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二、計算機的神經網絡系統-操作系統

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上篇介紹了計算機的身體構造,但是把那幾大塊部件拼湊在一起,還不能稱之為計算機,還得讓它能夠思考,今天我們來說說計算機是如何思考的。 人類之所以能夠思考,是因為我們的身體中有無數的神經元組成的神奇的神經網絡系統。當身體接受到信號並把它傳遞給神經網絡系統,神經網絡系統會根據個人的認知對其進行處理,並把處理的結果反饋出去。整個過程全部發生在神經網絡系統中,錯綜復雜的神經網絡系統讓我們具備了思考的能力,面對不同的信號可以作出不同的響應。 同樣地,科學家們在造就計算機的時候,也設計了一個神經網絡系統,稱之為計算機操作系統(operating system,簡稱OS)。神經網絡系統主要有分布在大腦中的中樞神經和其它部位中的一般神經,通常我們認為大腦中的中樞神經主要來思考,其它部位中的一般神經是用來接受身體傳遞過來的信號並把中樞神經處理的結果反饋出去,簡而言之就是來驅動其它身體部位。而計算機的操作系統也是由這樣的兩部分組成,分別稱之為內核和驅動。真正用來計算和思考的是內核,驅動計算機各個部位的稱之為驅動。 有什麽樣的需求才會有什麽樣的產品,操作系統的發展也是為了迎合市場需求而不斷改進的。 剛開始的計算機比較簡陋,性能比較差勁,主要用來進行數學計算,功能就好比今天的計算器,那個時候還沒有真正意義上的操作系統,廠商直接把程序寫進計算機裏面。隨著計算機硬件的發展,計算機型號越來越豐富,每個程序必須要針對不同型號的計算機進行修改才能運行,給廠商帶來了極高的成本。於是,開始出現了操作系統的構想,讓不同型號的計算機運行同一個操作系統,然後程序直接在操作系統上運行,如此一來,只需要修改操作系統適配於各種型號的計算機就可以了,它還有一個額外的好處就是可以在操作系統中運行不同的程序。 但是隨著計算機硬件的發展越來越快,操作系統不得不加快更新速度。廠商也忙不過來了,怎麽辦呢?有人想到了好主意,把操作系統的核心部分(中樞神經)抽出來做成內核,那些驅動各個硬件的部分(一般神經)分離出來叫做驅動程序(簡稱驅動),每開發出來一款新硬件,就編寫好可以直接由內核運行的驅動程序,如此就不需要頻繁的修改操作系統來兼容不斷出現的硬件了,只需要把新硬件的驅動程序安裝好,內核就能識別並驅動這款硬件了。它還帶來了一個好處,就是可以根據個人喜好隨意組裝計算機。 迄今為止,主流的操作系統都是這樣的思路,不同的廠商開發出了不同的操作系統,主要有如下幾大品牌: 一、Microsoft(微軟),生產了著名的Windows操作系統,廣泛使用於個人電腦中,還生產了手機上的操作系統Windows Mobile,不過由於推出市場時間太晚,市場占有率很低,幾乎所有的公司都不願意為Windows Mobile開發應用程序(Application,簡稱app),所以基本上淡出了人們的視野。 二、Apple(蘋果),蘋果公司既有硬件研發也有軟件研發,MacOS操作系統(前稱“Mac OS X”或“OS X”),是一款運行於蘋果系列電腦上的操作系統,得益於軟硬件一體化研發和精益求精的設計,蘋果電腦向來是業界最時尚、最精美、最昂貴的產品。其在移動設備領域的產品更是耳熟能詳,iPhone、iPad等等,蘋果公司為移動設備研發的操作系統叫做iOS,開發者只把開發出來的軟件發布到iOS商店(app store)上,消費者就可以直接在上面購買使用了,這種模式也是蘋果公司首創,得益於app store的審核機制,保證了軟件的質量。 三、還有一個業界中最奇葩、最可貴的操作系統Linux,它不是某個公司研發的,它是數十年來世界上千千萬萬個程序員們不斷地為其編寫代碼而形成的操作系統,它是開放源代碼的,為所有人共享(任何人都可以修改,使用),是開源精神的詮釋。它主要用於服務器領域,少見於個人電腦中,但是它的功績不可磨滅。Google公司開發的Android操作系統就是使用了Linux的內核,而Android操作系統在移動設備領域有著極高的占有率,因此,也可以說它是世界上最流行的操作系統。 看了這些操作系統之後,你是不是會有這樣的疑問,為什麽要為電腦(PC)和移動設備(手機,平板電腦等)分別設計操作系統呢?為什麽就不能用一個呢? 這是因為硬件的原因,一般組成PC的硬件性能比較強悍,能耗比較高,而移動設備受限於有限的空間,只能使用能耗較低(省電)的硬件,因此不得不分別為他們設計操作系統。不過隨著硬件的發展,相信不久就會出現性能強悍而且又省電的硬件,這就具備了使用同一操作系統的先決條件。目前已有Google等公司已經開始在這方面作出了努力,也許不久就會有合二為一的產品問世了。

二、計算機的神經網絡系統-操作系統