第四章計算機軟件系統(tǒng)(2)

1、第四章第四章計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)第四章第四章 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)主要內容：主要內容： 計算機軟件系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、 程序設計語言與翻譯、算法與程序設計語言與翻譯、算法與程序設計、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、軟件開程序設計、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、軟件開發(fā)與軟件工程發(fā)與軟件工程重重 點：點： 計算機軟件系統(tǒng)、操作軟件、算法與程序設計計算機軟件系統(tǒng)、操作軟件、算法與程序設計難難 點：點： 計算機工作原理，操作系統(tǒng)，算法與程序設計計算機工作原理，操作系統(tǒng)，算法與程序設計4.1計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)4.1.1軟件的基本知識軟件的基本知識1. 軟件的概念軟件的概念 計算機軟件

2、是指有處理目的計算機指令或計算機語言編計算機軟件是指有處理目的計算機指令或計算機語言編寫的程序，以及運行程序所需要的文檔和數(shù)據(jù)。它包括寫的程序，以及運行程序所需要的文檔和數(shù)據(jù)。它包括：程序：用計算機語言（算法語言）描述的計算機處理問程序：用計算機語言（算法語言）描述的計算機處理問題的步驟；題的步驟；文檔：軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的技術文檔（需求分析、設文檔：軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的技術文檔（需求分析、設計方案、編程方法及代碼等）和用戶文檔（使用說明書計方案、編程方法及代碼等）和用戶文檔（使用說明書、用戶手冊、操作手冊、維護手冊等）；、用戶手冊、操作手冊、維護手冊等）； 從更廣的角度理解軟件還包括使用計算

3、機人員的知識和從更廣的角度理解軟件還包括使用計算機人員的知識和能力。能力。 計算機軟件是計算機系統(tǒng)的靈魂，計算機用戶是通過軟計算機軟件是計算機系統(tǒng)的靈魂，計算機用戶是通過軟件來實現(xiàn)使用和管理計算機，使計算機應用于生產(chǎn)、生件來實現(xiàn)使用和管理計算機，使計算機應用于生產(chǎn)、生活中。活中。2. 軟件的功能與特點軟件的功能與特點 軟件是一種邏輯實體，看不到具體的形態(tài)，必須通過觀軟件是一種邏輯實體，看不到具體的形態(tài)，必須通過觀察、分析、思考與判斷了解它的功能、性能及其它的特察、分析、思考與判斷了解它的功能、性能及其它的特性，具有抽象性。性，具有抽象性。軟件的功能：軟件的功能： 軟件提供人使用、管理計算機，應

4、用計算機處理問題的軟件提供人使用、管理計算機，應用計算機處理問題的功能和接口。它是計算機系統(tǒng)的靈魂。功能和接口。它是計算機系統(tǒng)的靈魂。軟件的特點：軟件的特點： 從應用的角度看，硬件和軟件在邏輯功能上可以等效從應用的角度看，硬件和軟件在邏輯功能上可以等效，即可以用硬件實現(xiàn)，也可以用軟件實現(xiàn)。與硬件相，即可以用硬件實現(xiàn)，也可以用軟件實現(xiàn)。與硬件相比，軟件有以下特點：比，軟件有以下特點：軟件容易改變或修改；軟件容易改變或修改；軟件易于復制，生產(chǎn)效率高；軟件易于復制，生產(chǎn)效率高；軟件適宜選擇多種方法和算法進行比較；軟件適宜選擇多種方法和算法進行比較；軟件適宜用在條件判斷和控制轉移多的情況，適宜實軟件適

5、宜用在條件判斷和控制轉移多的情況，適宜實現(xiàn)復雜算法；現(xiàn)復雜算法；軟件實現(xiàn)的功能不如硬件實現(xiàn)的運行速度快；軟件實現(xiàn)的功能不如硬件實現(xiàn)的運行速度快；軟件實現(xiàn)在安全性方面不如硬件，不適宜用在安全性軟件實現(xiàn)在安全性方面不如硬件，不適宜用在安全性要求高的情況；要求高的情況；軟件功能在實現(xiàn)上的變化趨勢是把軟件功能硬件化軟件功能在實現(xiàn)上的變化趨勢是把軟件功能硬件化軟件在實現(xiàn)上的變化基于以下幾方面：軟件在實現(xiàn)上的變化基于以下幾方面：超大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展使得復雜功能也可以用集超大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展使得復雜功能也可以用集成電路實現(xiàn)；成電路實現(xiàn)；應用問題處理的高速要求和用硬件實現(xiàn)可以提高處理速應用問題處理

6、的高速要求和用硬件實現(xiàn)可以提高處理速度；度；將操作系統(tǒng)一部分功能用硬件實現(xiàn)可以減少系統(tǒng)開銷；將操作系統(tǒng)一部分功能用硬件實現(xiàn)可以減少系統(tǒng)開銷；軟件技術發(fā)展使軟件走向軟件技術發(fā)展使軟件走向“集成塊集成塊”化，可以用硬件實化，可以用硬件實現(xiàn)這些現(xiàn)這些“集成塊集成塊”的功能；的功能；直接處理高級語言、數(shù)據(jù)庫、通信控制、圖像處理等的直接處理高級語言、數(shù)據(jù)庫、通信控制、圖像處理等的各種處理機或芯片的出現(xiàn)，使原來由軟件實現(xiàn)的功能可各種處理機或芯片的出現(xiàn)，使原來由軟件實現(xiàn)的功能可以由處理機硬件實現(xiàn)；以由處理機硬件實現(xiàn)；將軟件處理功能由硬件來實現(xiàn)，可以提高安全性；將軟件處理功能由硬件來實現(xiàn)，可以提高安全性；3系

7、統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 計算機軟件分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩類。所謂系統(tǒng)軟計算機軟件分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩類。所謂系統(tǒng)軟件是用于管理計算機的資源，為應用軟件的開發(fā)和運件是用于管理計算機的資源，為應用軟件的開發(fā)和運行提供環(huán)境，起到更好地發(fā)揮計算機能力作用的軟件行提供環(huán)境，起到更好地發(fā)揮計算機能力作用的軟件。 系統(tǒng)軟件包括以下幾類：系統(tǒng)軟件包括以下幾類：管理計算機資源，提供用戶使用計算機的界面的操作管理計算機資源，提供用戶使用計算機的界面的操作系統(tǒng)；系統(tǒng)；輸入輸入/輸出設備的驅動程序；輸出設備的驅動程序；通訊傳輸、控制處理的程序；通訊傳輸、控制處理的程序；計算機系統(tǒng)診斷、監(jiān)控、故障處理的程序；計算機系統(tǒng)診

8、斷、監(jiān)控、故障處理的程序；計算機語言的編譯或解釋程序、鏈接程序；計算機語言的編譯或解釋程序、鏈接程序；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；軟件開發(fā)工具及支持工具；軟件開發(fā)工具及支持工具；4.應用軟件應用軟件 應用軟件是針對具體應用開發(fā)的軟件。應用應用軟件是針對具體應用開發(fā)的軟件。應用軟件的種類繁多，常見的應用軟件有：軟件的種類繁多，常見的應用軟件有：數(shù)值計算處理軟件；數(shù)值計算處理軟件；各種自動控制應用軟件；各種自動控制應用軟件；各種信息管理、分析和決策支持軟件；各種信息管理、分析和決策支持軟件；辦公自動化軟件；辦公自動化軟件；計算機輔助軟件；計算機輔助軟件；圖形、圖象處理，模擬軟件；圖形、圖象處理

9、，模擬軟件； 計算機軟件之間有層次關系，操作系統(tǒng)是緊貼硬件，支計算機軟件之間有層次關系，操作系統(tǒng)是緊貼硬件，支持其他軟件運行的軟件，應用軟件的運行常依賴于一些持其他軟件運行的軟件，應用軟件的運行常依賴于一些系統(tǒng)軟件的支持。系統(tǒng)軟件的支持。其其件件軟軟他他理理據(jù)據(jù)數(shù)數(shù)管管庫庫工工具具等等發(fā)發(fā)軟軟件件開開統(tǒng)統(tǒng)系系操操作作系系統(tǒng)統(tǒng) 裸裸 機機4.24.2程序設計語言與翻譯程序設計語言與翻譯4.2.1程序設計語言的發(fā)展程序設計語言的發(fā)展 伴隨著軟件開發(fā)技術的發(fā)展，程序設計語言的發(fā)展大致經(jīng)歷了伴隨著軟件開發(fā)技術的發(fā)展，程序設計語言的發(fā)展大致經(jīng)歷了四代，可以分成面向機器的語言、面向過程的高級語言和非過程四

10、代，可以分成面向機器的語言、面向過程的高級語言和非過程化的高級語言?；母呒壵Z言。1. 機器語言機器語言 機器語言即機器的指令系統(tǒng)，用二進制碼表示。它與機器直接機器語言即機器的指令系統(tǒng)，用二進制碼表示。它與機器直接相關。機器語言程序可以直接被執(zhí)行。但存在著不易記、難閱讀相關。機器語言程序可以直接被執(zhí)行。但存在著不易記、難閱讀和理解、易錯且不易查找等問題，要求程序員熟習計算機的硬件和理解、易錯且不易查找等問題，要求程序員熟習計算機的硬件系統(tǒng)各部件及其工作方式。系統(tǒng)各部件及其工作方式。2. 匯編語言匯編語言 將計算機指令采用助記符號表示的程序設計語言。這些助記符將計算機指令采用助記符號表示的程序設

11、計語言。這些助記符號通常與指令一一對應。所以它也是面向機器的。匯編語言程序號通常與指令一一對應。所以它也是面向機器的。匯編語言程序需要經(jīng)過匯編程序的翻譯，將符號指令譯成機器指令后才能被機需要經(jīng)過匯編程序的翻譯，將符號指令譯成機器指令后才能被機器執(zhí)行，這一翻譯過程稱為器執(zhí)行，這一翻譯過程稱為匯編匯編。4.2.1程序設計語言的發(fā)展程序設計語言的發(fā)展3.面向過程的高級語言面向過程的高級語言用接近于自然語言，經(jīng)過專門設計的表達方式表達求解問題過程的用接近于自然語言，經(jīng)過專門設計的表達方式表達求解問題過程的程序設計語言。其特點是直觀，好理解，便于記憶，大大改善程序設計語言。其特點是直觀，好理解，便于記憶

12、，大大改善了錯誤難于查找，不易維護的狀況。了錯誤難于查找，不易維護的狀況。它屏蔽了程序設計中與硬它屏蔽了程序設計中與硬件相關的細節(jié)，使程序設計轉向求解問題過程本身件相關的細節(jié)，使程序設計轉向求解問題過程本身。高級語言。高級語言程序相對低級語言具有更好的可移植性。程序相對低級語言具有更好的可移植性。高級語言設計的程序必須經(jīng)過高級語言設計的程序必須經(jīng)過“翻譯翻譯”以后才能被機器執(zhí)行。以后才能被機器執(zhí)行。“翻翻譯譯”的方法有兩種，一種是編譯，一種是解釋。相應的的方法有兩種，一種是編譯，一種是解釋。相應的“翻譯翻譯”過程稱為編譯或解釋。過程稱為編譯或解釋。解釋、執(zhí)解釋、執(zhí)行程行程序序源程序源程序執(zhí)行執(zhí)

13、行結結果果解釋執(zhí)行過程圖解釋執(zhí)行過程圖編譯程序編譯程序源程序源程序目標程序目標程序連接程序連接程序可執(zhí)行可執(zhí)行程程序序 編譯連接過程圖編譯連接過程圖4.2.1程序設計語言的發(fā)展程序設計語言的發(fā)展高級語言的出現(xiàn)，使得程序設計的難度大大降低，既使不懂得計算高級語言的出現(xiàn)，使得程序設計的難度大大降低，既使不懂得計算機硬件和工作原理的人，也能夠利用計算機來解決應用問題，機硬件和工作原理的人，也能夠利用計算機來解決應用問題，促進了計算機應用的推廣，使得計算機應用走向社會生活的各促進了計算機應用的推廣，使得計算機應用走向社會生活的各個領域。個領域。4.非過程化高級語言非過程化高級語言 在面向過程的語言中，

14、問題求解我們不但要考慮做什么，同時在面向過程的語言中，問題求解我們不但要考慮做什么，同時還要考慮怎樣做。非過程化語言把求解問題的重點放在做什么還要考慮怎樣做。非過程化語言把求解問題的重點放在做什么上，只需向計算機說明做什么，如何去做，由計算機自己生成上，只需向計算機說明做什么，如何去做，由計算機自己生成和安排執(zhí)行的步驟。這類語言有以下種典型代表：和安排執(zhí)行的步驟。這類語言有以下種典型代表：SQL結構化查詢語言結構化查詢語言描述型語言描述型語言描述問題是什么，執(zhí)行的步驟按語句的邏輯次序來執(zhí)描述問題是什么，執(zhí)行的步驟按語句的邏輯次序來執(zhí)行，如用于邏輯推理問題求解的行，如用于邏輯推理問題求解的Pro

15、log語言等。語言等。面向對象的程序設計語言面向對象的程序設計語言通過消息驅動的方式來執(zhí)行。通過消息驅動的方式來執(zhí)行。4.2.1程序設計語言的發(fā)展程序設計語言的發(fā)展5.高級語言的分類高級語言的分類 高級語言可以有多種分類方式。常用的高級語言可以有多種分類方式。常用的 有按照設計要求分、按有按照設計要求分、按應用范圍分、按描述問題的方式分等。應用范圍分、按描述問題的方式分等。語言類型語言類型特特 征征典典 型型 語語 言言命令型語言命令型語言給出處理操作的步驟給出處理操作的步驟Fortran、Pascal、Basic、C函數(shù)型語言函數(shù)型語言由函數(shù)塊組成由函數(shù)塊組成Lisp、ML描述型語言描述型語

16、言描述問題是什么描述問題是什么Prolog、Gpss面向對象語言面向對象語言以對象為基礎，消息驅動以對象為基礎，消息驅動C+、Java、Delphi、C#按描述問題的方式分類表按描述問題的方式分類表4.2.2程序的翻譯程序的翻譯 只要不是用機器語言編寫的程序都有只要不是用機器語言編寫的程序都有“翻譯翻譯”的過程。對高級語的過程。對高級語言程序的翻譯有兩種方法，即解釋和編譯。言程序的翻譯有兩種方法，即解釋和編譯。1. 解釋翻譯過程解釋翻譯過程 對高級語言程序進行解釋并執(zhí)行的程序稱為解釋程序。它的功能對高級語言程序進行解釋并執(zhí)行的程序稱為解釋程序。它的功能是源程序按動態(tài)邏輯順序進行逐句分析翻譯，解

17、釋一句執(zhí)行一句是源程序按動態(tài)邏輯順序進行逐句分析翻譯，解釋一句執(zhí)行一句，不產(chǎn)生任何中間代碼，最終得到程序的執(zhí)行結果。，不產(chǎn)生任何中間代碼，最終得到程序的執(zhí)行結果。語法錯誤語法錯誤 解釋程序解釋程序源程序編輯源程序編輯源程序源程序輸入輸入執(zhí)行執(zhí)行結結果果執(zhí)行錯誤執(zhí)行錯誤高級語言程序解釋執(zhí)行過程高級語言程序解釋執(zhí)行過程4.2.2程序的翻譯程序的翻譯2.編譯與編譯程序編譯與編譯程序編譯處理過程編譯處理過程 編譯是另一種翻譯源程序的方法，它將源程序翻譯成編譯是另一種翻譯源程序的方法，它將源程序翻譯成目標代碼目標代碼。完成源程序翻譯的過程稱為編譯，擔任翻譯的程序稱為編譯。完成源程序翻譯的過程稱為編譯，擔

18、任翻譯的程序稱為編譯程序（軟件）。編譯的過程如下圖。程序（軟件）。編譯的過程如下圖。語法錯誤語法錯誤編譯編譯程程序序源程序源程序編編 輯輯源程序源程序輸入輸入目標目標程程序序鏈接鏈接程程序序輸入輸入目標程序目標程序可執(zhí)行可執(zhí)行程程 序序鏈接錯誤鏈接錯誤高級語言源程序到可執(zhí)行程序過程高級語言源程序到可執(zhí)行程序過程4.2.2程序的翻譯程序的翻譯編譯程序的編譯處理過程編譯程序的編譯處理過程編譯程序的功能和編譯處理過程可用下圖表示編譯程序的功能和編譯處理過程可用下圖表示詞法詞法分分析析程程序序語法語法分分析析程程序序中間中間代代碼碼生生成成代碼代碼優(yōu)優(yōu)化化程程序序目標目標代代碼碼生生成成源源程程序序目

19、標目標程程序序 信息表管理程序（負責信息傳遞工作）信息表管理程序（負責信息傳遞工作） 錯錯 誤誤 檢檢 查查 和和 處處 理理 程程 序序4.3算法與程序設計算法與程序設計4.3.1計算機求解問題的過程計算機求解問題的過程1）問題描述）問題描述2）抽象，建立模型（符號化表示）抽象，建立模型（符號化表示）3）設計算法）設計算法4）算法正確性驗證（證明）算法正確性驗證（證明）5）算法分析）算法分析6）算法的程序實現(xiàn)）算法的程序實現(xiàn)4.3算法與程序設計算法與程序設計4.3.2算法的概念算法的概念算法（算法（Algorithm ）就是解決問題的步驟。算法體現(xiàn)的是）就是解決問題的步驟。算法體現(xiàn)的是求解問

20、題的計算性思維過程，用程序的形式來表現(xiàn)。要求解問題的計算性思維過程，用程序的形式來表現(xiàn)。要用計算機來解決問題，需要把求解問題的步驟（算法）用計算機來解決問題，需要把求解問題的步驟（算法）用計算機算法語言（程序設計語言）描述。用計算機算法語言（程序設計語言）描述。算法可以分成兩大類：數(shù)值運算算法和非數(shù)值運算算法。算法可以分成兩大類：數(shù)值運算算法和非數(shù)值運算算法。對算法的學習包括五個方面：算法設計、算法的描述、確對算法的學習包括五個方面：算法設計、算法的描述、確認算法、算法的分析和驗證算法。認算法、算法的分析和驗證算法。4.3.3算法的特性算法的特性1. 確定性。算法的每一步必須是確定明確的，不應

21、有二確定性。算法的每一步必須是確定明確的，不應有二義性。義性。2. 有窮性。一個算法的步驟應該是在有限個步驟內可以有窮性。一個算法的步驟應該是在有限個步驟內可以結束。對于有限步驟的準確理解應該是結束。對于有限步驟的準確理解應該是“合理且符合合理且符合應用要求應用要求”。3. 有效性。算法的每一個步驟都應該能被實現(xiàn)的，至少有效性。算法的每一個步驟都應該能被實現(xiàn)的，至少在原理上能由人用紙和筆在有限的時間內完成，最終在原理上能由人用紙和筆在有限的時間內完成，最終能得到明確的結果。能得到明確的結果。4. 有有0個或多個輸入。個或多個輸入。5. 有一個或多個輸出。有一個或多個輸出。4.3.4算法的要素算

22、法的要素算法有操作和控制結構兩個要素。算法有操作和控制結構兩個要素。1.操作操作求解過程中所要做的各種動作。構成一個算法求解過程中所要做的各種動作。構成一個算法的操作取自哪個操作集與所使用的工具系統(tǒng)有關。的操作取自哪個操作集與所使用的工具系統(tǒng)有關。2.控制結構控制結構規(guī)定算法的各種操作的執(zhí)行順序?，F(xiàn)已規(guī)定算法的各種操作的執(zhí)行順序。現(xiàn)已證明，在計算機中用三種基本控制結構可以實現(xiàn)所有證明，在計算機中用三種基本控制結構可以實現(xiàn)所有的控制。的控制。順序結構：其各種操作按書寫的順序執(zhí)行。順序結構：其各種操作按書寫的順序執(zhí)行。選擇結構：根據(jù)指定的條件進行判斷，如果條件為選擇結構：根據(jù)指定的條件進行判斷，如

23、果條件為“真真”，執(zhí)行一條分支的操作；否則，按另一條分支的操，執(zhí)行一條分支的操作；否則，按另一條分支的操作執(zhí)行。作執(zhí)行。循環(huán)結構：根據(jù)給定條件是否滿足決定是否重復執(zhí)行某循環(huán)結構：根據(jù)給定條件是否滿足決定是否重復執(zhí)行某一部分操作。一部分操作。4.3.5算法的描述算法的描述 描述一個算法可以有多種方法，并且根據(jù)實際情況，描述一個算法可以有多種方法，并且根據(jù)實際情況，可以有粗有細。算法的描述方法有：可以有粗有細。算法的描述方法有：自然語言描述。其好處是直觀、易懂，但易產(chǎn)生理解上自然語言描述。其好處是直觀、易懂，但易產(chǎn)生理解上的二義性。的二義性。圖形描述，如圖形描述，如N-S圖、圖、PAD圖、流程圖等

24、。其好處是直圖、流程圖等。其好處是直觀、易懂，處理、控制結構清楚、規(guī)范，是程序設計觀、易懂，處理、控制結構清楚、規(guī)范，是程序設計描述的標準方法。描述的標準方法。程序設計語言描述。好處是所得到的就是用某種程序設程序設計語言描述。好處是所得到的就是用某種程序設計語言所寫的程序，可以直接交給計算機處理并計算計語言所寫的程序，可以直接交給計算機處理并計算。但這種描述與語言相關，在直觀、易懂上不如圖形。但這種描述與語言相關，在直觀、易懂上不如圖形描述。描述。形式化語言（偽代碼）描述。它結合了自然語言和程序形式化語言（偽代碼）描述。它結合了自然語言和程序設計語言，使得算法的描述在結構上清晰，并且易懂設計語

25、言，使得算法的描述在結構上清晰，并且易懂。流程圖常用框圖流程圖常用框圖起止框起止框處理框處理框輸入輸出框輸入輸出框連接點連接點流程線流程線用流程圖表示的三種基本控制結構圖用流程圖表示的三種基本控制結構圖處理處理1處理處理2判斷框判斷框順序結構順序結構判斷條件判斷條件處理處理AYN當循環(huán)結構當循環(huán)結構YN處理處理A判斷條件判斷條件NY直到循環(huán)結構直到循環(huán)結構判斷條件判斷條件處理處理B處理處理A選擇結構選擇結構4.3.6算法設計算法設計例例1 求求1+2+3+4+5+6+7+8+9+10的和的和用自然語言描述求和的算法用自然語言描述求和的算法 S=0 S= 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10

26、輸出輸出 S 使使S=0，I=1，N=10 S=S+I I=I+1 如果如果IN，返回到，返回到，從新執(zhí)行從開始的各從新執(zhí)行從開始的各步，否則執(zhí)行步，否則執(zhí)行輸出輸出S4.3.6算法設計算法設計用流程圖描述此算法用流程圖描述此算法結束結束 輸出輸出 S S=S+I I=I+1 IN開始開始YNS=0，I=1，N=104.3.6算法設計算法設計算法的基本設計方法是：算法的基本設計方法是： 自頂向下，逐步細化，即先粗后細自頂向下，逐步細化，即先粗后細例例2 判斷給定的一個整數(shù)是否為素數(shù)判斷給定的一個整數(shù)是否為素數(shù)1.輸入給定的整數(shù)輸入給定的整數(shù)N2.判斷判斷N是否為素數(shù)是否為素數(shù)3.如果如果N是素

27、數(shù)，輸出是素數(shù)，輸出“Yes”，否則輸出，否則輸出“No”2.1 I=2,P=12.2 用用I除除N，將所得到的余數(shù)賦，將所得到的余數(shù)賦給給A(A=N/I的余數(shù)）的余數(shù)）2.3如果如果A等于等于0，則，則P=0,否則否則I=I+12.4如果如果P=1并且并且IN，就返回，就返回到到2.2，再次執(zhí)行，再次執(zhí)行2.2開始的各開始的各步，否則，執(zhí)行后續(xù)語句。步，否則，執(zhí)行后續(xù)語句。開始開始結束結束 輸入一個整數(shù)給輸入一個整數(shù)給N I=2，P=1 A= N/I的余數(shù)的余數(shù) A0 I=I+1 P=0P=1并且并且IN P=1 輸出輸出“N是素數(shù)是素數(shù)”輸出輸出“N不是素數(shù)不是素數(shù)”NNNYYY4.3.7

28、算法的分析算法的分析算法分析要回答兩個問題：正確性和有效性算法分析要回答兩個問題：正確性和有效性1.算法的正確性判斷算法的正確性判斷通過推證的方法來證明算法是正確的。通過推證的方法來證明算法是正確的。通過使用不同的方案來測試算法所得到的結果是正確的通過使用不同的方案來測試算法所得到的結果是正確的，并回答在什么情況下正確或不正確。，并回答在什么情況下正確或不正確。2.算法的有效性算法的有效性算法的每一個步驟是否都能夠被執(zhí)行算法的每一個步驟是否都能夠被執(zhí)行算法的執(zhí)行效率，即算法的執(zhí)行速度是否快，快到什么算法的執(zhí)行效率，即算法的執(zhí)行速度是否快，快到什么程度。程度。4.3.8程序設計程序設計程序設計就

29、是用計算機能夠處理的語言，表達出問題求程序設計就是用計算機能夠處理的語言，表達出問題求解的步驟。即表示出問題求解的算法。解的步驟。即表示出問題求解的算法。瑞士著名計算機科學家瑞士著名計算機科學家Niklaus Wirth指出：指出： 程序設計程序設計=數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)結構+ +算法算法此式說明，程序設計就是要要設計出數(shù)據(jù)結構和算法。此式說明，程序設計就是要要設計出數(shù)據(jù)結構和算法。事實上對于同一問題不同的人可以寫出不同的算法。一事實上對于同一問題不同的人可以寫出不同的算法。一種算法與被算法處理的數(shù)據(jù)的結構相關。種算法與被算法處理的數(shù)據(jù)的結構相關。4.3.9不可解的問題不可解的問題 并不是所有問題都能

30、在計算機上求出解來，即求解的問題有一并不是所有問題都能在計算機上求出解來，即求解的問題有一個可行的算法。死循環(huán)將使計算機個可行的算法。死循環(huán)將使計算機 陷入無法結束算法，只有通陷入無法結束算法，只有通過強行終止的方法來結束程序的執(zhí)行。如果存在一個算法，能過強行終止的方法來結束程序的執(zhí)行。如果存在一個算法，能預先判斷某個程序會陷入死循環(huán)，將簡化許多問題的處理方法預先判斷某個程序會陷入死循環(huán)，將簡化許多問題的處理方法。此問題稱為。此問題稱為停機問題停機問題。停機問題停機問題就是一個沒有確定答案的問就是一個沒有確定答案的問題。題。例例 右邊的算法對所有右邊的算法對所有大于大于1 1的整數(shù)都會停的整數(shù)

31、都會停機嗎？此問題是一機嗎？此問題是一個著名的停機問題個著名的停機問題。沒有人知道答案。沒有人知道答案。但已做過的測試。但已做過的測試，都順利停機了，都順利停機了 N1 N/2的余數(shù)的余數(shù)0 N=3*N+1N=N/2的整數(shù)商的整數(shù)商YNYN作 業(yè)解釋計算機軟件的概念解釋計算機軟件的概念 2.與硬件相比，計算機軟件有那些特點與硬件相比，計算機軟件有那些特點 3.翻譯高級語言編寫的程序的方法有幾種翻譯高級語言編寫的程序的方法有幾種？解釋兩種翻譯的過程？解釋兩種翻譯的過程？ 4.算法是什么？它有哪些特點？算法是什么？它有哪些特點？ 5.用流程圖描述用流程圖描述10！的算法。！的算法。4.4操作系統(tǒng)（

32、操作系統(tǒng)（Operating System-OP）4.4.1操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)的來由：減少人的直接干預，追求有效地自動化操作系統(tǒng)的來由：減少人的直接干預，追求有效地自動化，這就需要實現(xiàn)：管理硬件，屏蔽硬件的復雜性；提高，這就需要實現(xiàn)：管理硬件，屏蔽硬件的復雜性；提高CPU的效率，內存資源的合理使用；文件管理。的效率，內存資源的合理使用；文件管理。操作系統(tǒng)是統(tǒng)一管理計算機軟、硬件資源，合理組織計算操作系統(tǒng)是統(tǒng)一管理計算機軟、硬件資源，合理組織計算機的工作流程，協(xié)調系統(tǒng)部件之間、系統(tǒng)與用戶之間、機的工作流程，協(xié)調系統(tǒng)部件之間、系統(tǒng)與用戶之間、用戶與用戶之間關系，為用戶提供與機器之

33、間友好接口用戶與用戶之間關系，為用戶提供與機器之間友好接口的系統(tǒng)軟件。的系統(tǒng)軟件。它在用戶、其他軟件和計算機裸機之間起它在用戶、其他軟件和計算機裸機之間起到了橋梁作用。到了橋梁作用。 用用 戶戶 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 裸裸 機機其它軟件其它軟件4.4.1操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)的作用有三個方面：操作系統(tǒng)的作用有三個方面：發(fā)揮計算機的工作效率，盡可能減少人對機器的干發(fā)揮計算機的工作效率，盡可能減少人對機器的干預，這就需要一個管理軟件，它能夠接受和處理預，這就需要一個管理軟件，它能夠接受和處理用戶提交的作業(yè)（任務）。用戶提交的作業(yè)（任務）。處理好高速的處理好高速的CPU與低速的外部設備之間

34、的匹配問與低速的外部設備之間的匹配問題，這樣管理軟件應有處理中斷的功能，能提供題，這樣管理軟件應有處理中斷的功能，能提供統(tǒng)一簡便的調用外部設備的手段，統(tǒng)一管理外部統(tǒng)一簡便的調用外部設備的手段，統(tǒng)一管理外部設備的輸入輸出。設備的輸入輸出。能為多個用戶提供使用計算機，這樣管理軟件應具能為多個用戶提供使用計算機，這樣管理軟件應具有分時處理來自不同用戶終端的多道作業(yè)的功能有分時處理來自不同用戶終端的多道作業(yè)的功能。4.4.1操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)的概念操作系統(tǒng)的發(fā)展與類型操作系統(tǒng)的發(fā)展與類型從發(fā)展的角度看，操作系統(tǒng)大致可分為：無操作系統(tǒng)從發(fā)展的角度看，操作系統(tǒng)大致可分為：無操作系統(tǒng)時代；單道批處理系統(tǒng)

35、；多道批處理系統(tǒng)；分時系時代；單道批處理系統(tǒng)；多道批處理系統(tǒng)；分時系統(tǒng)；實時系統(tǒng)；現(xiàn)代操作系統(tǒng)幾個階段和類型。統(tǒng)；實時系統(tǒng)；現(xiàn)代操作系統(tǒng)幾個階段和類型。從單機和網(wǎng)絡角度看可分為：單機系統(tǒng)和網(wǎng)絡系統(tǒng)。從單機和網(wǎng)絡角度看可分為：單機系統(tǒng)和網(wǎng)絡系統(tǒng)。從功能的角度看可分為：批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實從功能的角度看可分為：批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)。時系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)。早期的操作系統(tǒng)有早期的操作系統(tǒng)有CP/M、DOS、UNIX、XENIX、VAX/VMS等，目前常用的主流操作系統(tǒng)有等，目前常用的主流操作系統(tǒng)有Windows系列、系列、Unix系列、系列、Lunix系列、

36、系列、OS2、Machintosh等。等。 一個商用操作系統(tǒng)往往包容了批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)一個商用操作系統(tǒng)往往包容了批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)的多項功能。、實時系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)的多項功能。4.4.2操作系統(tǒng)的外部環(huán)境操作系統(tǒng)的外部環(huán)境操作系統(tǒng)與硬件的關系操作系統(tǒng)與硬件的關系 操作系統(tǒng)直接面對計算機的指令系統(tǒng)和各種硬件，其核操作系統(tǒng)直接面對計算機的指令系統(tǒng)和各種硬件，其核心的問題是屏蔽掉不同計算機指令系統(tǒng)和硬件的不同和心的問題是屏蔽掉不同計算機指令系統(tǒng)和硬件的不同和復雜性，有效地協(xié)調、控制和管理各硬件資源。復雜性，有效地協(xié)調、控制和管理各硬件資源。操作系統(tǒng)與其

37、他軟件的關系操作系統(tǒng)與其他軟件的關系 操作系統(tǒng)為其他軟件的提供運行環(huán)境，并控制和管理這操作系統(tǒng)為其他軟件的提供運行環(huán)境，并控制和管理這些軟件的運行。其核心問題是加載軟件進入計算機，為些軟件的運行。其核心問題是加載軟件進入計算機，為它們的運行分配所需資源，協(xié)調它與其他軟件之間的關它們的運行分配所需資源，協(xié)調它與其他軟件之間的關系，即時回收用過的資源。系，即時回收用過的資源。操作系統(tǒng)與用戶的關系操作系統(tǒng)與用戶的關系 為用戶提供使用計算機的友好地、多種方式的接口。其為用戶提供使用計算機的友好地、多種方式的接口。其核心的問題是使不同的用戶使用計算機直觀、易用，可核心的問題是使不同的用戶使用計算機直觀、

38、易用，可以根據(jù)需要調整計算機的配置，控制信息的安全。以根據(jù)需要調整計算機的配置，控制信息的安全。所以對其他軟件和用戶來說，操作系統(tǒng)就是虛擬的計算機所以對其他軟件和用戶來說，操作系統(tǒng)就是虛擬的計算機。其其件件軟軟他他操作系統(tǒng)的外部環(huán)境操作系統(tǒng)的外部環(huán)境操操作作系系統(tǒng)統(tǒng) 裸裸 機機4.4.3操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成以核心結構的操作系統(tǒng)為例，一個操作系統(tǒng)的構成及結構如下圖。以核心結構的操作系統(tǒng)為例，一個操作系統(tǒng)的構成及結構如下圖。進程進程管管理理內存內存管管理理作業(yè)作業(yè)管管理理設備設備管管理理文件文件管管理理其其 他他用戶接口用戶接口用用 戶戶用用 戶戶用用 戶戶用用 戶戶4.4.3操作系統(tǒng)的組

39、成操作系統(tǒng)的組成進程管理（進程管理（CPU管理）管理）進程的概念進程的概念 進程（進程（Process)是一個在處理機（是一個在處理機（ CPU）上的執(zhí)行過）上的執(zhí)行過程，它有自己的空間和初始環(huán)境，是操作系統(tǒng)進行資程，它有自己的空間和初始環(huán)境，是操作系統(tǒng)進行資源分配和調度的基本單位。進程與程序是不同的，其源分配和調度的基本單位。進程與程序是不同的，其差別有：差別有：程序是代碼的集合，進程是代碼的執(zhí)行過程；程序是代碼的集合，進程是代碼的執(zhí)行過程；程序是靜態(tài)的概念，進程是動態(tài)的概念；程序是靜態(tài)的概念，進程是動態(tài)的概念；程序存儲需要介質，進程執(zhí)行需要程序存儲需要介質，進程執(zhí)行需要CPU；程序是永存的

40、，進程的生命是有限的；程序是永存的，進程的生命是有限的；4.4. 3操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成進程的狀態(tài)進程的狀態(tài) 進程有三種狀態(tài)：進程有三種狀態(tài)： 運行狀態(tài)運行狀態(tài)表示進程正占用表示進程正占用CPU；就緒狀態(tài)就緒狀態(tài)表示進程準備占用表示進程準備占用CPU；等待狀態(tài)等待狀態(tài)表示進程因為某種原因暫時不能占用表示進程因為某種原因暫時不能占用CPU，正在等，正在等待某個事件的發(fā)生。待某個事件的發(fā)生。運行狀態(tài)運行狀態(tài)就緒狀態(tài)就緒狀態(tài)等待狀態(tài)等待狀態(tài)進程管理是使進程合理地占有進程管理是使進程合理地占有CPUCPU資源，提高資源，提高CPUCPU的使用效率。的使用效率。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的

41、組成作業(yè)管理作業(yè)管理 作業(yè)是交給計算機主機執(zhí)行的用戶程序。作業(yè)管理的作業(yè)是交給計算機主機執(zhí)行的用戶程序。作業(yè)管理的任務就是建立作業(yè)，使之執(zhí)行，在完成后把它撤消。任務就是建立作業(yè)，使之執(zhí)行，在完成后把它撤消。其管理的目的是使多個作業(yè)能夠被并行或自動地批處其管理的目的是使多個作業(yè)能夠被并行或自動地批處理理。存儲管理（主存儲器管理）存儲管理（主存儲器管理） 存儲管理用于在同時運行多個用戶作業(yè)時，對用到的存儲管理用于在同時運行多個用戶作業(yè)時，對用到的程序和數(shù)據(jù)在存儲器中的存放位置和容量進行配置管程序和數(shù)據(jù)在存儲器中的存放位置和容量進行配置管理。其任務是跟蹤正在使用哪些存儲器，哪些存儲器理。其任務是跟蹤

42、正在使用哪些存儲器，哪些存儲器空閑，在進程需要時分配存儲器，使用完后回收存儲空閑，在進程需要時分配存儲器，使用完后回收存儲空間；在主存儲器無法容納所有進程時，管理主存儲空間；在主存儲器無法容納所有進程時，管理主存儲器與外存儲器之間的交換，使用戶感覺不到內、外存器與外存儲器之間的交換，使用戶感覺不到內、外存儲器的區(qū)別。其目的是提高主存儲器的使用效率、擴儲器的區(qū)別。其目的是提高主存儲器的使用效率、擴充主存儲器的容量、對信息進行保護。充主存儲器的容量、對信息進行保護。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成輸入輸入/輸出（輸出（I/O）管理）管理 I/O管理用于控制管理用于控制I/O設備，向設備，向I

43、/O設備發(fā)出命令，捕獲設備發(fā)出命令，捕獲I/O中斷和進行錯誤處理，在中斷和進行錯誤處理，在I/O設備與計算機之間提設備與計算機之間提供一個簡單易用的接口。供一個簡單易用的接口。 I/O設備類型設備類型 從設備的功能看：輸入設備、輸出設備、存儲設備從設備的功能看：輸入設備、輸出設備、存儲設備 從資源分配看：獨享設備、共享設備、虛擬設備從資源分配看：獨享設備、共享設備、虛擬設備 從所屬關系看：系統(tǒng)設備、用戶設備從所屬關系看：系統(tǒng)設備、用戶設備 從傳輸特性看：塊設備和字符設備從傳輸特性看：塊設備和字符設備4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成塊設備塊設備將信息存儲在可尋址的固定大小的數(shù)據(jù)塊中，將信息

44、存儲在可尋址的固定大小的數(shù)據(jù)塊中，數(shù)據(jù)塊的大小范圍為數(shù)據(jù)塊的大小范圍為512B32768B 。塊設備的特。塊設備的特征是能獨立地讀寫單個數(shù)據(jù)塊。如磁盤存儲器。征是能獨立地讀寫單個數(shù)據(jù)塊。如磁盤存儲器。字符設備字符設備可以發(fā)送或接收字符流，字符設備無法編可以發(fā)送或接收字符流，字符設備無法編址，也不存在任何尋址操作。例如打印機、鍵盤、鼠址，也不存在任何尋址操作。例如打印機、鍵盤、鼠標、網(wǎng)絡接口等。標、網(wǎng)絡接口等。 將將I/O設備分成這樣兩類的好處是可以將控制不同設備分成這樣兩類的好處是可以將控制不同I/O設備的操作系統(tǒng)軟件的成份隔離開，例如文件系統(tǒng)僅設備的操作系統(tǒng)軟件的成份隔離開，例如文件系統(tǒng)僅僅

45、控制抽象的塊設備，而把與設備有關的部分留給低僅控制抽象的塊設備，而把與設備有關的部分留給低層軟件設備驅動程序去做。層軟件設備驅動程序去做。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成 I/O管理的任務（設備管理程序的功能）管理的任務（設備管理程序的功能）進行設備分配。按照設備的類型和系統(tǒng)中所采用的分配進行設備分配。按照設備的類型和系統(tǒng)中所采用的分配算法決定把外設分配給要求該設備的進程。算法決定把外設分配給要求該設備的進程。實現(xiàn)真正的輸入實現(xiàn)真正的輸入/輸出操作。啟動具體設備進行數(shù)據(jù)傳輸輸出操作。啟動具體設備進行數(shù)據(jù)傳輸操作和設備的中斷處理。操作和設備的中斷處理。實現(xiàn)其他功能。主要是提高實現(xiàn)其他功能。

46、主要是提高CPU和和I/O設備之間的并行設備之間的并行操作程度，減少中斷次數(shù)，對緩沖器進行管理，實現(xiàn)操作程度，減少中斷次數(shù)，對緩沖器進行管理，實現(xiàn)用戶程序與實際使用的物理設備無關。用戶程序與實際使用的物理設備無關。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成設備處理程序設備處理程序設備處理程序的工作是處理各類外部設備發(fā)出的各種中設備處理程序的工作是處理各類外部設備發(fā)出的各種中斷和解釋執(zhí)行有關使用和控制外設的指令或命令。系斷和解釋執(zhí)行有關使用和控制外設的指令或命令。系統(tǒng)首先判斷發(fā)來的指令或命令的各種參數(shù)，然后將使統(tǒng)首先判斷發(fā)來的指令或命令的各種參數(shù)，然后將使用或控制外部設備的操作命令以及相應參數(shù)轉換成

47、通用或控制外部設備的操作命令以及相應參數(shù)轉換成通道能識別的形式，啟動設備傳輸。道能識別的形式，啟動設備傳輸。設備處理程序以設備處理程序以I/O進程的形式在內存中，平時處于等進程的形式在內存中，平時處于等待狀態(tài)，當有待狀態(tài)，當有 I/O中斷發(fā)生時才立即轉入執(zhí)行。系統(tǒng)中斷發(fā)生時才立即轉入執(zhí)行。系統(tǒng)賦給賦給I/O進程最高的優(yōu)先級進程最高的優(yōu)先級。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成I/O設備控制器設備控制器 操作系統(tǒng)通過向操作系統(tǒng)通過向I/O設備控制器寫指令執(zhí)行設備控制器寫指令執(zhí)行I/O功能。功能。 I/O控制器收到一條指令后，控制器收到一條指令后，CPU可以轉向其他工作可以轉向其他工作，由，由I

48、/O控制器自行完成具體的控制器自行完成具體的I/O操作，當命令執(zhí)行操作，當命令執(zhí)行完以后，完以后， I/O控制器發(fā)出一個中斷信號，使操作系統(tǒng)控制器發(fā)出一個中斷信號，使操作系統(tǒng)重新獲得重新獲得CPU控制權，控制權，CPU通過從通過從I/O控制器中讀取控制器中讀取信息來獲得執(zhí)行結果和設備狀態(tài)信息。信息來獲得執(zhí)行結果和設備狀態(tài)信息。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成文件管理文件管理文件的概念文件的概念文件是存儲在某種介質上（如磁盤、文件是存儲在某種介質上（如磁盤、U盤、光盤等），盤、光盤等），并用一個名（文件名）來標識的一組有序數(shù)據(jù)集合。并用一個名（文件名）來標識的一組有序數(shù)據(jù)集合。計算機系統(tǒng)對

49、系統(tǒng)中的軟件資源，無論是程序還是數(shù)計算機系統(tǒng)對系統(tǒng)中的軟件資源，無論是程序還是數(shù)據(jù)都是以文件方式來管理的。文件管理是操作系統(tǒng)的據(jù)都是以文件方式來管理的。文件管理是操作系統(tǒng)的一項重要功能，文件系統(tǒng)與操作系統(tǒng)相關。一項重要功能，文件系統(tǒng)與操作系統(tǒng)相關。不同的操作系統(tǒng)其文件名命名規(guī)則不同。文件的類型可不同的操作系統(tǒng)其文件名命名規(guī)則不同。文件的類型可以通過其使用的擴展名來區(qū)分。不同類型的文件需要以通過其使用的擴展名來區(qū)分。不同類型的文件需要用不同應用軟件工具來讀寫用不同應用軟件工具來讀寫。 DOS和和Windows3.xWindows95以后以后Mac OSUnix/Lunix文件名長度文件名長度8字

50、符字符255字符字符31字符字符14-256字字符符擴展名長度擴展名長度3字符字符3-4字符字符無無無無允許空格允許空格否否是是是是否否允許數(shù)字允許數(shù)字是是是是是是是是不允許的字符不允許的字符/ ： “ ” 、 . | ？ *無無取決于版本取決于版本不允許的不允許的文件名文件名Aux，Com1， Com2， Com3， Com4Lpt1， Lpt2， Lpt3， Lpt4，Prn，Nul常見操作系統(tǒng)環(huán)境下的文件命名規(guī)則常見操作系統(tǒng)環(huán)境下的文件命名規(guī)則擴展名擴展名文文 件件 類類 型型擴展名擴展名文文 件件 類類 型型.exe可執(zhí)行文件可執(zhí)行文件.txt文本文件文本文件.com命令文件命令文件.

51、docWord文件文件.bat批處理文件批處理文件.xsl.Excel文件文件.sys系統(tǒng)文件系統(tǒng)文件.CC語言源程序文件語言源程序文件.dll動態(tài)鏈接庫文件動態(tài)鏈接庫文件.obj目標文件目標文件.bak后備文件后備文件.lib庫函數(shù)文件庫函數(shù)文件常見文件擴展名的含義常見文件擴展名的含義4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成文件的目錄組織是按文件的目錄組織是按“樹型樹型”結構組織的，一個目錄下結構組織的，一個目錄下可以有文件或子目錄。操作系統(tǒng)對文件的查尋或讀、可以有文件或子目錄。操作系統(tǒng)對文件的查尋或讀、寫是按名來訪問的。寫是按名來訪問的。C盤根目錄盤根目錄 文件文件1 子目錄子目錄A 文件文

52、件2 文件文件3 子目錄子目錄B 文件文件4 文件文件5 文件文件6 文件文件7 文件文件8絕對路徑訪問：絕對路徑訪問：C:子目錄子目錄A文件文件5相對路徑訪問，它依賴于相對路徑訪問，它依賴于當前目錄：當前目錄：文件在當前目錄下直接用文件在當前目錄下直接用文件名訪問，如：文件文件名訪問，如：文件5文件不在當前目錄下，需文件不在當前目錄下，需從文件所在目錄的上級從文件所在目錄的上級目錄開始表示路徑，如目錄開始表示路徑，如.子目錄子目錄B文件文件7文件的常規(guī)屬性文件的常規(guī)屬性基本屬性基本屬性文件名文件名文件大小文件大小占用空間大小占用空間大小文件建立或修改的日期與時間文件建立或修改的日期與時間文件

53、的類型信息（通過擴展名表示）文件的類型信息（通過擴展名表示）安全控制屬性有：安全控制屬性有： 只讀：文件只能讀，不能修改或刪除只讀：文件只能讀，不能修改或刪除 隱藏：在一般的情況下不顯示隱藏：在一般的情況下不顯示 存檔：任何一個新創(chuàng)建或修改的文件都有存檔屬性。存檔：任何一個新創(chuàng)建或修改的文件都有存檔屬性。共享屬性共享屬性 是否允許其他計算機通過網(wǎng)絡使用某些文件。是否允許其他計算機通過網(wǎng)絡使用某些文件。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成信息長期保存的要求信息長期保存的要求信息要長期保存需滿足下列三個要求：信息要長期保存需滿足下列三個要求：能夠存儲大量的信息；能夠存儲大量的信息；使用信息的進程

54、終止時，信息可以被保存下來；使用信息的進程終止時，信息可以被保存下來；多個進程可以并發(fā)地存取信息；多個進程可以并發(fā)地存取信息； 操作系統(tǒng)把程序和數(shù)據(jù)以文件的形式存儲在磁盤或其操作系統(tǒng)把程序和數(shù)據(jù)以文件的形式存儲在磁盤或其他存儲介質上，供進程讀取。文件是通過操作系統(tǒng)的他存儲介質上，供進程讀取。文件是通過操作系統(tǒng)的文件管理系統(tǒng)來管理的，文件的組織、命名、存取、文件管理系統(tǒng)來管理的，文件的組織、命名、存取、訪問權限、安全和實現(xiàn)方法是文件系統(tǒng)的主要內容。訪問權限、安全和實現(xiàn)方法是文件系統(tǒng)的主要內容。4.4.4操作系統(tǒng)的組成操作系統(tǒng)的組成文件管理系統(tǒng)的功能文件管理系統(tǒng)的功能統(tǒng)一管理文件存儲空間（即外存）

55、，實施存儲空間的分統(tǒng)一管理文件存儲空間（即外存），實施存儲空間的分配與回收；配與回收；確定文件信息的存放位置和存放形式；確定文件信息的存放位置和存放形式；實現(xiàn)文件從名子空間到外存地址空間的映射，實現(xiàn)文件實現(xiàn)文件從名子空間到外存地址空間的映射，實現(xiàn)文件的按名讀取；的按名讀??；有效實現(xiàn)對文件的各種控制操作（如建立、撤消、打開有效實現(xiàn)對文件的各種控制操作（如建立、撤消、打開、關閉文件等）和存取操作（如讀、寫、修改、復制、關閉文件等）和存取操作（如讀、寫、修改、復制、轉儲等）；、轉儲等）；實現(xiàn)文件信息的共享，并提供可靠的文件保密和保護措實現(xiàn)文件信息的共享，并提供可靠的文件保密和保護措施；施；4.4.5

56、 主流操作系統(tǒng)簡介主流操作系統(tǒng)簡介Microsoft 系列操作系統(tǒng)系列操作系統(tǒng)DOSWindows 2000/Me/XP/VistaWindows 2000 Server / 2003 Server/ Win 7/ Win 8Unix操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)IBM公司的公司的OS2操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)蘋果公司的蘋果公司的Mac操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)4.5 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) Data Base Management System4.5.1數(shù)據(jù)庫技術的誕生數(shù)據(jù)庫技術的誕生數(shù)據(jù)處理問題。數(shù)據(jù)處理問題。計算機用于數(shù)據(jù)處理，面臨著數(shù)據(jù)處理量計算機用于數(shù)據(jù)處理，面臨著數(shù)據(jù)處理量大、數(shù)據(jù)

57、類型復雜，以及對數(shù)據(jù)的存儲、維護、檢索、大、數(shù)據(jù)類型復雜，以及對數(shù)據(jù)的存儲、維護、檢索、分類、統(tǒng)計等諸多涉及數(shù)據(jù)管理和使用的問題。分類、統(tǒng)計等諸多涉及數(shù)據(jù)管理和使用的問題。共享問題。共享問題。數(shù)據(jù)從應用程序中獨立出來存放在文件中，增數(shù)據(jù)從應用程序中獨立出來存放在文件中，增強了數(shù)據(jù)的共享，使得數(shù)據(jù)可以長期保存。但是文件與強了數(shù)據(jù)的共享，使得數(shù)據(jù)可以長期保存。但是文件與建立文件的應用程序密切相關，如果不知道文件中數(shù)據(jù)建立文件的應用程序密切相關，如果不知道文件中數(shù)據(jù)的組織規(guī)律，其中的數(shù)據(jù)是無法被其他的應用程序使用的組織規(guī)律，其中的數(shù)據(jù)是無法被其他的應用程序使用的。的。關聯(lián)問題。關聯(lián)問題。不同文件中的

58、數(shù)據(jù)之間往往是有密切關系的，不同文件中的數(shù)據(jù)之間往往是有密切關系的，而文件之間是獨立的，不能反映出這種內在的聯(lián)系。而文件之間是獨立的，不能反映出這種內在的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫技術就是研究如何組織管理數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)能夠被許數(shù)據(jù)庫技術就是研究如何組織管理數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)能夠被許多應用程序共享。多應用程序共享。4.5.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（DBData Base)數(shù)據(jù)庫是一組相互之間有聯(lián)系的文件。文件中的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)庫是一組相互之間有聯(lián)系的文件。文件中的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小的，具有較小的數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)冗余，較高的數(shù)據(jù)，較高的數(shù)據(jù)獨

59、立性獨立性和易和易擴展性擴展性，可為一定范圍內的各種用戶，可為一定范圍內的各種用戶共享共享。數(shù)據(jù)庫通常是一個企業(yè)、組織或部門所涉及的數(shù)據(jù)的綜合，它不僅數(shù)據(jù)庫通常是一個企業(yè)、組織或部門所涉及的數(shù)據(jù)的綜合，它不僅要反映數(shù)據(jù)本身的內容，而且要反映數(shù)據(jù)之間的內在聯(lián)系。數(shù)要反映數(shù)據(jù)本身的內容，而且要反映數(shù)據(jù)之間的內在聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫技術已成為現(xiàn)代計算機信息處理系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的核心技據(jù)庫技術已成為現(xiàn)代計算機信息處理系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的核心技術，數(shù)據(jù)庫已成為計算機信息系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的組成核心。數(shù)術，數(shù)據(jù)庫已成為計算機信息系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的組成核心。數(shù)據(jù)庫的建設規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量據(jù)庫的建設規(guī)模

60、、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家、或企業(yè)信息化程度的重要標志。一個國家、或企業(yè)信息化程度的重要標志。4.5.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMSData Base Management System) 它是操縱和管理數(shù)據(jù)庫的它是操縱和管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)，它管理并控制對數(shù)，它管理并控制對數(shù)據(jù)資源的使用，為用戶提供可以方便、有效地存取數(shù)據(jù)據(jù)資源的使用，為用戶提供可以方便、有效地存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的環(huán)境。在軟件系統(tǒng)的體系結構中，庫中數(shù)據(jù)的環(huán)境。在軟件系統(tǒng)的體系結構中，DBMS位位于用戶應用軟件與操作系統(tǒng)之間。于用戶應用軟件與操作系統(tǒng)之間。