你的电脑可以在没有操作系统的情况下运行吗?

作者:Kate Kershner & Talon Homer  | 
compute operating system
操作系统基本上就是电脑的总承包商。Aa Amie/Shutterstock

基本上你能在市场上买到的每台电脑、智能手机和游戏机都有一个共同点:它们都需要一个操作系统(OS)来运行应用程序和执行基本任务。对于电脑而言,最常见的选择是微软的 Windows 和苹果的 MacOS。谷歌的 Chrome OS 也已进入低价学生笔记本市场。(有一个免费工具可以用新的 ChromeOS Flex 更新旧的 Windows 和 Mac 电脑,从而延长它们的使用寿命。)在更小众的领域,我们还有Linux,它是开源的,并提供高度用户自定义选项。所有这些操作系统对于设备的运行都至关重要,但如果完全没有安装操作系统,电脑会是什么样子呢?

在深入探讨之前,让我们先明确操作系统究竟做了什么。操作系统基本上就是电脑的总承包商。当程序忙于各自的专业工作——水管、电气、木工——时,操作系统则负责统筹全局,向处理器传达它们的需求,并提供一种通用的语言,使所有程序都能协同工作,保持一致。

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你的操作系统还做了一些你可能没有想到的事情。例如,决定如何管理内存的是操作系统(而不仅仅是硬盘)。操作系统需要分配每个进程使用的内存量,并确保内存不会重叠。此外,请记住,你的家用电脑很可能是一个单用户、多任务操作系统。这意味着你只有一个处理器,但它可以同时运行许多程序。

但关键是:它实际上做不到。

当你下载文件、处理电子表格和听音乐时,你的电脑看起来像是在同时进行这些操作。实际上,电脑正在以极高的速度在不同进程之间切换——速度之快,你根本察觉不到。虽然你以为中央处理器(CPU)和操作系统参与了每一个任务,但你的程序却认为它们在任何特定时刻都完全控制着操作系统。

所以,实际上,你的操作系统旨在让CPU一次处理一件事。但因为它是一台电脑,而不是一个忙碌的秘书,它能以极快的速度处理多任务,让用户甚至察觉不到。随着多核CPU的普及,处理器现在可以同时处理四个、六个甚至更多的任务。然而,操作系统仍然负责决定这些任务中哪些获得最高优先级。

既然我们了解了操作系统为我们工作的一些方式,那么让我们来看看一台没有操作系统的电脑会是什么样子。

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没有操作系统的电脑会是什么样子?

如果操作系统能做我们所知道的所有事情,那么一台电脑没有操作系统似乎完全不可能存在。

实际上,最早的电脑并没有操作系统;它们是巨大的机器,一次只能执行一个程序。因此,它们也确实不需要操作系统。事实上,最早的电脑需要用户手动连接和断开插板上的电线才能进行计算。但是,如果你没有操作系统,你的电脑能做任何事情吗?

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是的。但你需要做大量工作。没有操作系统来使用和强制执行标准、系统化的电脑运行方法,你将不得不编写代码(或程序),这些代码必须精确地告诉电脑该做什么。因此,如果你想在文字处理程序中输入文档,你必须从头编写代码,告诉电脑如何响应键盘上按下的每个字符。然后你还得编写代码,告诉电脑如何将这些响应转换到屏幕上。你必须告诉电脑如何绘制你想要的字符。想想你的文字处理程序所拥有的每一个选项或可能性。你必须为每一个选项直接在你的硬盘上编写代码。

在没有操作系统的情况下,你的电脑将使用一小段固件启动,这段固件被称为BIOS(基本输入/输出系统)。BIOS 管理着非常简单的功能,例如重置时钟、电压调节或诊断系统错误。它最有用的功能是能够选择一个已安装的磁盘来启动正确的操作系统,因此它无法处理像文字处理或网页浏览这样复杂的任务。

让我们回到总承包商的类比。如果我们建造一栋房子,我们会希望它具有某些功能,比如水管、电线和窗户。在电脑中,我们也希望有类似创建文档的程序、访问互联网的程序以及存储照片的程序等功能。没有操作系统,不仅仅是你的“木匠”不知道在哪里将钉子钉到横梁上才能获得你想要的房间;而且你还得自己锻造锤子,自己制造钉子。

操作系统提供了统一的螺丝、木材和任何你需要的其他材料。它可以在各个“房间”之间来回穿梭,速度之快让你甚至察觉不到它离开了你所在的那个“房间”。

这真的很重要,因为还有一点:还记得我们说过操作系统一次只能专注于一件事吗?好吧,如果没有它,你的电脑只能运行一个程序。就这样。你可以创建文档。你可以保存它。你可以打印它。但你不能在查看该文档的同时让桌面上的时钟运行。如果你没有操作系统,你将被限制在一次只做一件——而且只能做一件——事情。

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电脑操作系统常见问题

操作系统的基本组成部分是什么?
操作系统的三个基本组成部分是文件管理、进程管理和内存管理。
电脑为什么需要操作系统?
操作系统是你电脑上最重要的软件。它监督所有程序并提供一种通用语言,使它们能够高效工作。它还管理电脑的内存、进程、软件和硬件。
每台电脑都需要操作系统吗?
虽然电脑没有操作系统似乎不可能存在,但事实是最早的电脑并没有操作系统。它们只是每次只执行一个程序的庞大机器。与此相反,现代电脑需要执行许多不同的任务,通常是同时进行,所以如果没有操作系统,你的笔记本电脑将无法实际运行。
常见的操作系统有哪些?
五种最常见的操作系统是 Lion (OS X 10.7)、Mountain Lion (OS X 10.8)、Mavericks (OS X 10.9)、Yosemite (OS X 10.10) 和 El Capitan (OS X 10.11)。

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  • 大英百科全书在线版。"Mac OS" (2022年12月4日) https://www.britannica.com/technology/Mac-OS
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  • WinWorld。"86-DOS" (2022年12月4日) https://winworldpc.com/product/86-dos/100

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