信息与智能科学导论
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2.1 软件系统概述

2.1.1 软件与硬件的关系

计算机系统由硬件、软件、网络三部分构成。

硬件由电子、机械以及光电元件等物理装置组成,是计算机系统中各种设备的总称,服务于计算机软件及网络。计算机硬件需要符合可视化、可触摸、可感觉等要素,是使用者看得见、摸得到的实体。

软件是保证计算机可以正常运行所需要的程序、文档以及数据的集合,是对硬件和网络的支撑,是计算机的灵魂,软件分为系统软件和应用软件两大类。

软件和硬件的关系如下。

(1)硬件是软件的载体,软件是硬件的灵魂,二者相互依存,缺一不可。

计算机如果只有硬件而无软件,仅是一些电子元器件的组合,是无法使用的,我们通常称之为“裸机”。同样,如果没有硬件支持,软件只能存在于设计者的头脑中和纸面上,软件的功能是得不到验证与实现的。

(2)软件和硬件无严格界限,有时候功能可以互相替换。

科技的快速发展,致使计算机的一些功能既可以由硬件实现也可以由软件实现,二者功能等同或者近似,从一定程度上看,软件和硬件无严格界限。

一般而言,实现相同功能时,软件效率不如硬件,其速度较慢、稳定性略差。但是软件使用灵活,更新、加载、移除、融合等特性强于硬件,同时价格低廉。因此使用软件还是硬件,我们可以根据需要进行选择。

(3)软件和硬件协同发展。

随着计算机硬件技术的快速发展,很多以前只能存在于幻想中的设计得以实现,使人们可以想象和实现更多的软件功能,促进软件的发展。

反之,软件的发展也对硬件提出了更高的要求,从而推动电子、微电子、光电等硬件领域日新月异,出现了更快的处理器、更大的存储器、更高清的显示方式等。

(4)软件和硬件在未来将得到高度统一。

随着科技的迅猛发展,硬件将会朝着轻小、能耗低、高速度、大容量、智能化以及生物化等方面发展,而软件会成为硬件密不可分的一部分,植入硬件体内,朝着专一性和多元化两个极端发展。或许若干年后的计算机会比一张纸还要薄,可以按照人们的设想随意将软件功能写在上面。