系統軟件：你電腦的幕後功臣

各位同學好！你哋有冇諗過，當你輕點圖示或者點擊滑鼠嗰陣，電腦或手機裡面發生緊啲咩事呢？呢啲絕對唔係魔法！而係有一個強大嘅管理員喺幕後運作，確保所有嘢都順暢運行。呢個管理員就叫做系統軟件。

喺呢一章，我哋將會揭開呢個關鍵軟件嘅神秘面紗。我哋會了解電腦嘅「老闆」（作業系統）、佢嘅得力助手（公用程式同驅動程式），以及電腦執行工作嘅唔同方式。了解呢啲知識係理解電腦點樣運作嘅關鍵。我哋即刻開始啦！


宏觀視角：硬體、軟件，同埋你！

你可以將一個電腦系統想像成一個分層協作嘅團隊。你唔可以直接同電腦嘅實體部分溝通。你中間需要一個翻譯員同一個管理員。

佢哋之間嘅關係係咁嘅：
1. 用家（就係你喇！）： 你想做啲嘢，例如寫一篇論文或者玩遊戲。
2. 應用軟件： 呢啲係你直接用嚟完成工作嘅程式。（例如：Microsoft Word、Chrome、遊戲）。
3. 系統軟件： 呢個係管理電腦本身嘅管理員。佢控制硬體，並容許應用程式運作。系統軟件中最重要嘅部分就係作業系統 (OS)。
4. 硬體： 呢啲係你摸得到嘅電腦實體部分。（例如：中央處理器、隨機存取記憶體、硬碟、鍵盤）。

比喻時間到！想像一下一間餐廳。
- 你就係用家（顧客）。
- 餐牌就係應用軟件（你用嚟選擇菜式嘅嘢）。
- 餐廳經理同侍應就係系統軟件（佢哋負責落單、管理廚房，並確保你攞到食物）。
- 廚房、焗爐同食材就係硬體（製作食物所需嘅實體工具）。

你唔會直接教焗爐點樣煮嘢；你會話畀侍應（應用程式）聽你想要啲咩，然後經理（系統軟件）就會搞掂其餘嘅嘢！

重點提示

系統軟件充當你嘅應用程式（例如遊戲同網頁瀏覽器）同實體電腦硬體之間嘅關鍵中間層。佢管理整個系統，令你嘅應用程式可以順利運行。


作業系統 (OS)：總控制器

作業系統，簡稱 OS，係系統軟件中最重要嘅類別。佢係你開機時最先載入，關機時最後關閉嘅嘢。如果冇咗作業系統，你部電腦就只係一盒冇用嘅電子零件。

作業系統實際做啲咩？（基本功能）

作業系統有幾個主要工作，就好似一間公司嘅繁忙行政總裁咁：

  • 處理器管理： 作業系統決定中央處理器（電腦嘅大腦）應該處理邊啲任務，同埋以咩次序處理。呢個容許你同時運行多個程式，呢個功能叫做多工處理。

  • 記憶體管理： 佢管理電腦嘅主記憶體（隨機存取記憶體）。當你開啟一個程式時，作業系統會喺記憶體中搵一個空間畀佢。當你關閉佢時，作業系統就會釋放嗰個空間畀其他程式用。

  • 儲存與檔案管理： 作業系統將你所有嘅數據整理成檔案同資料夾，儲存喺你嘅硬碟或固態硬碟入面。佢會追蹤所有嘢儲存喺邊度，等你可以之後搵返佢。（想像佢係你數據嘅超級圖書館管理員！）

  • 裝置管理： 佢控制所有連接到你電腦嘅輸入同輸出裝置，例如你嘅鍵盤、滑鼠、顯示器同打印機，確保佢哋可以同你嘅軟件溝通。

  • 用戶介面 (UI)： 作業系統提供一個方式畀你同電腦互動。大多數現代作業系統都使用帶有圖示、視窗同選單嘅圖形用戶介面 (GUI)。

作業系統家族成員：常見種類

你每日都用緊作業系統㗎！以下係一啲常見嘅：

- 微軟視窗 (Microsoft Windows)： 全世界最受歡迎嘅桌面同手提電腦作業系統。以其廣泛嘅軟件同硬體兼容性而聞名。
- 蘋果macOS (Apple macOS)： 運行喺蘋果Mac電腦上嘅作業系統。以其用戶友善嘅設計同強大嘅圖形處理能力而聞名。
- Linux： 一個開源作業系統，意味著佢嘅程式碼係免費畀任何人查閱同修改嘅。喺伺服器、程式設計師同埋科技愛好者當中好受歡迎。
- 蘋果iOS (Apple iOS)： 為iPhone同iPad提供動力嘅流動作業系統。以其簡潔同安全性而聞名。
- Google Android： 全世界最受歡迎嘅流動作業系統。佢係開源嘅，並畀好多唔同嘅手機製造商使用（例如：Samsung、Google）。

快速回顧

作業系統 (OS) 係核心軟件，負責管理所有硬體和軟件資源。佢嘅主要功能係管理處理器、記憶體、檔案、裝置，以及提供用戶介面。


支援團隊：公用程式同驅動程式

作業系統雖然係老闆，但佢需要一個支援團隊去處理特定嘅維護同翻譯工作。呢個就係公用程式同驅動程式嘅用武之地。

公用程式：電腦嘅工具箱

公用程式係小型系統軟件，執行特定任務，協助管理、維護和保護電腦。你可以將佢哋想像成工具箱入面嘅工具。你唔會成日用佢哋，但當你需要時，佢哋就非常重要。

常見例子包括：
- 數據壓縮工具： 呢啲公用程式可以令檔案變細，咁樣佢哋就可以佔用更少儲存空間，同埋喺互聯網傳送會更快。（例如：WinZip、7-Zip）。比喻：將一袋衫入面嘅空氣擠出嚟，咁就可以喺行李箱入面放更多衫。
- 病毒檢查程式（防毒軟件）： 佢哋會掃描你部電腦，尋找惡意軟件（例如病毒），並將佢哋移除，以確保你嘅系統安全。
- 檔案管理員： 協助你瀏覽、尋找、複製、移動、重新命名同刪除檔案同資料夾。（例如：Windows 檔案總管、macOS Finder）。
- 磁碟重組軟件 (Defragmentation Software)： 呢個係用嚟整理你嘅硬碟。隨住時間過去，一個檔案嘅部分可能會分散喺磁碟嘅唔同地方。磁碟重組會將呢啲分散嘅部分重新組合番，咁樣可以令你部電腦更快。比喻：整理凌亂嘅書架，咁你就可以更容易咁搵到書。
- 系統監控軟件： 顯示你部電腦嘅實時效能資訊，例如中央處理器同隨機存取記憶體嘅使用情況。

驅動程式：翻譯員

驅動程式，或者簡稱「驅動」，係一種非常特殊嘅軟件，佢充當作業系統同特定硬體之間嘅翻譯員。

每件硬體，由你嘅顯示卡到你嘅打印機，都有佢自己獨特嘅語言。作業系統唔識所有呢啲語言。所以，當你連接新打印機時，你需要安裝佢嘅驅動程式。驅動程式會精確地話畀作業系統聽點樣「同」嗰個特定嘅打印機型號溝通，以便發送文件畀佢打印。

簡單比喻： 如果作業系統淨係識講英文，而你嘅新打印機淨係識講日文，咁驅動程式就係英日翻譯員，容許佢哋完美地溝通。

重點提示

公用程式用於電腦系統嘅維護同管理（好似技工嘅工具咁）。驅動程式用於作業系統同特定硬體之間嘅通訊同翻譯（好似語言翻譯員咁）。


運作模式：電腦點樣執行工作

並非所有計算任務都一樣。一個計算公司薪酬嘅系統同一個控制飛機嘅系統有非常唔同嘅需求。「運作模式」描述咗呢啲唔同嘅資訊處理方法。

批次處理 (Batch Processing)

係咩嚟： 工作會集中收集並一次過處理大批工作。一旦批次處理開始，就唔會有用戶互動。佢會由頭到尾自行執行。
比喻： 喺星期日一次過洗晒所有衫。你將所有衫放入洗衣機，按開始，然後等洗好晒先返嚟。
應用： 產生每月銀行月結單、喺月底處理所有員工嘅薪金、批改多項選擇題試卷。

實時處理 (Real-time Processing)

係咩嚟： 數據一接收到就即時處理。系統必須提供即時反應，因為延遲可能會造成災難性後果。
比喻： 飛機師揸飛機。當飛機師移動控制桿時，飛機必須即時反應，而唔係幾分鐘之後。
應用： 航空公司機票預訂系統、醫院嘅生命維持系統、飛行控制系統、線上遊戲。

平行處理 (Parallel Processing)

係咩嚟： 一個單一任務會被拆解成更細嘅部分，然後一部電腦入面嘅多個處理器（或CPU核心）會同時處理呢啲部分。
比喻： 一個廚房入面嘅廚師團隊，佢哋正喺度為一個大型宴會而努力。一個切菜，另一個煮肉，第三個準備甜品，全部都係同時進行。
應用： 複雜嘅科學模擬（例如天氣預報）、高階影片編輯同渲染。

分散式處理 (Distributed Processing)

係咩嚟： 一個單一任務會被分割並由多部獨立嘅電腦處理，而呢啲電腦係透過網絡連接嘅。
比喻： 一個大型全球研究項目。香港、倫敦同紐約嘅科學家都處理同一個問題嘅唔同部分，並透過互聯網分享佢哋嘅結果。
應用： SETI@home 項目（使用數百萬部家用電腦搜尋外星訊號）、分析 Google 或 Facebook 等公司嘅龐大數據集。

虛擬化 (Virtualisation)

係咩嚟： 利用軟件創建一部電腦嘅「虛擬」版本，運行喺你實際嘅實體電腦之上。呢部虛擬機器就好似一部獨立嘅電腦，擁有自己嘅虛擬硬體同作業系統。
比喻： 擁有一部「電腦中嘅電腦」。你可以在你部Mac電腦嘅一個視窗入面運行完整版嘅Windows，反之亦然。
應用： 安全地測試新軟件而唔會損害你嘅主系統、運行同你現有作業系統唔相容嘅舊程式、以及容許雲端運算公司喺一部實體伺服器上運行多個虛擬伺服器。

常見錯誤要避免！

千祈唔好混淆平行處理同分散式處理。
- 平行處理 = 喺一部電腦入面有幾核處理器。
- 分散式處理 = 多部電腦協同工作。