Mac OS X 工作原理

首先，操作系统有什么了不起的？它们到底做什么？操作系统是让您操作计算机的编程层面。操作系统在基本层面与计算机硬件交互，将您的命令转换为硬件可以解释的语言。操作系统是您机器上所有其他应用程序的平台。没有它，您的计算机就只是一个镇纸。

本质上，计算机是一种数字处理设备。它以零和一（即位）的形式接收输入，并通过各种电路和处理器进行处理。硬件按照严格的规则运行。我们使用逻辑门等来定义这些规则，逻辑门以可预测的方式接收输入并产生输出。一些简单的计算机不需要操作系统，因为它们只执行特定任务。但个人计算机需要更强的通用性。操作系统允许复杂的程序访问硬件的功能以获得结果。只有硬件的物理特性和我们自己的想象力才能限制程序能做什么。

您可以通过将操作系统物理编程到计算机电路中来设计它。这将需要使用数百万个逻辑门来构建电路。但这样的操作系统会不灵活。这就是 Mac OS X 和 Windows 等操作系统是软件的原因。软件比硬件更具可塑性——您可以通过软件补丁和版本更新进行更改。对硬件进行同样的操作意味着更换物理芯片和电路板。

操作系统就像计算机的管理器。操作系统的职责是监控软件的需求以及硬件可以提供什么。当您在计算机上运行应用程序时，操作系统会分配完成任务所需的资源。这可能包括处理能力、内存分配和计算机存储访问等。理想情况下，操作系统会确保您的计算机硬件永不超负荷。

操作系统也允许程序在计算机上运行。如果没有操作系统，程序员就必须设计一个直接在硬件上运行的应用程序。这效率不高。操作系统充当硬件的应用程序接口。操作系统通过应用程序编程接口 (API) 来实现这一点。程序开发者为 API 构建应用程序。假设程序员在构建应用程序时没有出现任何严重错误，它就应该在操作系统上运行良好。

Mac 计算机的一个重要部分是固件。固件是直接位于硬件层之上的编程层面。它本身不是操作系统的一部分。Mac 固件是您打开 Mac 计算机时执行的第一个存储程序。它的任务是检查计算机的 CPU、内存、磁盘驱动器和端口是否存在错误。PC 上的 Mac 固件等效物称为 BIOS，即基本输入输出系统。如果固件没有报告错误，一个名为引导加载程序的第二个程序会加载 Mac OS X。

接下来，我们将仔细研究 Mac OS X 的核心。

Mac OS X 的核心是 XNU 内核。内核是指操作系统中首先加载的部分。它控制和监视硬件资源，如内存、CPU 处理器分配和磁盘驱动器。XNU 内核包含来自一个名为 Mach 的旧计算机架构系统的代码。Mach 是卡内基梅隆大学的产品，自 20 世纪 80 年代以来一直存在。这段代码负责 Mac 计算机内的一些基本功能，包括虚拟内存管理和多任务处理。该代码还赋予 Mac OS 权限，在 CPU 开始过热时降低其处理速度。

内核的另一个部分是输入输出 (I/O) 套件。它依赖于 C++ 编程语言的专用、受限版本来控制设备驱动程序。设备驱动程序是允许外部设备与您的计算机交互的程序。例如，您的打印机可能需要在计算机上安装设备驱动程序，以便您可以从机器上打印。处理从计算机到其他设备以及反向传输的所有请求和信息是一项要求很高的工作。I/O 套件使 Mac 计算机能够同时处理通过不同技术的多个设备。这就是为什么您可以使用 USB、FireWire 和 Thunderbolt 数据线同时将设备连接到 Mac 的原因。

XNU 内核的第三部分是您计算机的安全卫士和门卫。基于 UNIX 的 Berkeley 软件分发 (BSD) 派生版本，内核的这一部分负责维护系统安全和权限。当您登录 Mac 计算机时，BSD 会确定您的访问级别。管理员几乎拥有完全的自由，可以下载或删除程序和其他数据。其他用户级别可能没有如此自由的权限。这允许管理员定义普通用户可以和不能访问哪些进程。XNU 内核的 BSD 元素还有助于同步 Mac 计算机中的进程。

Mac OS X 的组成部分还包括核心服务层和应用服务层。这些层与内核和硬件一起，构成了计算机工程师所称的“堆栈”。堆栈只是一种将计算机软件和硬件各层关系概念化的方式。在堆栈的底部是硬件和固件。下一层是操作系统内核。之后是核心服务层，然后是应用服务层。应用程序本身位于堆栈的顶部。

Mac OS X 的核心服务组件包含多个框架，允许计算机处理各种语言的文本搜索和系统 API 等任务。应用服务层是基本的图形用户界面 (GUI) 系统。这是普通用户会看到的层——它创建了图形环境。应用服务层还充当各种应用程序之间的通信通道，允许它们相互交互。

接下来，我们来看看 Mac OS X 的一些功能。

随着 Mac OS X Lion 的推出，Apple 引入了一些新功能。Mac OS X 支持多点触控手势。这意味着如果您使用的是配备触控板或妙控鼠标的 Mac 计算机，您可以使用多个触控点并执行特定动作来执行某些命令。典型的例子是使用捏合手势缩小照片。在触控板或妙控鼠标上将两根手指相互靠拢会使选定的图像在屏幕上缩小。Mac OS X 系统中预设了多种不同的手势。

另一个近期功能是全屏应用程序的使用，这些应用程序最初是为运行 iOS 的 Apple 移动设备设计的。Apple 通过 iPhone 和 iPad 等产品提高了应用程序在市场上的认知度。该公司现在允许 Mac 用户通过 Mac App Store 在线购买应用程序。Mac OS X Lion 可以将这些应用程序显示为全屏应用程序，为用户提供最大的屏幕空间。您可以以这种方式运行多个应用程序，并随意在它们之间切换。

想查看 Mac 上运行的所有应用程序吗？您可以使用“调度中心”（Mission Control）快速浏览计算机上当前运行的每个应用程序。它有点像 Windows 任务管理器的图形版本——您不会看到程序列表，而是每个应用程序都以自己的窗口形式呈现。类似地，“启动台”（Launchpad）功能让您可以看到所有应用程序以网格形式排列，每个应用程序都由一个图标表示。如果您在打开启动台时还打开了另一个应用程序，该程序的窗口将淡出，同时您决定接下来要启动哪个应用程序。

对于那些可能有点心不在焉的人，Mac OS X Lion 有一个可能挽救您的功能。它有一个自动保存功能，可以帮助您避免丢失工作。还有一个名为“版本”的功能，它将显示您处理过的文档的历史记录。如果您决定您的工作方向不对，您可以返回到早期版本并从那里开始，而无需丢弃整个文档。

如果您想将 Mac 计算机用作家庭网络的服务器，Mac OS X Lion 包含一个简化设置过程的功能。而“隔空投送”（AirDrop）功能对于共享非常有用。当您运行隔空投送时，您的 Mac 可以无线连接到任何其他同样运行隔空投送的计算机。您无需在同一个 Wi-Fi 网络中。这意味着无论是否有更大的网络存在，您都可以在 Mac 计算机之间共享文件。

就辅助功能而言，Mac OS X Lion 的“旁白”（VoiceOver）功能让视障人士更容易使用他们的电脑。例如，电脑可以朗读文档。该操作系统包含 22 种不同语言的语音。还有一个盲文详细程度设置，让视障用户可以精确定义在使用 Mac 上的各种应用程序时获得多少信息。

Mac 上有数百种功能。其中一些，如视频聊天服务 FaceTime，Apple 最初是在 iPhone 等平台上推出的。其他一些则是 Mac 计算机独有的。但要一一列举，则需要一本书的篇幅！

您可以使用 Mac 进行的一件事是更改计算机的 IP 地址。我们将在下一节中了解如何以及为何要这样做。

一个IP 地址就像互联网上的一个身份。所有连接到互联网的计算设备都有一个 IP 地址。有时，该地址是静态的——这意味着该地址保持不变，并且设备在连接到互联网时将始终拥有该地址。其他地址是动态的，这意味着设备每次连接到互联网时都可能拥有不同的 IP 地址。一旦连接，IP 地址将保持不变，但如果设备断开连接并重新连接，它可能会有另一个地址。

您为什么要更改 IP 地址？有时您计算机的 IP 地址可能会发生冲突，可能是由于另一个设备具有相同的地址，或者您的地址格式不允许您访问互联网。但是，人们想要更改其计算机 IP 地址的一些原因在道德立场上站不住脚。某些服务会阻止来自特定区域的 IP 地址设备。该服务可能是游戏、音乐服务、视频服务或普通网站。如果系统检测到您来自其服务区域之外的地区，您将无法访问它。将您的 IP 地址更改为看似来自另一个区域的地址可以授予您访问权限。

人们选择更改 IP 地址的另一个原因与被服务阻止或禁止有关。禁止用户的一种相对简单的方法是阻止该用户的 IP 地址。但如果您更改了 IP 地址，就像您伪装了一样。

也许您想在浏览网站和服务时保护您的隐私。更改您的 IP 地址并使用网络代理可以帮助保护您的身份，如果您担心有人窥探您，这会很有用。生活在拥有压迫性或限制性政府的地区的人们可能会使用网络代理来访问他们原本无法访问的信息和通信系统。

如果您只是因为网络问题需要一个新的 IP 地址，请按照以下步骤操作：

请记住，此方法只会将您的 Mac 的 IP 地址重置为同一区域内的新地址。此方法无法让您规避法律和政策来观看通常对您受限的内容。要做到这一点，您需要使用网络代理服务。此类服务可能并非完全可靠，因为许多政府和公司都不赞成它们。

要了解更多关于操作系统和相关主题的信息，请查看下一页的链接。