稱、特點和例子。

4圖解 Diagrams

軟件三層:硬上面嘅管理員 OS layers應用程式 Application瀏覽器・遊戲・Word作業系統 Operating SystemWindows・macOS・Android——管理硬件資源硬件 HardwareCPU・記憶體・螢幕——真正做嘢嘅零件OS 係中間人:App 話要開相機,由 OS 去同硬件講——仲要排隊分資源應用軟件做嘢(Word 打字);系統軟件管理(OS 調度)——兩類軟件分工
圖 1:軟件與作業系統三層

5例題示範 Example

例題:以下哪些是作業系統,哪些是應用程式?Windows、Chrome、Android、Photoshop、iOS。

  1. 逐一套用測試:沒有了它,電腦或手機還能不能開機運作?能夠在開機時已經載入、管理整部裝置的,就是作業系統。
  2. Windows 管理電腦的開機、硬件和檔案;iOS 管理 iPhone;Android 同樣管理手機的運作,所以三者都是作業系統。
  3. Chrome 用來瀏覽網頁,Photoshop 用來編輯圖片,兩者都要安裝在作業系統之上才能開啟,所以都是應用程式。
  4. 答題時每項都要寫出判斷理由,例如「Chrome 是應用程式,因為它必須安裝在作業系統之上,用來完成瀏覽網頁這一項任務」。
  5. 答案:Windows、Android、iOS 是作業系統,它們在開機時已經載入,負責管理硬件、檔案和執行應用程式;Chrome 和 Photoshop 是應用程式,必須安裝在作業系統之上,分別用來瀏覽網頁和編輯圖片。判斷準則是:開機時已在運作、管理整部裝置的就是作業系統,其餘完成特定任務的都是應用程式。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 「Chrome 是作業系統。」
✓ Chrome 是瀏覽器,屬應用程式;它必須在作業系統之上才能執行。
✗ 「手機沒有作業系統。」
✓ 手機都有 — Android 和 iOS 就是手機的作業系統。
✗ 「檔案亂放也可以。」
✓ 用資料夾分門別類,將來才找得回檔案 — OS 的檔案管理做的就是這件事。
✗ 「作業系統永遠不用更新。」
✓ 系統更新會修補安全漏洞、修正錯誤;長期不更新,電腦更容易被病毒和黑客攻擊,所以提示更新時應盡快安裝。

75 題快測 Quick check

Q1以下哪個是作業系統?A. Word B. Android C. Minecraft

Q2寫出作業系統的任何兩項工作。

Q3為什麼說「沒有 OS,App 都無法執行」?

Q4Windows 的程式可以直接安裝在 Android 手機上嗎?為什麼?

Q5驅動程式有什麼作用?舉一個例子。

8重點回顧 Recap

  • 軟件=系統軟件+應用軟件
  • OS 管硬件、管檔案、給介面、運行 App
  • 電腦 OS:Windows/macOS/Linux;手機 OS:Android/iOS
  • 沒有 OS 無法開機;沒有某個 App 電腦照樣運作
  • OS 是大管家:分配記憶體、安排程式輪流用 CPU

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