計算機(jī)專業(yè)英語翻譯

1、第一單元：計算機(jī)與計算機(jī)科學(xué)課文A：計算機(jī)概覽一、引言計算機(jī)是一種電子設(shè)備，它能接收一套指令或一個程序，然后通過對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算或?qū)ζ渌问降男畔⑦M(jìn)行處理來執(zhí)行該程序。要不是由于計算機(jī)的發(fā)展，現(xiàn)代的高科技世界是不可能產(chǎn)生的。不同類型和大小的計算機(jī)在整個社會被用于存儲和處理各種數(shù)據(jù)，從保密政府文件、銀行交易到私人家庭賬目。計算機(jī)通過自動化技術(shù)開辟了制造業(yè)的新紀(jì)元，而且它們也增強(qiáng)了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的性能。在幾乎每一個研究和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，從構(gòu)建宇宙模型到產(chǎn)生明天的氣象報告，計算機(jī)都是必要的工具，并且它們的應(yīng)用本身就開辟了人們推測的新領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫服務(wù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使各種各樣的信息源可供使用。同樣的先進(jìn)技術(shù)

2、也使侵犯個人隱私和商業(yè)秘密成為可能。計算機(jī)犯罪已經(jīng)成為作為現(xiàn)代技術(shù)代價組成部分的許多風(fēng)險之一。二、歷史第一臺加法機(jī)是法國科學(xué)家、數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家布萊斯.帕斯卡于1642年設(shè)計的，它是數(shù)字計算機(jī)的先驅(qū)。這個裝置使用了一系列帶有10個齒的輪子，每個齒代表從0到9的一個數(shù)字。輪子互相連接，從而通過按照正確的齒數(shù)向前轉(zhuǎn)動輪子，就可以將數(shù)字彼此相加。17世紀(jì)70年代，德國哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家戈特弗里德.威廉.萊布尼茲對這臺機(jī)器進(jìn)行了改良，設(shè)計了一臺也能做乘法的機(jī)器。法國發(fā)明家約瑟夫瑪麗.雅卡爾，在設(shè)計自動織機(jī)時，使用了穿孔的薄木板來控制復(fù)雜圖案的編織。在19世紀(jì)80年代期間，美國統(tǒng)計學(xué)家赫爾曼.何勒里斯，想出了

3、使用類似雅卡爾的木板那樣的穿孔卡片來處理數(shù)據(jù)的主意。通過使用一種將穿孔卡片從電觸點上移過的系統(tǒng)，他得以為1890年的美國人口普查匯編統(tǒng)計信息。1、分析機(jī)也是在19世紀(jì)，英國數(shù)學(xué)家和發(fā)明家查爾斯.巴比奇，提出了現(xiàn)代數(shù)字計算機(jī)的原理。他構(gòu)想出旨在處理復(fù)雜數(shù)學(xué)題的若干機(jī)器，如差分機(jī)。許多歷史學(xué)家認(rèn)為，巴比奇及其合伙人，數(shù)學(xué)家奧古斯塔.埃達(dá).拜倫，是現(xiàn)代數(shù)字計算機(jī)的真正先驅(qū)。巴比奇的設(shè)計之一，分析機(jī)，具有現(xiàn)代計算機(jī)的許多特征。它有一個以一疊穿孔卡片的形式存在的輸入流、一個保存數(shù)據(jù)的“倉庫”、一個進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的“工廠”和一個產(chǎn)生永久性紀(jì)錄的打印機(jī)。巴比奇未能將這個想法付諸實踐，盡管在那個時代它在技術(shù)上很

4、可能是可行的。2、早期的計算機(jī)模擬計算機(jī)是19世紀(jì)末開始制造的。早期型號是靠轉(zhuǎn)動的軸和齒輪來進(jìn)行計算的。用任何其他方法都難以計算的方程近似數(shù)值，可以用這樣的機(jī)器來求得。開爾文勛爵制造了一臺機(jī)械潮汐預(yù)報器，這實際上就是一臺專用模擬計算機(jī)。第一次和第二次世界大戰(zhàn)期間，機(jī)械模擬計算系統(tǒng)，以及后來的電動模擬計算系統(tǒng)，在潛艇上被用作魚雷航線預(yù)測器，在飛機(jī)上被用作轟炸瞄準(zhǔn)具的控制器。有人還設(shè)計了另一個系統(tǒng)，用于預(yù)測密西西比河流域春天的洪水。3、電子計算機(jī)第二次世界大戰(zhàn)期間，以倫敦北面的布萊切利公園為工作地點的一組科學(xué)家和數(shù)學(xué)家，制造了最早的全電子數(shù)字計算機(jī)之一：“巨人”。到1943年12月，這個包含了15

5、00個真空管的“巨人”開始運(yùn)轉(zhuǎn)了。它被以艾倫.圖靈為首的小組用于破譯德國用恩尼格碼加密的無線電報，他們的嘗試大部分是成功的。除此而外，在美國，約翰.阿塔納索夫和克利福德.貝里早在1939年就在艾奧瓦州立學(xué)院制造了一臺原型電子機(jī)。這臺原型機(jī)和后來的研究工作都是悄悄完成的，而且后來因1945年電子數(shù)字積分計算機(jī)（ENIAC）的研制而顯得相形見絀。ENIAC被授予了專利。但是，數(shù)十年后，在1973年，當(dāng)該機(jī)被揭露吸收了在阿塔納索夫貝里計算機(jī)中首次使用的原理后，這項專利被廢除了。圖1 A - 1：E N IAC是最早的全電子數(shù)字計算機(jī)之一。ENIAC（見圖1A-1）含有18,000個真空管，具有每分鐘

6、幾百次的乘法運(yùn)算速度，但是，其程序最初是通過導(dǎo)線傳送到處理器內(nèi)的，必須由人工更改。根據(jù)美籍匈牙利數(shù)學(xué)家約翰.馮.諾伊曼的想法，后來制造的機(jī)器帶有一個程序存儲器。指令像數(shù)據(jù)一樣存儲在“存儲器”中，使計算機(jī)在執(zhí)行過程中擺脫了紙帶閱讀器的速度限制，并使問題在不給計算機(jī)重新接線的情況下得以解決。20世紀(jì)50年代末，晶體管在計算機(jī)中的應(yīng)用，標(biāo)志著比在真空管機(jī)器情況下體積小、速度快、用途廣的邏輯元件的出現(xiàn)。由于晶體管使用的功率小得多，壽命也長得多，僅這項發(fā)展本身就導(dǎo)致了被稱之為第二代計算機(jī)的改良機(jī)器的產(chǎn)生。元件變小了，元件的間距也變小了，而且系統(tǒng)的制造成本也變得低得多。4、集成電路20世紀(jì)60年代末，集成

7、電路（見圖1A-2）得到采用，從而有可能將許多晶體管制作在一塊硅襯底上，晶體管之間用覆鍍在適當(dāng)位置的導(dǎo)線相連接。集成電路導(dǎo)致價格、尺寸和故障率的進(jìn)一步降低。20世紀(jì)70年代中期，隨著大規(guī)模集成電路和后來的超大規(guī)模集成電路（微芯片）的采用，成千上萬個彼此相連的晶體管被蝕刻在一塊硅襯底上，于是微處理器成為現(xiàn)實。圖1 A - 2：集成電路那么，再回過頭來看看現(xiàn)代計算機(jī)處理開關(guān)值的能力：20世紀(jì)70年代的計算機(jī)一般一次能夠處理8個開關(guān)值。也就是說，在每個循環(huán)中，它們能處理8個二進(jìn)制數(shù)字或位的數(shù)據(jù)。8個位為一組，稱為一個字節(jié)；每個字節(jié)包含256個開與關(guān)（或0與1）的可能模式。每個模式相當(dāng)于一條指令、一條

8、指令的一部分或者一個特定的數(shù)據(jù)類型，如一個數(shù)字、一個字符或一個圖形符號。例如，11010010這個模式可能是二進(jìn)制數(shù)據(jù)在此情況下代表210這個十進(jìn)制數(shù)字，或者它可能是一條指令，告訴計算機(jī)將存儲在其交換設(shè)備中的數(shù)據(jù)與存儲在存儲芯片某個位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。一次能處理16、32和64位數(shù)據(jù)的處理器的研制，提高了計算機(jī)的速度。一臺計算機(jī)能夠處理的全部可識別模式操作總清單稱為其指令集。隨著現(xiàn)代數(shù)字計算機(jī)的不斷發(fā)展，這兩個因素能夠同時處理的位數(shù)和指令集的大小在繼續(xù)增長。三、硬件不論尺寸大小，現(xiàn)代數(shù)字計算機(jī)在概念上都是類似的。然而，根據(jù)成本與性能，它們可分為幾類：個人計算機(jī)或微型計算機(jī)，一種成本較低的機(jī)器，

9、通常只有桌面大?。ūM管“膝上型計算機(jī)”小到能夠放入公文包，而“掌上型計算機(jī)”能夠放入口袋）；工作站，一種具有增強(qiáng)型圖形與通信能力、從而使其對于辦公室工作特別有用的微型計算機(jī)；小型計算機(jī)，一般就個人使用而言太昂貴，其性能適合于工商企業(yè)、學(xué)?；?qū)嶒炇?；以及大型機(jī)，一種大型的昂貴機(jī)器，具有滿足大規(guī)模工商企業(yè)、政府部門、科研機(jī)構(gòu)或者諸如此類機(jī)構(gòu)需要的能力（其中體積最大、速度最快的稱為巨型計算機(jī)）。一臺數(shù)字計算機(jī)不是單一的機(jī)器。確切地說，它是由5個不同的要素組成的系統(tǒng)：（1）中央處理器；（2）輸入設(shè)備；（3）存儲設(shè)備；（4）輸出設(shè)備；以及（5）被稱作總線的通信網(wǎng)絡(luò)，它將系統(tǒng)的所有要素連接起來并將系統(tǒng)與外

10、界連接起來。四、編程一個程序就是一系列指令，告訴計算機(jī)硬件對數(shù)據(jù)執(zhí)行什么樣的操作。程序可以內(nèi)嵌在硬件本身里，或以軟件的形式獨立存在。在一些專門或“專用”計算機(jī)中，操作指令被嵌入其電路里；常見的例子有計算器、手表、汽車發(fā)動機(jī)和微波爐中的微型計算機(jī)。另一方面，通用計算機(jī)盡管含有一些內(nèi)置的程序（在只讀存儲器中）或者指令（在處理器芯片中），但依靠外部程序來執(zhí)行有用的任務(wù)。計算機(jī)一旦被編程，就只能做在任何特定時刻控制它的軟件所允許它做的事情。廣泛使用的軟件包括一系列各種各樣的應(yīng)用程序告訴計算機(jī)如何執(zhí)行各種任務(wù)的指令。五、未來的發(fā)展計算機(jī)發(fā)展的一個持續(xù)不斷的趨勢是微小型化，亦即將越來越多的電路元件壓縮在越

11、來越小的芯片空間內(nèi)的努力。研究人員也在設(shè)法利用超導(dǎo)性來提高電路的功能速度。超導(dǎo)性是在超低溫條件下在某些材料中觀察到的電阻減小現(xiàn)象。計算機(jī)發(fā)展的另一個趨勢是“第五代”計算機(jī)的研制工作，亦即研制可以解決復(fù)雜問題而且其解決方法用“創(chuàng)造性的”這個詞來形容或許最終名副其實的計算機(jī)，理想的目標(biāo)是真正的人工智能。正在積極探索的一條道路是并行處理計算，亦即利用許多芯片來同時執(zhí)行數(shù)個不同的任務(wù)。一種重要的并行處理方法是模仿神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。另一個持續(xù)不斷的趨勢是計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的增加。計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在使用由衛(wèi)星和電纜鏈路構(gòu)成的世界范圍的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，來將全球的計算機(jī)連在一起。此外，大量的研究工作還投入在探索“光”

12、計算機(jī)的可能性上這種硬件處理的不是電脈沖而是快得多的光脈沖。第二單元：計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課文A：計算機(jī)硬件一、引言計算機(jī)硬件是計算機(jī)運(yùn)行所需要的設(shè)備，由可被物理操縱的部件組成。這些部件的功能一般分為3個主要類別：輸入、輸出和存儲。這些類別的部件與微處理器相連接，特別是與計算機(jī)的中央處理器相連接。中央處理器系電子線路，它通過稱為總線的線路或電路來提供計算能力和對計算機(jī)進(jìn)行控制。另一方面，軟件是計算機(jī)用來處理數(shù)據(jù)的一套指令，如文字處理程序或電子游戲。這些程序通常被存儲起來，并由計算機(jī)硬件調(diào)入和調(diào)出中央處理器。軟件也控制著硬件如何利用：例如，如何從存儲設(shè)備中檢索信息。輸入與輸出硬件的交互是由基本輸入/輸

13、出系統(tǒng)（BIOS）軟件控制的。盡管微處理器在技術(shù)上仍被認(rèn)為是硬件，但其部分功能也與計算機(jī)軟件有關(guān)系。既然微處理器同時具有硬件與軟件的特征，它們因此經(jīng)常被稱作固件。二、輸入硬件輸入硬件由給計算機(jī)提供信息和指令的外部設(shè)備亦即計算機(jī)中央處理器以外的部件組成。光筆是帶有光敏端頭的輸入筆，用來在計算機(jī)顯示屏上直接寫畫，或者通過按光筆上的夾子或用光筆接觸屏幕來在屏幕上選擇信息。這種筆含有光傳感器，用于識別筆所經(jīng)過的屏幕部分。鼠標(biāo)是為一只手抓握而設(shè)計的指示設(shè)備。它在底部有一個檢測裝置（通常是一個圓球），使用戶能夠通過在一個平面上移動鼠標(biāo)來控制屏幕上指針或光標(biāo)的運(yùn)動。該裝置滑過平面時，光標(biāo)隨著在屏幕上移動。要

14、在屏幕上選擇項目或命令，用戶就點擊鼠標(biāo)上的按鈕。操縱桿是由一根桿子組成的指示設(shè)備，該桿以向多個方向移動來操縱計算機(jī)屏幕上的光標(biāo)或者其他圖形對象。鍵盤是一個像打字機(jī)的設(shè)備，它使用戶得以向計算機(jī)鍵入文本和命令。有些鍵盤有特殊功能鍵或集成指示設(shè)備，如軌跡球或者可以讓用戶通過手指的移動來移動屏幕上光標(biāo)的觸敏區(qū)。光掃描儀利用光感應(yīng)設(shè)備將圖片或文本等形式的圖像轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能夠處理的電子信號。例如，一張照片可以掃入一臺計算機(jī)，然后包括在該計算機(jī)創(chuàng)建的文本文件中。兩種最常見的掃描儀類型是平板掃描儀和手持式掃描儀，前者類似一臺辦公室用復(fù)印機(jī)，后者用手動的方式從要處理的圖像上掃過。麥克風(fēng)是將聲音轉(zhuǎn)換成可被計算機(jī)存

15、儲、處理和回放的信號的設(shè)備。語音識別模塊是將話語轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能夠識別和處理的信息的設(shè)備。調(diào)制解調(diào)器代表調(diào)制器解調(diào)器，是將計算機(jī)與電話線連接、允許信息傳送給或接收自另一臺計算機(jī)的設(shè)備。每臺發(fā)送或接收信息的計算機(jī)都必須與調(diào)制解調(diào)器相連接。一臺計算機(jī)發(fā)送的信息由調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成音頻信號，然后通過電話線傳送到接收端調(diào)制解調(diào)器，由其將信號轉(zhuǎn)換成接收端計算機(jī)能夠理解的信息。三、輸出硬件輸出硬件由將信息從計算機(jī)中央處理器傳給計算機(jī)用戶的外部設(shè)備構(gòu)成。視頻顯示器或屏幕將計算機(jī)生成的信息轉(zhuǎn)換成可視信息。顯示器一般有兩種形式：陰極射線管視頻屏幕和液晶顯示視頻屏幕?；陉帢O射線管的屏幕或監(jiān)視器看起來就像一臺電視機(jī)。

16、從中央處理器輸出的信息，使用電子束顯示出來，其過程是電子束掃描熒光屏，而熒光屏則發(fā)出光并產(chǎn)生圖像?；谝壕э@示器的屏幕將可視信息顯示在比基于陰極射線管的視頻監(jiān)視器平且小的屏幕上。液晶顯示器常常用于膝上型計算機(jī)。打印機(jī)將計算機(jī)輸出的文本和圖像打印在紙上。點陣打印機(jī)使用細(xì)小的金屬絲打擊色帶，從而形成字符。激光打印機(jī)使用光束在磁鼓上畫圖像，然后由磁鼓吸起稱為墨粉的微小黑粒。墨粉熔凝到紙上，形成圖像。噴墨打印機(jī)將小墨滴噴射到紙上，形成字符和圖像。四、存儲硬件存儲硬件永久性地存儲信息和程序，供計算機(jī)檢索。兩種主要的存儲設(shè)備是磁盤驅(qū)動器和存儲器。磁盤驅(qū)動器有幾種類型：硬盤、軟盤、磁光盤和光盤。硬盤驅(qū)動器將

17、信息存儲在盤中嵌入的磁性顆粒中。硬盤驅(qū)動器通常是計算機(jī)的固定部分，能存儲大量的信息并對其進(jìn)行非常快速的檢索。軟盤驅(qū)動器也將信息存儲在磁性顆粒中，但這些顆粒是嵌入可移動的盤中的，而這些盤既可能是軟的也可能是硬的。軟盤比硬盤存儲的信息少，檢索該信息的速度也慢得多。磁光盤驅(qū)動器將信息存儲在對激光和磁場均敏感的可移動盤上。它們可存儲的信息通常與硬盤一樣多，但檢索速度稍微慢一點。由反射材料制成的光盤，其表面燒蝕出凹陷區(qū)。光盤驅(qū)動器（只讀光盤存儲器，CD-ROM）就是將信息存儲于此。存儲在只讀光盤存儲器上的信息不能擦除或用新信息蓋寫。它們能夠存儲和硬盤驅(qū)動器差不多的信息量，但信息檢索速度比其慢。存儲器指存

18、儲信息供中央處理器快速檢索的計算機(jī)芯片。隨機(jī)存儲器（RAM）用來存儲操作計算機(jī)程序的信息和指令。通常，程序由磁盤驅(qū)動器的存儲區(qū)調(diào)到隨機(jī)存儲器中。隨機(jī)存儲器也稱作易失性存儲器，因為當(dāng)計算機(jī)的電源關(guān)閉時，計算機(jī)芯片中的信息隨著丟失。只讀存儲器（ROM）包含必須永久性可供計算機(jī)操作使用的關(guān)鍵信息和軟件，如從開機(jī)到關(guān)機(jī)一直指揮計算機(jī)運(yùn)行的操作系統(tǒng)。只讀存儲器叫做非易失性存儲器，因為當(dāng)計算機(jī)的電源關(guān)閉時，存儲芯片中的信息不會丟失。有些設(shè)備有不止一種用途。例如，軟盤也可用作輸入設(shè)備，如果它們含有計算機(jī)用戶要使用和處理的信息的話。此外，它們也可用作輸出設(shè)備，如果用戶想將計算結(jié)果存儲在它們上面的話。五、硬件的

19、連接要想運(yùn)轉(zhuǎn)，硬件需要物理連接，使部件之間能夠通信和交互?？偩€提供了一種常見的互連系統(tǒng)。它由一組導(dǎo)線或電路組成，在計算機(jī)的內(nèi)部組成部分之間協(xié)調(diào)和移動信息。計算機(jī)總線由兩條通道組成：一條由中央處理器用來給數(shù)據(jù)定位，叫做地址總線；另一條用來將該數(shù)據(jù)送往那個地址，叫做數(shù)據(jù)總線。總線可用兩個特征來描述：一次可以處理的信息量稱為總線寬度，以及傳送這些數(shù)據(jù)的速度。串行連接是一根或一組導(dǎo)線，用于將信息從中央處理器傳送到外部設(shè)備，如鼠標(biāo)、鍵盤、調(diào)制解調(diào)器、掃描儀和一些類型的打印機(jī)。這種連接一次只能傳送一段數(shù)據(jù)，因此比較慢。使用串行連接的好處在于它能提供遠(yuǎn)距離的有效連接。并行連接使用多組導(dǎo)線來同時傳送數(shù)個信息塊

20、。多數(shù)掃描儀和打印機(jī)使用這種連接方式。并行連接比串行連接速度快得多，但它僅限于中央處理器和外部設(shè)備之間不到3米（10英尺）的距離。第三單元：計算機(jī)語言與編程課文A：編程語言一、引言在計算機(jī)科學(xué)中，編程語言是用于編寫可由計算機(jī)運(yùn)行的一系列指令（計算機(jī)程序）的人工語言。與英語等自然語言相類似，編程語言有詞匯、語法和句法。然而，自然語言不適合為計算機(jī)編程，因為它們會引起歧義，也就是說它們的詞匯和語法結(jié)構(gòu)可能被用多種方式進(jìn)行解釋。用于計算機(jī)編程的語言必須有簡單的邏輯結(jié)構(gòu)，它們的語法、拼寫和標(biāo)點符號規(guī)則必須精確。編程語言在復(fù)雜性和通用程度上差異很大。一些編程語言是為了處理特定類型的計算問題或為了用于特定

21、型號的計算機(jī)系統(tǒng)而編寫的。例如，F(xiàn)ORTRAN和COBOL等編程語言是為解決某些普遍的編程問題類型而編寫的FORTRAN是為了科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，而COBOL是為了商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。盡管這些語言旨在處理特定類型的計算機(jī)問題，但它們具有很高的可移植性，也就是說它們可以用來為多種類型的計算機(jī)編程。其他的語言，如機(jī)器語言，是為一種特定型號的計算機(jī)系統(tǒng)，甚至是一臺特定的計算機(jī)，在某些研究領(lǐng)域使用而編寫的。最常用的編程語言具有很高的可移植性，可以用于有效地解決不同類型的計算問題。像C、PASCAL和BASIC這樣的語言就屬于這一范疇。二、語言類型編程語言可分為低級語言和高級語言。低級編程語言或機(jī)器語言，是編程

22、語言中最基礎(chǔ)的類型，可以被計算機(jī)直接理解。機(jī)器語言視計算機(jī)制造商與型號不同而有所區(qū)別。高級語言是必須首先翻譯成機(jī)器語言計算機(jī)才能理解和處理的編程語言。C、C+、PASCAL和FORTRAN都是高級語言的例子。匯編語言是中級語言，非常接近于機(jī)器語言，沒有其他高級語言所表現(xiàn)出的語言復(fù)雜程度，但仍然得翻譯成機(jī)器語言。1、機(jī)器語言在機(jī)器語言中，指令被寫成計算機(jī)能夠直接理解的1和0（稱作位）序列。一條機(jī)器語言指令一般告訴計算機(jī)4件事：（1）到計算機(jī)主存（隨機(jī)存儲器）的什么位置去找一兩個數(shù)字或簡單的數(shù)據(jù)片；（2）要執(zhí)行的簡單操作，如將兩個數(shù)字相加；（3）在主存的什么位置存放該簡單操作的結(jié)果；（4）到什么位

23、置去找下一條要執(zhí)行的指令。盡管所有的可執(zhí)行程序最終都是以機(jī)器語言的形式被計算機(jī)讀入的，但它們并非都是用機(jī)器語言編寫的。直接用機(jī)器語言編程極端困難，因為指令是0和1的序列。一條典型的機(jī)器語言指令可能寫成100101100 1011，意思是把存儲寄存器A的內(nèi)容加到存儲寄存器B的內(nèi)容中。2、高級語言高級語言是相對復(fù)雜的一系列語句，它們使用來自人類語言的詞匯和句法。高級語言比匯編語言或機(jī)器語言類似于正常的人類語言，因此用高級語言來編寫復(fù)雜的程序比較容易。這些編程語言可以更快地開發(fā)更大和更復(fù)雜的程序。然而，高級語言必須由稱為編譯器的另外一種程序翻譯成機(jī)器語言，計算機(jī)才能理解它們。因為這個原因，與用匯編語

24、言編寫的程序相比較，用高級語言編寫的程序可能運(yùn)行時間長，占用內(nèi)存多。3、匯編語言計算機(jī)程序員通過使用匯編語言，使機(jī)器語言程序比較容易編寫。在匯編語言中，每個語句大致對應(yīng)于一條機(jī)器語言指令。匯編語言的語句是借助易于記憶的命令編寫的。在一個典型的匯編語言語句中，把存儲寄存器A的內(nèi)容加到存儲寄存器B的內(nèi)容中這一命令，可能寫成ADD B, A。匯編語言與機(jī)器語言具有某些共同的特征。例如，對特定的位進(jìn)行操控，用匯編語言和機(jī)器語言都是可行的。當(dāng)盡量減少程序的運(yùn)行時間很重要時，程序員就使用匯編語言，因為從匯編語言到機(jī)器語言的翻譯相對簡單。匯編語言也用于計算機(jī)的某個部分必須被直接控制的情況，如監(jiān)視器上的單個點

25、或者單個字符向打印機(jī)的流動。三、高級語言的分類高級語言通常分為面向過程語言、函數(shù)式語言、面向?qū)ο笳Z言或邏輯語言。當(dāng)今最常見的高級語言是面向過程語言。在這種語言中，執(zhí)行某個完整功能的一個或多個相關(guān)的語句塊組成一個程序模塊或過程，而且被給予諸如“過程A”一類名稱。如果在程序的其他地方需要同樣的操作序列，可以使用一個簡單的語句調(diào)回這個過程。實質(zhì)上，一個過程就是一個小型程序。一個大型程序可以通過將執(zhí)行不同任務(wù)的過程組合在一起而構(gòu)成。過程語言使程序變得比較短，而且比較容易被計算機(jī)讀取，但要求程序員將每個過程都設(shè)計得足夠通用，能用于不同的情況。函數(shù)式語言像對待數(shù)學(xué)函數(shù)一樣對待過程，并允許像處理程序中的任何

26、其他數(shù)據(jù)一樣處理它們。這就使程序構(gòu)造在更高、更嚴(yán)密的水平上得以實現(xiàn)。函數(shù)式語言也允許變量在程序運(yùn)行過程中可以被用戶指定和更改的數(shù)據(jù)符號只被賦值一次。這樣，通過減少對語句執(zhí)行的確切順序給予關(guān)注的必要性，就簡化了編程，因為一個變量沒有必要每次在一個程序語句中用到，都重新聲明或重新說明。來自函數(shù)式語言的許多思想已經(jīng)成為許多現(xiàn)代過程語言的關(guān)鍵部分。面向?qū)ο笳Z言是函數(shù)式語言的發(fā)展結(jié)果。在面向?qū)ο笳Z言中，用來編寫程序的代碼和由程序處理的數(shù)據(jù)，組合成叫做對象的單元。對象進(jìn)一步組合成類，而類則定義對象必須具有的屬性。類的一個簡單例子就是書這個類。這個類中的對象可能是小說和短篇小說。對象還有某些與其相關(guān)的功能，

27、稱為方法。計算機(jī)通過使用一個對象的某種方法來訪問該對象。方法對對象中的數(shù)據(jù)執(zhí)行某種操作，然后將值返回給計算機(jī)。對象的類也可進(jìn)一步組合成層，而在層中一個類的對象可繼承另一個類的方法。面向?qū)ο笳Z言提供的這種結(jié)構(gòu)，使該語言對于復(fù)雜的編程任務(wù)非常有用。邏輯語言將邏輯用作其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。邏輯程序由事實組和“如果則”規(guī)則構(gòu)成，“如果則”規(guī)則具體說明一組事實如何可以從其他事實組中推斷出來，例如：如果X語句為真，則Y語句為假。在這樣一個程序的執(zhí)行過程中，一條輸入語句可以按照邏輯從程序中的其他語句推斷出來。許多人工智能程序使用這種語言編寫。四、語言結(jié)構(gòu)與成分編程語言使用特定類型的語句或指令，來給程序提供功能結(jié)構(gòu)。程

28、序中的一個語句是表達(dá)一個簡單想法的基本句子它的目的是給計算機(jī)一條基本指令。語句定義所允許的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)如何處理以及過程和函數(shù)的工作方式。程序員使用語句來操控編程語言的常見成分，如變量和宏（程序中的小程序段）。數(shù)據(jù)聲明語句給稱為變量的那些程序元素以名稱和屬性。變量在程序中可以賦予不同的值。變量可以具有的屬性稱為類型，它們包括：變量中能保存哪些可能的值；這些值中使用何種程度的數(shù)值精度；以及一個變量可以如何以有組織結(jié)構(gòu)的方式如以表或數(shù)組的形式表示一組比較簡單的值。在許多編程語言中，一個關(guān)鍵的數(shù)據(jù)類型是指針。指針變量本身沒有值，而是含有計算機(jī)可以用來查找某個其他變量的信息也就是說，它們指向另一個變量

29、。表達(dá)式是語句的一段，用于描述要對一些程序變量執(zhí)行的一系列計算操作，如X+Y/Z，其中X、Y和Z為變量，加法和除法是計算操作。賦值語句給一個變量賦予得自某個表達(dá)式的值，而條件語句則指定要被測試、然后用于選擇接下來應(yīng)該執(zhí)行的其他語句的表達(dá)式。過程和函數(shù)語句將某些代碼塊定義為以后可在程序中回調(diào)的過程或函數(shù)。這些語句也定義程序員可選的變量和參數(shù)種類，以及當(dāng)表達(dá)式訪問過程或函數(shù)時代碼所返回的值的類型。許多編程語言也容許叫做宏的小翻譯程序。宏將那些用程序員定義的語言結(jié)構(gòu)編寫的代碼段翻譯成編程語言可以理解的語句。五、歷史編程語言幾乎可以追溯到20世紀(jì)40年代數(shù)字計算機(jī)發(fā)明之時。隨著商用計算機(jī)的推出，最早的

30、匯編語言出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代末。最早的過程語言是在20世紀(jì)50年代末到60年代初開發(fā)的：約翰.巴克斯創(chuàng)造了FORTRAN語言，接著格雷斯.霍珀創(chuàng)造了COBOL語言。第一種函數(shù)式語言是LISP，由約翰.麥卡錫于20世紀(jì)50年代末編寫。所有這3種語言今天仍在廣泛使用，但經(jīng)歷過大量更新。20世紀(jì)60年代末，出現(xiàn)了最早的面向?qū)ο笳Z言，如SIMULA語言。邏輯語言在20世紀(jì)70年代中期隨著PROLOG語言的推出而變得廣為人知，PROLOG語言是一種用于編寫人工智能軟件的語言。在20世紀(jì)70年代，過程語言繼續(xù)發(fā)展，出現(xiàn)了ALGOL、BASIC、PASCAL、C和Ada等語言。SMALLTALK語言是一種

31、具有高度影響力的面向?qū)ο笳Z言，它導(dǎo)致了面向?qū)ο笳Z言與過程語言在C+和更近期的JAVA語言中的結(jié)合。盡管純粹邏輯語言的流行程度已經(jīng)下降，但其以關(guān)系語言形式用于現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的變種卻變得非常重要，如結(jié)構(gòu)化查詢語言。第四單元：軟件開發(fā)課文A：計算機(jī)程序一、引言計算機(jī)程序是指揮計算機(jī)執(zhí)行某種處理功能或功能組合的一套指令。要使指令得到執(zhí)行，計算機(jī)必須執(zhí)行程序，也就是說，計算機(jī)要讀取程序，然后按準(zhǔn)確的順序?qū)嵤┏绦蛑芯幋a的步驟，直至程序結(jié)束。一個程序可多次執(zhí)行，而且，取決于用戶提供給計算機(jī)的選項和數(shù)據(jù)，每次執(zhí)行可能產(chǎn)生不同的結(jié)果。程序分為兩大類：應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)。應(yīng)用程序直接為用戶執(zhí)行某種功能，如處理文字或玩

32、游戲。操作系統(tǒng)管理計算機(jī)以及與之相連的各種資源和設(shè)備，如隨機(jī)存儲器、硬盤驅(qū)動器、監(jiān)視器、鍵盤、打印機(jī)和調(diào)制解調(diào)器，以便其他程序可以使用它們。操作系統(tǒng)的例子包括：DOS、Windows 95、OS/2和UNIX。二、程序開發(fā)軟件設(shè)計者使用經(jīng)常被稱為實用程序或開發(fā)程序的專門應(yīng)用程序來創(chuàng)建新程序。程序員使用稱為文本編輯程序的另一種程序，來以稱為編程語言的特殊符號編寫新程序。程序員使用文本編輯程序創(chuàng)建一個文本文件，這個文本文件是一個有序指令表，也稱為程序源文件。構(gòu)成程序源文件的單個指令稱為源代碼。在這個時候，一種專門的應(yīng)用程序?qū)⒃创a翻譯成機(jī)器語言或目標(biāo)代碼操作系統(tǒng)將認(rèn)作真程序并能夠執(zhí)行的一種格式。將

33、源代碼翻譯成目標(biāo)代碼的應(yīng)用程序有3種：編譯程序、解釋程序和匯編程序。這3種應(yīng)用程序有不同的操作方式，對不同類型的編程語言進(jìn)行操作，但是，它們都要達(dá)到將編程語言翻譯成機(jī)器語言的相同目的。編譯程序?qū)⑹褂肍ORTRAN、C和Pascal等高級編程語言編寫的文本文件一次性從源代碼翻譯成目標(biāo)代碼。這不同于BASIC等解釋執(zhí)行的語言所采取的方式。在解釋執(zhí)行的語言中，程序是隨著每條指令的執(zhí)行而逐個語句地翻譯成目標(biāo)代碼的。解釋執(zhí)行的語言的優(yōu)點是，它們可以立即開始執(zhí)行程序，而不需要等到所有的源代碼都得到編譯。對程序的更改也可以相當(dāng)快地進(jìn)行，無需等到程序重新編譯完。解釋執(zhí)行的語言的缺點是，它們執(zhí)行起來慢，因為每次

34、運(yùn)行程序，都必須對整個程序一次一條指令地翻譯。另一方面，編譯執(zhí)行的語言只編譯一次，因此計算機(jī)執(zhí)行起來可比解釋執(zhí)行的語言快得多。由于這個原因，編譯執(zhí)行的語言比解釋執(zhí)行的語言常用，而且，在專業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域幾乎總是應(yīng)用編譯執(zhí)行的語言。另一種翻譯程序是匯編程序，它用于以匯編語言編寫的程序或程序組成部分。匯編語言也是一種編程語言，但它遠(yuǎn)比其他類型的高級語言類似于機(jī)器語言。在匯編語言中，一個語句通常可以翻譯成機(jī)器語言的一條指令。今天，匯編語言很少用來編寫整個程序，而是最常用于程序員需要直接控制計算機(jī)某方面功能的情況下。程序經(jīng)常編寫為一組較小的程序片，每片表示整個應(yīng)用程序的某個方面。每片獨立編譯之后，一種稱為

35、連接程序的程序?qū)⑺蟹g好的程序片組合成一個可執(zhí)行程序。程序罕有第一次能夠正確運(yùn)行的，所以一種稱為調(diào)試程序的程序常被用來幫助查找稱為程序錯誤的問題。調(diào)試程序通常在運(yùn)行的程序中檢測到一個事件，并將程序員指引到該事件在程序代碼中的起源。Java等最近出現(xiàn)的編程系統(tǒng)，采取多種方法相結(jié)合的方式創(chuàng)建和執(zhí)行程序。編譯程序取來Java源程序，并將其翻譯成中間形式。這樣的中間程序隨后通過因特網(wǎng)傳送給計算機(jī)，而計算機(jī)里的解釋程序接著將中間形式作為應(yīng)用程序來執(zhí)行。三、程序元素多數(shù)程序僅由少數(shù)幾種步驟構(gòu)成，這些步驟在整個程序中在不同的上下文和以不同的組合方式多次重復(fù)。最常見的步驟執(zhí)行某種計算，然后按程序員指定的順序

36、，進(jìn)入程序的下一個步驟。程序經(jīng)常需要多次重復(fù)不長的一系列步驟，例如：在瀏覽游戲得分表并從中找出最高得分時。這種重復(fù)的代碼序列稱為循環(huán)。計算機(jī)具有的使其如此有用的能力之一，是它們能夠作出條件判定，并根據(jù)正在處理的數(shù)據(jù)的值執(zhí)行不同的指令。if-then-else（如果則否則）語句執(zhí)行這種功能，采用的方法是測試某個數(shù)據(jù)片，然后根據(jù)結(jié)果從兩個指令序列中選擇一個。這些選擇對象中的指令之一可能是一個goto語句，用以指引計算機(jī)從程序的另一個部分選擇下一條指令。例如，一個程序可能比較兩個數(shù)，并視比較結(jié)果而分支到程序的另一個部分：If x is greater than ythengoto instructi

37、on #10else continue程序經(jīng)常不止一次地使用特定的一系列步驟。這樣的一系列步驟可以組合成一個子例程，而子例程根據(jù)需要可在主程序的不同部分進(jìn)行調(diào)用或訪問。每次調(diào)用一個子例程，計算機(jī)都會記住該調(diào)用發(fā)生時自己在程序中所處的位置，以便在運(yùn)行完這個子例程后還能夠回到那里。在每次調(diào)用之前，程序可以指定子例程使用不同的數(shù)據(jù)，從而允許一個通用性很強(qiáng)的代碼片只編寫一次，但以多種方式使用。大多數(shù)程序使用幾種不同的子例程。其中最常用的是函數(shù)、過程、庫、系統(tǒng)例程以及設(shè)備驅(qū)動程序。函數(shù)是一種短的子例程，用來計算某個值，如角的計算，而該值計算機(jī)僅用一條基本指令無法計算。過程執(zhí)行的是比較復(fù)雜的功能，如給一組

38、名字排序。庫是為多種不同程序使用而編寫的子例程。系統(tǒng)例程類似于庫程序，但實際上用于操作系統(tǒng)。它們?yōu)閼?yīng)用程序提供某種服務(wù)，如打印一行文字。設(shè)備驅(qū)動程序是一種系統(tǒng)例程，它們加到操作系統(tǒng)中，以使計算機(jī)能夠與掃描儀、調(diào)制解調(diào)器或打印機(jī)等新設(shè)備通信。設(shè)備驅(qū)動程序常常具有可以作為應(yīng)用程序直接執(zhí)行的特征。這使用戶得以直接控制設(shè)備。這一點很有用，例如：在彩色打印機(jī)更換墨盒后需要重新調(diào)整以達(dá)到最佳打印質(zhì)量的情況下。四、程序功能現(xiàn)代計算機(jī)通常將程序存儲在計算機(jī)可以隨機(jī)訪問的某種形式的磁性存儲介質(zhì)上，如固定放在計算機(jī)內(nèi)的硬盤或者便攜式軟盤。這些磁盤上稱為目錄的額外信息，指明盤上各種程序的名稱、它們寫入盤中的時間以及

39、它們在磁盤介質(zhì)上的起始位置。用戶命令計算機(jī)執(zhí)行一個特定應(yīng)用程序時，操作系統(tǒng)就瀏覽這些目錄，找到程序，并將一個副本讀入隨機(jī)存儲器。操作系統(tǒng)然后命令中央處理器開始執(zhí)行程序開頭的指令。程序開頭的指令為計算機(jī)處理信息作好準(zhǔn)備，其方法是在隨機(jī)存儲器中找到空閑存儲單元來容納工作數(shù)據(jù)，從盤中檢索用戶指出的標(biāo)準(zhǔn)選項和默認(rèn)值的副本，并在監(jiān)視器上繪制初始顯示。應(yīng)用程序通過調(diào)用系統(tǒng)例程來對用戶輸入的任何信息都要求一個副本。操作系統(tǒng)將如此輸入的任何數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部形式。應(yīng)用程序然后使用該信息決定下一步干什么，如執(zhí)行某項期望的處理功能像重新格式化一頁文本或從盤上的另一個文件獲取一些額外信息。兩種情況無論是哪一種，

40、都要調(diào)用其他系統(tǒng)例程，以事實上完成結(jié)果的顯示或?qū)ΡP上文件的訪問。運(yùn)行結(jié)束或接到退出的提示時，應(yīng)用程序進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)調(diào)用，以確保所有需要保存的數(shù)據(jù)已寫回磁盤。然后，應(yīng)用程序向操作系統(tǒng)進(jìn)行最后一次系統(tǒng)調(diào)用，指明它已運(yùn)行結(jié)束。操作系統(tǒng)接下來釋放隨機(jī)存儲器和該應(yīng)用程序使用的任何設(shè)備，并等待用戶的命令，以開始運(yùn)行另一個程序。五、歷史人們以程序的形式存儲指令序列已經(jīng)有幾個世紀(jì)了。18世紀(jì)的音樂盒和19世紀(jì)末與20世紀(jì)初的自動鋼琴，就可以播放音樂程序。這些程序以一系列金屬針或紙孔的形式存儲，每一行（針或孔）表示何時演奏一個音符，而針或孔則表明此時演奏什么音符。19世紀(jì)初，隨著法國發(fā)明家約瑟夫瑪麗雅卡爾發(fā)明

41、由穿孔卡片控制的織機(jī)，對物理設(shè)備更精巧的控制變得常見了。在編織特定圖案的過程中，織機(jī)的各個部分得進(jìn)行機(jī)械定位。為了使這個過程自動化，雅卡爾使用一張紙質(zhì)卡片代表織機(jī)的一個定位，用卡片上的孔來指示應(yīng)該執(zhí)行織機(jī)的哪種操作。整條花毯的編織可編碼到一疊這樣的卡片上，同樣的一疊卡片每次使用都會編出相同的花毯圖案。在開發(fā)和使用的程序中，有的由24,000多張卡片構(gòu)成。世界上第一臺可編程的機(jī)器是由英國數(shù)學(xué)家和發(fā)明家查爾斯.巴比奇設(shè)計的，但他從未完全制造成該機(jī)器。這臺叫做分析機(jī)的機(jī)器，使用和雅卡爾織機(jī)類似的穿孔卡片，來選擇每個步驟應(yīng)該執(zhí)行的具體算術(shù)運(yùn)算。插入不同的卡片組，就會改變機(jī)器執(zhí)行的運(yùn)算。這種機(jī)器幾乎能在

42、現(xiàn)代計算機(jī)中找到所有的對應(yīng)物，但它是機(jī)械化的，而非電氣化的。分析機(jī)的制造從未完成，因為制造它所需要的技術(shù)當(dāng)時不存在。供分析機(jī)使用的最早卡片組式程序是由詩人拜倫勛爵的女兒、英國數(shù)學(xué)家奧古斯塔.埃達(dá).拜倫開發(fā)的。由于這個原因，她被公認(rèn)為世界上第一位程序員?，F(xiàn)代的內(nèi)部存儲計算機(jī)程序概念是由美籍匈牙利數(shù)學(xué)家約翰.馮.諾伊曼于1945年首先提出來的。馮.諾伊曼的想法是，使用計算機(jī)的存儲器既存儲數(shù)據(jù)又存儲程序。這樣，程序可被視為數(shù)據(jù)，可像數(shù)據(jù)一樣被其他程序處理。這一想法極大地簡化了在計算機(jī)中存儲與執(zhí)行程序的任務(wù)。六、未來由于計算機(jī)使用的增加，自20世紀(jì)50年代以來，計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅猛。作為對用戶需求和

43、技術(shù)進(jìn)步的反應(yīng)，計算機(jī)程序在這一時期經(jīng)歷了許多變化。計算領(lǐng)域的新思想，如并行計算、分布式計算和人工智能，從根本上改變了一度決定程序形式與功能的傳統(tǒng)概念。致力于并行計算領(lǐng)域研究的計算機(jī)科學(xué)家們，推出了許多新的程序模型。在并行計算中，多個中央處理器同時合作處理同一個問題。一個問題的組成部分由不同的處理器同時處理，這樣就加快了問題的解決速度。由于并行處理計算機(jī)的極端復(fù)雜性，以及使其盡可能有效地運(yùn)行所包含的困難，為這種系統(tǒng)設(shè)計程序的科學(xué)家和工程師面臨著許多挑戰(zhàn)。一種稱為分布式計算的并行計算，使用多個互連計算機(jī)的中央處理器來解決問題。用來在分布式計算應(yīng)用環(huán)境下處理信息的計算機(jī)，常常通過因特網(wǎng)連接。因特網(wǎng)

44、的應(yīng)用正在成為分布式計算的一種特別有用的形式，尤其是在使用Java等編程語言的情況下。在這種應(yīng)用中，用戶登錄到一個站點，并下載一個Java程序到其計算機(jī)上。該Java程序運(yùn)行時，就會與其所來自的站點上的其他程序通信，也可以與不同計算機(jī)或站點上運(yùn)行的其他程序通信。人工智能研究已經(jīng)帶來其他幾種新的編程風(fēng)格。例如，邏輯程序不是由供計算機(jī)盲目執(zhí)行的單個指令構(gòu)成，而是由成套的規(guī)則組成：如果x發(fā)生，則執(zhí)行y。一種稱為推理機(jī)的特殊程序，在向其提出一個新問題時，就使用這些規(guī)則來“推理”出一個結(jié)論。邏輯程序的用途包括自動監(jiān)控復(fù)雜系統(tǒng)和證明數(shù)學(xué)定理。一種全然不同的計算方法稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在這種計算中沒有傳統(tǒng)意義上的

45、程序。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一組高度互連的簡單處理單元，旨在模擬大腦。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不是像傳統(tǒng)計算機(jī)那樣通過程序來指揮信息處理，而是依靠其處理單元的連接方式來處理信息。給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編程的實現(xiàn)方法是，給其提供輸入與輸出數(shù)據(jù)的已知模式，并調(diào)整處理單元之間各種互連的相對重要性，直到完成所期望的模式匹配。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常在傳統(tǒng)計算機(jī)上模擬，但是，不同于傳統(tǒng)的計算機(jī)程序，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有經(jīng)驗學(xué)習(xí)的能力。第五單元：軟件過程課文A：軟件過程模型一、引言一個軟件過程是生產(chǎn)出軟件產(chǎn)品的一系列活動。這些活動可能涉及使用一種像Java或C這樣的標(biāo)準(zhǔn)編程語言從零開始開發(fā)軟件。然而，開發(fā)新軟件越來越多地使用的方法是，擴(kuò)展和修改現(xiàn)有系統(tǒng)，以及配置和

46、集成現(xiàn)成軟件或系統(tǒng)組件。一個軟件過程模型是對一個軟件過程的一種抽象表示。每個過程模型都從一個特定角度表示一個過程，因此都只提供有關(guān)那個過程的部分信息。本文介紹幾種非常通用的過程模型（有時稱為過程范例），并從體系結(jié)構(gòu)的角度描述它們。也就是說，我們看到的是過程的框架，而非具體活動的細(xì)節(jié)。這些類屬模型不是對軟件過程的規(guī)定性描述。確切點說，它們是過程的抽象，可用于解釋軟件開發(fā)的不同方法。你可以將其視為可擴(kuò)展和調(diào)整以創(chuàng)建更為具體軟件工程過程的過程框架。這里論述的過程模型是瀑布模型、演化開發(fā)和基于組件的軟件工程。這3種類屬過程模型在當(dāng)前的軟件工程實踐中廣泛使用。它們不是互不相容，而是經(jīng)常一起使用，尤其是在

47、大型系統(tǒng)開發(fā)的情況下。一個較大型系統(tǒng)內(nèi)的子系統(tǒng)可使用不同的方法開發(fā)。因此，盡管分別討論這些模型比較方便，但應(yīng)該明白，實際上它們經(jīng)常結(jié)合使用。二、瀑布模型最早公布的軟件開發(fā)過程模型源自比較通用的系統(tǒng)工程過程。這種模型如圖5A-1所示。由于從一個階段到另一個階段的瀑布狀級聯(lián)，該模型稱為瀑布模型或軟件生命周期。該模型的主要階段映射基本的開發(fā)活動：1、 需求分析與定義。系統(tǒng)的服務(wù)、約束和目標(biāo)要經(jīng)過與系統(tǒng)用戶的磋商加以確定。然后，它們得到詳細(xì)定義并作為系統(tǒng)規(guī)格說明。2、 系統(tǒng)與軟件設(shè)計。系統(tǒng)設(shè)計過程將需求劃分成需硬件或軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的部分。該過程確立一個總的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。軟件設(shè)計涉及到確定和描述基本的軟件

48、系統(tǒng)抽象及其相互關(guān)系。3、 實現(xiàn)與單元測試。在這個階段，軟件設(shè)計被實現(xiàn)為一組程序或程序單元。單元測試涉及到驗證每個單元是否符合其規(guī)格說明。4、 集成與系統(tǒng)測試。單個的程序單元或程序進(jìn)行集成并作為一個完整系統(tǒng)進(jìn)行測試，以確保軟件需求已得到滿足。測試之后，軟件系統(tǒng)交付客戶。5、 運(yùn)行與維護(hù)。通常（但并非必定），這是軟件生命周期最長的階段。系統(tǒng)經(jīng)過安裝投入實際使用。維護(hù)涉及到糾正在軟件生命周期前面階段沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤，改進(jìn)系統(tǒng)單元的實現(xiàn)，并隨著新需求的發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)系統(tǒng)的服務(wù)。原則上，每個階段的結(jié)果都要形成一份或多份經(jīng)過批準(zhǔn)的文件。前一個階段未結(jié)束，下一個階段不應(yīng)開始。實際上，這些階段重疊并互相饋送信息。在

49、設(shè)計期間，需求方面存在的問題得到識別；在編碼期間，設(shè)計問題被發(fā)現(xiàn)，等等。軟件過程并非一個簡單的線性模型，而是涉及到一系列迭代的開發(fā)活動。由于編制和批準(zhǔn)文件的成本，迭代需要大筆開銷，而且需要做大量重復(fù)工作。因此，經(jīng)過少數(shù)迭代之后，通常應(yīng)凍結(jié)開發(fā)的某些部分，如規(guī)格說明，并繼續(xù)進(jìn)行后面的開發(fā)階段。存在的問題留待以后解決，置之不顧，或者通過編程繞過去。這樣倉促凍結(jié)需求，可能意味圖5A-1：軟件生命周期運(yùn)行與維護(hù)集成與系統(tǒng)測試實現(xiàn)與單元測試系統(tǒng)與軟件設(shè)計需求定義著系統(tǒng)將難以滿足用戶的要求。由于使用實現(xiàn)技巧規(guī)避了設(shè)計問題，這也可能導(dǎo)致不良的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在最后的生命周期階段（運(yùn)行與維護(hù)），軟件投入使用。最初軟

50、件需求中存在的錯誤與疏漏被發(fā)現(xiàn)，程序與設(shè)計錯誤浮現(xiàn)，而且新的功能需要得到確定。因此，為保持有用性，系統(tǒng)必須演變。進(jìn)行有關(guān)更改（軟件維護(hù)）可能涉及到重復(fù)以前的過程階段。瀑布模型的優(yōu)點在于每個階段都編制文件，而且它與其他的工程過程模型相符合。其主要問題在于將項目僵硬地劃分成不同的階段。在過程的一個早期階段，必須定下決心，從而使得應(yīng)對客戶需求變化很困難。因此，只有在需求得到很好理解、在系統(tǒng)開發(fā)期間不可能發(fā)生根本性變化的情況下，才應(yīng)使用瀑布模型。然而，瀑布模型體現(xiàn)了在其他工程項目中所使用的過程模型類型。所以，基于這種方法的軟件過程仍然用于軟件開發(fā)，特別是當(dāng)有關(guān)軟件項目是一個較大系統(tǒng)工程項目的一部分時。

51、三、演化開發(fā)演化開發(fā)基于這樣的思想：開發(fā)一個初始的實現(xiàn)，讓其接受用戶評論，并讓其經(jīng)過多個版本的改進(jìn)，一直到開發(fā)出能夠滿足需要的系統(tǒng)（圖5A-2）。規(guī)格說明、開發(fā)及驗證活動不是分開進(jìn)行，而是交叉進(jìn)行，各項活動之間有快速的信息反饋。演化開發(fā)有兩個基本類型：1、 探索式開發(fā)。在這種類型中，過程的目標(biāo)是與客戶協(xié)作探索其需求，并交付一個最終的系統(tǒng)。開發(fā)從業(yè)已理解的系統(tǒng)部分開始。隨著增添客戶提出的新特征，系統(tǒng)不中間版本并行活動圖5A-2：演化開發(fā)描述最終版本初始版本開發(fā)驗證規(guī)格說明斷演變。2、 拋棄式原型開發(fā)。在這種類型中，演化開發(fā)過程的目標(biāo)是理解客戶的需求，從而為系統(tǒng)開發(fā)比較好的需求定義。原型集中試驗沒

52、有很好理解的客戶需求。在生產(chǎn)滿足客戶眼下需要的系統(tǒng)時，軟件開發(fā)的演化方法常常比瀑布方法有效。基于演化方法的軟件過程的優(yōu)點是，規(guī)格說明可以漸進(jìn)地開發(fā)。隨著用戶增進(jìn)對其問題的理解，這種理解可以反映在軟件系統(tǒng)中。然而，從工程和管理的角度來看，演化方法存在兩個問題：1、 過程缺乏可視性。管理員需要定期交付的產(chǎn)品來衡量進(jìn)度。在快速開發(fā)系統(tǒng)的情況下，編制反映每個系統(tǒng)版本的文件不合算。2、 系統(tǒng)常常缺乏良好的結(jié)構(gòu)。不斷的更改往往會破壞軟件的結(jié)構(gòu)。吸收軟件更改變得越來越困難，越來越成本高昂。對于中小型系統(tǒng)（上至50萬行代碼），演化方法或許是最佳的開發(fā)方法。對于不同小組開發(fā)系統(tǒng)不同部分的大型、復(fù)雜、長壽命系統(tǒng)，

53、演化開發(fā)存在的問題尤為嚴(yán)重。使用這種方法難以建立一個穩(wěn)定的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，這使得集成各小組的貢獻(xiàn)變得很難。對于大型系統(tǒng)，建議使用一種混合過程，將瀑布模型和演化開發(fā)模型的最佳特征結(jié)合起來。這可能涉及到使用演化方法開發(fā)一個拋棄式原型，以解決系統(tǒng)規(guī)格說明中存在的不確定性。然后，可使用一種結(jié)構(gòu)化程度比較高的方法重新實現(xiàn)系統(tǒng)。得到很好理解的系統(tǒng)部分可使用基于瀑布模型的過程進(jìn)行規(guī)格說明和開發(fā)。事先難以進(jìn)行規(guī)格說明的其他系統(tǒng)部分，如用戶界面，無例外地應(yīng)使用探索式編程方法來開發(fā)。四、基于組件的軟件工程大多數(shù)軟件項目都存在某種程度的軟件復(fù)用。通常，這是非正式發(fā)生的。參加項目的人知道有現(xiàn)成的設(shè)計或編碼類似于他們所需

54、的設(shè)計或編碼。他們尋找這些設(shè)計或編碼，根據(jù)需要對其進(jìn)行修改，并將其吸收進(jìn)他們的系統(tǒng)。對于使用演化方法進(jìn)行快速系統(tǒng)開發(fā)，復(fù)用常常是必要的。這種非正式復(fù)用的發(fā)生是不考慮所使用的開發(fā)過程的。然而，在過去幾年中，出現(xiàn)了一種軟件開發(fā)方法，這種方法使用得越來越多，它依靠復(fù)用，被稱為基于組件的軟件工程。這種面向復(fù)用的方法依靠大量的可復(fù)用軟件組件，以及用于這些組件的某種集成框架。有時，這些組件本身就是可提供文本格式化或數(shù)值計算等特定功能的系統(tǒng)（商用現(xiàn)成系統(tǒng)）?；诮M件的軟件工程的類屬過程模型如圖5A-3所示。就最初的需求規(guī)格說明階段和驗證階段而言，面向復(fù)用過程與其他過程相類似，但它的中間階段與其他過程不同。這

55、些階段是：1、 組件分析。在有需求規(guī)格說明的情況下，搜索實現(xiàn)該規(guī)格的組件。通常，不存在完全相符的組件。可能被使用的組件只在某種程度上提供所要求的功能。2、 需求修改。在這個階段，使用已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的組件的相關(guān)信息分析需求，然后修改需求以反映可用的組件。在無法進(jìn)行修改的情況下，可能重新進(jìn)入組件分析活動，以搜索可供選擇的解決方案。3、 帶復(fù)用的系統(tǒng)設(shè)計。在這個階段，設(shè)計系統(tǒng)框架或復(fù)用現(xiàn)有的框架。設(shè)計員考慮到復(fù)用的組件，并組織安排框架使其適應(yīng)復(fù)用的要求。如果得不到可復(fù)用的組件，可能得設(shè)計一些新軟件。4、 開發(fā)與集成。無法外部獲得的軟件要進(jìn)行開發(fā)，組件和商用現(xiàn)成系統(tǒng)要集成以創(chuàng)建新的系統(tǒng)。系統(tǒng)集成在這種模型中

56、可能是開發(fā)過程的一部分，而非一項分開的活動。基于組件的軟件工程具有減少需要開發(fā)的軟件量并因此降低成本與風(fēng)險的明顯優(yōu)點。它通常也可更快地交付軟件。然而，需求方面的妥協(xié)不可避免，這可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能滿足用戶的真正需要。此外，可復(fù)用組件的新版本不受其使用機(jī)構(gòu)的控制，因此喪失了對系統(tǒng)演變的某些控制。圖5A-3：基于組件的軟件工程需求規(guī)格說明組件分析需求修改帶復(fù)用的系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)驗證開發(fā)與集成第六單元：數(shù)據(jù)庫課文A：數(shù)據(jù)庫概覽一、引言數(shù)據(jù)存儲傳統(tǒng)上是使用單獨的沒有聯(lián)系的文件，這些文件有時稱為平面文件。在過去，一個機(jī)構(gòu)中的每個應(yīng)用程序都使用自己的文件。例如，在一個大學(xué)中，每個部門都可能有其自己的文件集：檔案辦公室保存著關(guān)于學(xué)生信息和學(xué)生成績的文件；經(jīng)濟(jì)資助辦公室保存著