计算机软件组成
计算机软件可以分为三个层次：系统软件、应用软件和中间件。在这三个层次中，系统软件提供了计算机的基本功能和服务，应用软件提供了各种任务和问题的解决方案，而中间件则提供了各种连接和支持服务，使得系统软件和应用软件能够更好地协同工作。
一、 系统软件
系统软件是控制和管理计算机硬件和其他软件的基本程序。它包括操作系统、设备驱动程序、编译器、汇编器、解释器等。
1、操作系统
操作系统（Operating System，简称 OS）是计算机系统中最基本的系统软件之一，它负责管理和协调计算机系统中的硬件和软件资源，以提供给用户和应用程序一个简单、一致、可靠、安全和高效的计算机环境。常见的操作系统有：Windows、macOS、Linux、iOS和Android（iOS和Android为手机操作系统）
操作系统的主要功能包括：
1. **管理计算机硬件资源**，如 CPU、内存、硬盘、网络接口等，以便应用程序可以使用这些资源。
2. **提供系统调用接口**，让应用程序可以通过调用系统提供的函数来使用系统资源，如打开文件、读写文件、创建进程等。
3. **管理进程和线程，调度 CPU 时间片**，以保证每个进程或线程都能得到适当的 CPU 时间。
4. **提供内存管理**，包括虚拟内存、内存分配、内存保护等功能，以便应用程序可以使用内存而不会相互干扰。
5. **管理输入输出（I/O）设备**，如鼠标、键盘、打印机、显示器等，以便应用程序可以与这些设备交互。
6. **提供安全保护**，包括用户身份验证、访问控制、文件权限等，以保证系统安全。
7. **提供文件系统**，以便应用程序可以使用文件和目录。
8. **提供网络协议栈**，以便计算机可以通过网络与其他计算机通信。
2、设备驱动程序
设备驱动程序是用来控制硬件设备的软件程序，将操作系统发出的指令转化为硬件设备可以理解的信号，从而让硬件设备按照指令进行工作。没有驱动程序，硬件设备无法正常工作，操作系统也无法使用它们。
常见的设备驱动程序包括：
1. 显卡驱动程序：用于控制计算机的图形卡，支持计算机运行各种图形应用程序和游戏。
2. 声卡驱动程序：用于控制计算机的音频设备，支持计算机运行各种音频应用程序和音乐。
3. 网卡驱动程序：用于控制计算机的网络接口，支持计算机连接网络和进行数据通信。
4. 打印机驱动程序：用于控制计算机与打印机的通信，支持计算机打印各种文档和文件。
5. 蓝牙驱动程序：用于控制计算机的蓝牙设备，支持计算机与其他蓝牙设备进行数据传输和通信。
6. USB驱动程序：用于控制计算机的USB接口设备，支持计算机与各种外设进行连接和数据交换。
7. 鼠标和键盘驱动程序：用于控制计算机的输入设备，支持计算机输入和操作。
3、编译器、汇编器、解释器
1. 编译器（Compiler）：将高级语言源代码翻译成机器语言（二进制代码），编译后的程序可以在计算机上独立运行。编译器通常将源代码翻译成一系列机器语言指令，经过链接和优化生成可执行程序。常见的编译器有C、C++、Java等语言的编译器。
2. 汇编器（Assembler）：将汇编语言源代码翻译成机器语言，汇编后的程序也可以在计算机上独立运行。汇编器将汇编语言指令翻译成二进制代码，每个汇编语言指令对应一条机器语言指令，这些指令通常是直接操作硬件设备的低级指令。常见的汇编语言有x86、ARM等。
3. 解释器（Interpreter）：会逐行解释源代码，将源代码翻译成计算机能够理解的指令，然后直接在计算机上执行，所以它不需要编译成机器语言，解释器的执行速度较慢。常见的解释器有Python、Ruby等语言的解释器。
二、 应用软件
应用软件是用于执行特定任务或解决特定问题的程序。它包括各种办公软件、图形设计软件、音频视频编辑软件、游戏软件、浏览器等。
三、中间件
中间件是一种连接系统软件和应用软件的软件层。它提供了各种服务和功能，包括数据库连接、消息传递、分布式计算、安全等。 中间件通常包括以下功能：
- 通信支持：中间件提供通信协议、数据格式和编解码支持，使不同系统之间能够进行数据传输和交互。
- 事务管理：中间件提供事务支持，确保在分布式环境中进行的操作是一致和可靠的。
- 数据库连接池：中间件提供数据库连接池，以便应用程序能够高效地访问数据库。
- 安全支持：中间件提供安全性支持，包括身份验证、授权和数据加密等功能。
- 缓存管理：中间件提供缓存管理，以提高应用程序的性能和响应速度。
常见的中间件包括：Web 服务器、应用服务器、消息队列、数据集成工具、事务处理监控器等。
计算机运行程序的基本流程
- 程序编写：程序员使用编程语言编写代码，实现特定的功能或任务。
- 编译：编译器将编写的程序代码转换为机器语言，生成可执行文件。编译器将源代码分析、优化，并生成可执行代码，可执行文件包含操作系统需要加载和运行程序的所有信息。
- 加载：操作系统将可执行文件从磁盘读取到内存中，并为程序分配内存空间，使其在内存中运行。
- 运行：程序开始运行，CPU按照指令逐一执行，数据从内存中读取或写入到内存中。程序执行的结果可以在屏幕上显示，也可以写入文件或数据库中。
- 退出：程序执行完毕后，释放占用的内存和其他资源，并返回退出码。
