计算机在各个领域的广泛应用不仅提高了人们的生活质量，为人们带来了各种便利，还在人们的生产和日常工作中发挥着极其重要的作用，大大提高了生产和工作效率。随着计算机技术的应用和发展，与其他领域的技术相结合并进行技术上的创新，为人们提供了各种高科技的信息技术，推动了社会经济的发展和科学技术的进步。如今，计算机技术已经成为主导社会经济发展的一个重要因素。使用计算机和网络信息技术的意识，并应用这些技术进行信息获取、存储、传输和处理的技能，以及运用计算机解决实际问题的能力，成为当今社会衡量一个人文化素养的重要标志。
　　在当今科技高速发展的时代背景下，先进科学技术冲击着整个世界，是对计算机应用与信息技术发展的全新考验。
　　《计算机应用与信息技术发展研究》是计算机信息技术方向的著作，主要研究计算机应用与信息技术发展，《计算机应用与信息技术发展研究》从计算机基础介绍入手，针对计算机基础知识、计算机硬软件系统进行了分析研究；另外对信息技术基础、计算机信息可视化应用、信息技术在多领域的应用、计算机信息技术应用发展做了一定的介绍；还对区块链技术的发展、人工智能技术的发展、信息技术在教育中的发展创新、计算机应用技术创新实践、大数据技术的发展趋势提出了一些建议；旨在摸索出一条适合计算机应用与信息技术发展的科学道路，帮助其工作者在应用中少走弯路，运用科学方法，提高效率。对计算机信息技术的应用发展有一定的借鉴意义。

　　《计算机应用与信息技术发展研究》：
　　七、操作系统的运行环境和内核结构
　　（一）操作系统的运行环境
　　计算机硬件所提供的支持构成现代操作系统的硬件环境，如中央处理器（CPU）、主存储器、缓冲、时钟和中断等，其中中断技术是推动操作系统发展的重要因素之一。事件引发中断，中断必须加以处理，操作系统由此被驱动。操作系统是一个众多程序模块的集合。根据运行环境，这些模块大致分为下述3类：
　　第1类是在系统初启时便与用户程序一起主动参与并发运行的，如作业管理程序、输入输出程序等。它们由时钟中断、外设中断所驱动。
　　第2类是直接面对用户态（亦称常态、或目态）程序的，这是一些“被动”地为用户服务的程序。这类程序的每一个模块都与一条系统调用指令对应，仅当用户执行系统调用指令时，对应的程序模块才被调用、被执行。系统调用指令的执行是经过陷入中断机构处理的。因此从这个意义上说，第2类程序也是由中断驱动的。
　　第3类是那些既不主动运行也不直接面对用户程序，而是隐藏在操作系统内部，由前2类程序调用的模块。既然前2类程序是由中断驱动的，那么第3类程序也是由中断驱动的。应当注意，操作系统本身的代码运行在核心态（亦称管态、特态）。从用户态进入核心态的唯一途径是中断。
　　操作系统控制和管理其他系统软件，并与其共同支持用户程序的运行，构建成用户的运行环境；同时，操作系统的功能设计也受到这些系统软件的功能强弱和完备与否的影响。
　　（二）操作系统的内核结构
　　1.模块结构
　　模块结构也称为单内核模型。整个系统是一个大模块，可以被分为若干逻辑模块，即处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理，其模块间的交互是通过直接调用其他模块中的函数实现的。
　　模块结构是基于结构化程序设计的一种软件结构设计方法。早期操作系统（如IBMS/360操作系统）采用这种结构设计方法，主要设计思想和步骤如下：把模块作为操作系统的基本单位，按照功能需要而不是根据程序和数据的特性把整个系统分解为若干模块（还可以再分成子模块），每个模块具有一定独立功能，若干个关联模块协作完成某个功能；明确各个模块之间的接口关系，各个模块间可以不加控制自由调用（所以，又叫无序调用法），数据多数作为全程量使用；模块之间需要传递参数或返回结果时，其个数和方式也可以根据需要随意约定；然后，分别设计、编码、调试各个模块；最后，把所有模块连接成一个完整的系统。
　　这种结构设计方法的主要优点是：结构紧密、组合方便，对不同环境和用户的不同需求，可以组合不同模块来满足，从而灵活性较大；针对某个功能可用最有效的算法和任意调用其他模块中的过程来实现，因此系统效率较高；由于划分成模块和子模块，设计及编码可齐头并进，能加快操作系统研制过程。
　　2.层次结构
　　为了能让操作系统的结构更加清晰，使其具有较高的可靠性，较强的适应性，易于扩充和移植，在模块结构的基础上产生了层次式结构的操作系统。所谓层次结构，即是把操作系统划分为内核和若干模块（或进程），这些模块（或进程）按功能的调用次序排列成若干层次，各层之间只能是单向依赖或单向调用关系，即低层为高层服务，高层可以调用低
　　层的功能，反之则不能，这样不但系统结构清晰，而且不构成循环调用。
　　层次结构可以有全序和半序之分。如果各层之间是单向依赖的，并且每层中的诸模块（或进程）之间也保持独立，没有联系，则这种层次结构被称为是全序的。如果各层之间是单向依赖的，但在某些层内允许有相互调用或通信的关系，则这种层次结构称为半序的。
　　在用层次结构构造操作系统时，目前还没有一个明确固定的分层方法，只能给出若干原则，供划分层次中的模块（或进程）时参考。
　　第一，应该把与机器硬件有关的程序模块放在最底层，以便起到把其他层与硬件隔离开的作用。在操作系统中，中断处理、设备启动、时钟等反映了机器的特征，因此，与这些特征有关的程序都应该放在离硬件尽可能近的层次中，这样安排既增强了系统的适应性也有利于系统的可移植性，因为，只需把这层的内容按新机器硬件的特征加以改变后，其他层内容都可以基本不动。
　　第二，为进程（和线程）的正常运行创造环境和提供条件的内核程序，如CPU调度、进程（和线程）控制和通信机构等，应该尽可能放在底层，以支撑系统其他功能部件的执行。
　　第三，对于用户来讲，可能需要不同的操作方式，譬如可以选取批处理方式，联机控制方式，或实时控制方式。为了能使一个操作系统从一种操作方式改变或扩充到另一种操作方式，在分层时就应把反映系统外特性的软件放在最外层，这样改变或扩充时，只涉及到对外层的修改，内层共同使用的部分保持不变。
　　第四，应该尽量按照实现操作系统命令时模块间的调用次序或按进程间单向发送信息的顺序来分层。这样，最上层接受来自用户的操作系统命令，随之根据功能需要逐层往下调用（或传递消息），自然而有序。譬如，文件管理要调用设备管理，因此，文件管理诸模块（或进程）应该放在设备管理诸模块（或进程）的外层；作业调度程序控制用户程序执行时，要调用文件管理的功能，因此，作业调度模块（或进程）应该放在文件管理模块（或进程）的外层等等。一个操作系统按照层次结构的原则，从底向上可以被安排为：裸机、CPU调度及其他内核功能、内存管理、设备管理、文件管理、作业管理、命令管理、用户。

第一章 计算机概述
第一节 计算机基础知识
第二节 计算机硬软件系统

第二章 信息技术基础
第一节 信息与信息社会
第二节 信息设备
第三节 操作系统

第三章 计算机信息系统安全
第一节 计算机网络与信息系统安全
第二节 系统攻击技术与防御手段

第四章 计算机信息可视化应用
第一节 二维信息可视化
第二节 交互界面信息可视化
第三节 动态媒体信息可视化

第五章 信息技术在多领域的应用
第一节 信息技术在军事中的应用
第二节 信息技术在医学中的应用
第三节 信息技术在海洋系统中的应用

第六章 计算机信息技术创新应用
第一节 云计算的应用
第二节 物联网的应用
第三节 3D打印的应用

第七章 区块链技术的发展
第一节 区块链产业发展与服务
第二节 区块链技术生态体系的构建
第三节 区块链技术与实体产业的发展

第八章 人工智能技术的发展
第一节 人工智能技术
第二节 人工神经网络系统设计与实现
第三节 虚拟现实与人工智能技术综合发展

第九章 信息技术在教育中的发展创新
第一节 信息技术与课程教学的融合
第二节 信息技术教育教学模式创新与发展

第十章 计算机应用技术创新实践
第一节 计算机应用技术创新发展的有效策略
第二节 高等院校对计算机的创新实践
第三节 企业对计算机的创新技术的实践
第四节 物流对计算机的创新技术的实践

第十一章 大数据技术的发展趋势
第一节 数据可视化技术
第二节 大数据安全技术发展趋势
第三节 大数据技术的应用趋势

参考文献