4.1電腦與使用者的溝通橋樑：作業系統

電腦的發展造就了現代科技的日新月異，舉凡個人電腦、手機、平板等硬體設備都與我們的生活息息相關，在第1.2章已經簡單介紹了電腦的歷史，本章則要帶你了解電腦的作業系統。

什麼是作業系統？

作業系統（operating system，簡稱OS）是介於電腦硬體與應用軟體之間的程式，也可以說是管理硬體與軟體資源的系統軟體，其核心(kernel）是控制整個電腦系統（硬體＋OS＋軟體）的主體。它主要負責管理記憶體、系統資源供需的次序、輸入與輸出裝置、網路與檔案系統。 不同的硬體有不同的OS，比如手持式（如手機、平板等行動裝置）與嵌入式（如微波爐、GPS等處理單一功能為主的裝置）OS與超級電腦的大型OS等，相同的是它們都各自因應不同需求，協助硬體管理內部程式的運作，以提供服務給使用者，也就是說作業系統其實是一種「軟體服務」。

軟體即服務（SaaS，Software as a Service 註）

廣義上來說，軟體服務是供應商提供一套軟體，讓你直接應用不需要再自己開發。
舉例：購買PC便能使用微軟搭載的Windows作業系統這套軟體，不需要自己大費周章寫一個！

隨著網路的崛起與進步，軟體服務的用戶甚至可以不用下載，
直接連上網路就能使用（租用、購買，或者免費）線上軟體。

註：SaaS屬於雲端運算的其中一種服務模式，詳細的內容在11.6章有介紹

小知識：全球最有價值的五間公司，都是提供軟體服務的喔！

一段話舉例：

作業系統像是「電腦」這間店的店長，除了向客戶（使用者）提供服務（開機關機、上網、使用應用程式等）
也要管理與分配員工的工作(系統資源供需次序、控制輸入與輸出裝置、管理網路與檔案等)。

總結一台電腦的作業系統要提供以下功能：

• 行程管理（processing management）

• 記憶體管理（memory management）

• 檔案系統（file system）

• 網路通訊（networking）

• 安全機制（security）

• 使用者介面（user interface）

• 驅動程式（device drivers）

作業系統簡史

作業系統最初被創造的用意就是替電腦進行工作排序，後來為了管理更複雜的硬體設備而漸漸演化出更多功能。簡單來說，它的歷史就是處理更多系統需求的演變史。一開始只有大型電腦有作業系統的需求與裝設能力（如System 360），後來個人電腦與更多小型裝置都有發展出各自的作業系統，功能性也更趨強大。 早期的作業系統只有命令列介面（command-line interface，簡稱CLI，也可稱為字符使用者介面character user interface, 簡稱CUI），透過直接輸入指令來操作電腦；後期的作業系統則幾乎都具備圖形化使用者介面（graphical user interface，簡稱GUI），並提供滑鼠或觸控面版等鍵盤以外的輸入方式，也是今日你我最熟悉的OS樣貌。 CLI相較GUI更節省電腦系統資源，以開發者或者學習電腦科學者的角度來看，CLI的操作效率更高，因此現在使用GUI的作業系統中通常也都保留著CLI。

整體而言，作業系統的發展對於電腦裝置的進化與普及有著莫大的貢獻。

小知識：

影響現代OS深遠的GUI技術其實早在1973年已經由全錄（Xerox）公司開發出來，但未商品化。
1979年賈伯斯看出了商機，想購買這項技術但被拒絕，因此決定開發自己的GUI電腦。
1983年蘋果推出的Apple Lisa，成了世上第一部採用GUI的商品化電腦，也獲得巨大的成功。
1985年，當初以磁碟OS（disk OS，簡稱DOS）叱吒風雲的微軟才跟著推出了Windows 1.0。

知名的作業系統

以下介紹幾個與我們日常生活最相關的個人電腦作業系統與手機作業系統：

個人電腦

Microsoft Windows： 微軟公司開發的個人電腦作業系統，前身就是Microsoft磁碟作業系統(簡稱ＭS-DOS)，整體市佔率高達九成。 macOS： 以精簡的設計美學著稱，蘋果公司旗下的作業系統都以產品本身的名稱加上OS為命名風格（iOS、tvOS、watchOS) Linux： 林納斯‧托瓦茲（Linus Torvalds）開發的一套可以免費自由傳播的開放原始碼系統，也是開源專案的最佳典範。其相關應用軟體主要是由駭客或其它Linux愛好者合作開發出來的，但不同軟體操作方式缺乏一致性，而且目前能在Windows或macOS上使用的應用軟體大部分沒有Linux版本，因此較不如前兩者通行（尤其亞洲地區）。 某種程度上，Linux比起商業價值更具備開發意義，它可以讓開發者從開放原始碼上快速、低價（幾乎免費）的建立專業能力，從而豐富市場的競爭，因此也會有人戲稱「Ｗindows 是一般人使用；macOS是有錢人（蘋果系列的產品都是高單價）或設計人使用；Linux則是工程師專用。」 關於Linux與其特性更深入的介紹，推薦閱讀：Linux是什麼？從網站開發到物聯網無所不在的OS作業系統介紹

手機

Android：非正式中文名稱為安卓，Google公司收購同名的科技公司後開發而成，也是Google跨足行動領域的巨大成功。是以Linux為核心的開放原始碼系統，因此任何人都可以使用或者開發其相關的應用程式，市佔率高達八成。

小趣事：

自2009年五月開始，Android的版本名稱除了數字，開始以英文字母順序的甜點名稱來命名
自1.5版的Cupcake（杯子蛋糕）開始至今，最新版本為9.0.0版的Pie（派）

iOS：蘋果手機iPhone專屬的作業系統，承襲蘋果電腦的設計風格，與Android系統為手機市場兩大巨頭。 Windows Mobile/Windows Phone：微軟針對行動通訊產品開發的作業系統，市佔率低。後者為前者的繼承者，曾與Nokia戰略結盟，合作推出Lumia系列手機想抵抗安卓與iOS，但依舊失敗告終。 BlackBerry OS/BlackBerry 10：黑莓公司開發的封閉原始碼系統，專屬自家品牌黑莓手機，以高安全性著稱而一度吸引許多商務人士使用，但最終仍然不敵慘淡的市佔率與銷售成績，黑莓作業系統也將於2019年底結束服務，轉向Android。 Symbian/Meego：Nokia公司旗下的作業系統，由於改革緩慢，在智慧型手機市場始終無法有所突破，最終放棄了這兩個作業系統，轉向Windows Phone。

小結

現在的手機幾乎不是Android就是iOS，如同個人電腦似乎不是Windows就是macOS，但其實在伺服器、大型超級電腦，還有其他電子裝置的領域中，還有各式各樣的作業系統，族繁不及備載。可以知道的是OS都是為了協助硬體設備提供人們更多完善的服務而存在。 直至今日，作業系統依舊隨著科技發展不斷進化，即使是手機的手持作業系統也幾乎具備了許多與電腦相去不遠的多樣功能，也許未來某一天真的會出現像是電影《雲端情人》裡的個人專屬秘書OS，或是電影《鋼鐵人》裡饒富智慧又有幽默感的智能管家OS賈維斯，甚至不需要親自操作應用程式，透過聲控就能協助你完成所有工作項目，是不是很方便呢？