第三章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

第三章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)第一頁(yè)，共45頁(yè)。3.1軟件概述軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，沒(méi)有配備任何軟件的“裸機(jī)”無(wú)法投入使用，沒(méi)有配備主夠的軟件，計(jì)算機(jī)的功能將不能很好的發(fā)揮，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍也將受到很大的影響計(jì)算機(jī)硬件是載體，軟件是靈魂。2第二頁(yè)，共45頁(yè)。3.1軟件概述一、什么是軟件

軟件是指用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種程序的總和以及開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)這些程序所需的技術(shù)資料。即軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔的總和。程序：計(jì)算任務(wù)的處理對(duì)象和處理規(guī)則的描述。文檔：為了便于了解程序所需的闡明性資料。

程序必須裝入機(jī)器內(nèi)部才能工作文檔是給人看的，不一定裝入機(jī)器3第三頁(yè)，共45頁(yè)。3.1計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)對(duì)軟件的理解可運(yùn)行的思想和內(nèi)容的數(shù)字化思想：算法、規(guī)律、辦法---程序表達(dá)內(nèi)容：圖形、圖像、數(shù)據(jù)、聲音、文字等歸結(jié)為程序和數(shù)據(jù)（統(tǒng)稱二進(jìn)制表示的信息）軟件的核心:算法

4第四頁(yè)，共45頁(yè)。3.1軟件概述二、軟件系統(tǒng)的主要任務(wù)

提高機(jī)器的使用效率、發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)器的功能和用途，為用戶使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供方便。5第五頁(yè)，共45頁(yè)。3.1軟件概述三、軟件的分類(lèi)

軟件主要分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件：居于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最靠近硬件的一層，其他軟件一般通過(guò)系統(tǒng)軟件發(fā)揮作用。系統(tǒng)軟件又分為：操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、軟件工具等。6第六頁(yè)，共45頁(yè)。3.1軟件概述應(yīng)用軟件：特定應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ｓ玫能浖?。?yīng)用軟件又包括：應(yīng)用軟件包和用戶程序。7第七頁(yè)，共45頁(yè)。3.1軟件概述四、軟件與硬件的關(guān)系硬件：構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理裝置。軟件：用計(jì)算機(jī)指令和算法語(yǔ)言編寫(xiě)的程序以及運(yùn)行程序所需的文檔、數(shù)據(jù)。關(guān)系：硬件是軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)軟件是對(duì)硬件功能的擴(kuò)充和完善軟件的運(yùn)行最終被轉(zhuǎn)換為對(duì)硬件的操作計(jì)算機(jī)：硬件、軟件→人工生命人：軀體、靈魂→自然生命8第八頁(yè)，共45頁(yè)。3.1軟件概述硬件與軟件可以互相轉(zhuǎn)化，軟件固化成為固件9第九頁(yè)，共45頁(yè)。綜合起來(lái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)外設(shè)主機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件固件存儲(chǔ)器CPU控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器10第十頁(yè)，共45頁(yè)。3.2系統(tǒng)軟件

一般把靠近內(nèi)層、為方便使用和管理計(jì)算機(jī)資源的軟件，稱為系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件的功能：主要是簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)操作，擴(kuò)展計(jì)算機(jī)處理能力和提高計(jì)算機(jī)的效益。兩個(gè)主要特點(diǎn)：一是通用性。即無(wú)論哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)用戶都要用到它們；二是基礎(chǔ)性，即應(yīng)用軟件要在系統(tǒng)軟件支持下編寫(xiě)和運(yùn)行。11第十一頁(yè)，共45頁(yè)。操作系統(tǒng)核心是操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡(jiǎn)稱OS）。其功能是管理計(jì)算機(jī)的全部硬件資源和軟件資源，為用戶提供高效、周到的服務(wù)界面。它是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)管理的控制中心。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件（裸機(jī)）的直接外層，它對(duì)硬件的功能進(jìn)行首次擴(kuò)充。操作系統(tǒng)通過(guò)各種命令提供給用戶的操作界面，給用戶帶來(lái)了極大的方便，同時(shí)操作系統(tǒng)又是其他軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。12第十二頁(yè)，共45頁(yè)。操作系統(tǒng)

為了讓操作系統(tǒng)進(jìn)行工作，首先要將它從外存儲(chǔ)器裝入主存儲(chǔ)器。這一安裝過(guò)程稱為引導(dǎo)系統(tǒng)。安裝完畢后，操作系統(tǒng)中的管理程序部分將保持在主存儲(chǔ)器中，稱其為駐留程序。其他部分在需要時(shí)再自動(dòng)地從外存儲(chǔ)器調(diào)入主存儲(chǔ)器中，這些程序稱為臨時(shí)程序。例如，IBM－PC及其兼容機(jī)的運(yùn)行要有PC－DOS或Windows的支持。13第十三頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言：計(jì)算機(jī)所能夠識(shí)別的語(yǔ)言程序：利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)的能夠完成一定功能的一組代碼。程序設(shè)計(jì)：利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)程序的過(guò)程。文章；漢語(yǔ)、英語(yǔ)；字、詞、語(yǔ)法結(jié)構(gòu)；寫(xiě)文章程序；計(jì)算機(jī)語(yǔ)言；數(shù)據(jù)表示、表達(dá)式、語(yǔ)句結(jié)構(gòu)；編程序14第十四頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序計(jì)算機(jī)硬件只能識(shí)別并執(zhí)行機(jī)器指令，但人們普遍習(xí)慣于使用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序。

為了讓計(jì)算機(jī)能夠理解高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言并執(zhí)行用它編寫(xiě)的程序，必須要為它配備一個(gè)“翻譯”，這就是所謂的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言翻譯系統(tǒng)15第十五頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序語(yǔ)言的分類(lèi)機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言→與計(jì)算機(jī)硬件基本無(wú)關(guān)16第十六頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序

⑴機(jī)器語(yǔ)言從本質(zhì)上說(shuō)，計(jì)算機(jī)只能識(shí)別0和1兩個(gè)數(shù)字，因此，計(jì)算機(jī)能夠直接識(shí)別的指令是由一連串的0和1組合起來(lái)的二進(jìn)制編碼。機(jī)器指令＝操作碼＋操作數(shù)機(jī)器語(yǔ)言：指計(jì)算機(jī)能夠直接識(shí)別的指令的集合。即以二進(jìn)制代碼表示的機(jī)器指令集合，它是計(jì)算機(jī)能夠直接識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言。17第十七頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序

⑴機(jī)器語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)：占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快；缺點(diǎn)：面向機(jī)器語(yǔ)言，通用性差，不易閱讀和記憶，編程工作量大，難以維護(hù)。18第十八頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序⑵匯編語(yǔ)言用助記符號(hào)代替機(jī)器指令所產(chǎn)生的語(yǔ)言。優(yōu)點(diǎn)：比機(jī)器語(yǔ)言程序容易閱讀和修改缺點(diǎn)：面向機(jī)器語(yǔ)言，通用性差（不同的CPU類(lèi)型的計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言是不通用的）。例如，8086匯編語(yǔ)言對(duì)9+8=?編程19第十九頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序20第二十頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序⑵匯編語(yǔ)言源程序：用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。匯編程序：負(fù)責(zé)翻譯的軟件。主要作用：源程序轉(zhuǎn)換成用二進(jìn)制代碼表示的目標(biāo)程序。連接程序：將目標(biāo)程序與庫(kù)文件或其他目標(biāo)程序連接起來(lái)形成可執(zhí)行程序。匯編語(yǔ)言源程序目標(biāo)程序可執(zhí)行程序匯編程序連接程序21第二十一頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序⑶高級(jí)語(yǔ)言用接近自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言的語(yǔ)法、符號(hào)描述基本操作的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言優(yōu)點(diǎn)：符合人類(lèi)習(xí)慣，簡(jiǎn)單易學(xué),通用性強(qiáng)，可移植性、便于維護(hù)源程序：用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。翻譯程序：將源程序翻譯成用二進(jìn)制代碼表示的

目標(biāo)程序。22第二十二頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序翻譯程序的工作方式：①解釋方式：邊解釋邊執(zhí)行②編譯方式：寫(xiě)程序、編譯程序、運(yùn)行程序高級(jí)語(yǔ)言源程序執(zhí)行結(jié)果解釋程序解釋方式編譯方式可執(zhí)行程序高級(jí)語(yǔ)言源程序編譯程序目標(biāo)程序連接程序23第二十三頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序⑶高級(jí)語(yǔ)言BASIC、FORTRAN、Pascal、COBOL、C、VB、VC++、Delphi、Java、C#例如前面9+8=?，用C語(yǔ)言編程：

main()

{intal;

al=9+8;}24第二十四頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序2.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的選擇選擇編程語(yǔ)言涉及很多因素：①人的因素：編程小組精通這門(mén)語(yǔ)言嗎②任務(wù)需要：選擇的語(yǔ)言能否實(shí)現(xiàn)任務(wù)的全部功能？能跨平臺(tái)嗎？有數(shù)據(jù)庫(kù)接口功能嗎？能直接控制聲卡等硬件嗎？③客戶指定，或要通過(guò)串行口控制一個(gè)外部設(shè)備，C+匯編語(yǔ)言是最明智的選擇。了解一些流行的語(yǔ)言，對(duì)于做出合理選擇會(huì)有幫助。25第二十五頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序8086匯編語(yǔ)言用它編寫(xiě)的程序只能運(yùn)行在裝有80x86計(jì)算機(jī)上?，F(xiàn)在匯編語(yǔ)言僅用于那些要求程序盡可能短或速度要求很高的場(chǎng)合，如為了控制硬件在操作系統(tǒng)、多媒體底層控制時(shí)使用它。26第二十六頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序DelphiDelphi是Inprise公司于1995年推出的可視化編程語(yǔ)言。它以Pascal為基礎(chǔ)，擴(kuò)充了面向?qū)ο蠛涂梢暬拈_(kāi)發(fā)手段，使得Delphi有能力與VB相抗衡。Delphi適用于應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件等軟件的開(kāi)發(fā)。27第二十七頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序C語(yǔ)言是美國(guó)電報(bào)與電話公司為了實(shí)現(xiàn)UNIX系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想而發(fā)展起來(lái)的語(yǔ)言工具。其特點(diǎn)是兼顧了高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，既提供了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，又帶有低級(jí)語(yǔ)言的接口

C++語(yǔ)言是在C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上為支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)而研制的一個(gè)通用目的的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它可以用于編寫(xiě)從簡(jiǎn)單的交互程序到高度成熟和復(fù)雜的工程科學(xué)中的任何程序，目前流行的版本是MSVC++、BorlandC++Builder28第二十八頁(yè)，共45頁(yè)。語(yǔ)言處理程序Java語(yǔ)言于1991年在SunMicrosystems公司設(shè)計(jì)出來(lái)，源于對(duì)獨(dú)立平臺(tái)的語(yǔ)言需求。這種語(yǔ)言可創(chuàng)建嵌入各種(具有不同CPU的)電器設(shè)備(如微波爐等)的軟件，其特點(diǎn)是可移植、跨平臺(tái)，正好迎合了Internet的需要。

HTML(HyperTextMarkupLanguage)、XML(eXtensibleMarkupLanguage)都屬于語(yǔ)言，但它們都沒(méi)有傳統(tǒng)語(yǔ)言的基本控制結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義以及子程序定義，其主要用途是描述網(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)和格式。29第二十九頁(yè)，共45頁(yè)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)就是在具體計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的系統(tǒng)軟件，用戶用它來(lái)建立、管理、維護(hù)、使用數(shù)據(jù)庫(kù)等。

目前，常用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有Access、VisualFoxPro、SQLServer、Oracal、SyBase和MySQL等。30第三十頁(yè)，共45頁(yè)。服務(wù)性程序

服務(wù)性程序是一類(lèi)輔助性的程序，是為了幫助用戶使用和維護(hù)計(jì)算機(jī)，向用戶提供服務(wù)性手段而編寫(xiě)的一類(lèi)程序，通常包括編輯程序、調(diào)試程序、診斷程序、硬件維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)管理程序等。31第三十一頁(yè)，共45頁(yè)。3.3應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中，除了系統(tǒng)軟件以外的所有軟件都稱為應(yīng)用軟件。

應(yīng)用軟件是由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家或軟件公司為支持某一應(yīng)用領(lǐng)域、解決某個(gè)實(shí)際問(wèn)題而專門(mén)研制的應(yīng)用程序，包括科學(xué)計(jì)算類(lèi)軟件、工程設(shè)計(jì)類(lèi)軟件、數(shù)據(jù)處理類(lèi)軟件、信息管理類(lèi)軟件、自動(dòng)控制類(lèi)軟件、情報(bào)檢索類(lèi)軟件等。32第三十二頁(yè)，共45頁(yè)。3.3應(yīng)用軟件例如，文字處理軟件Office、WPS；信息管理軟Assces數(shù)據(jù)庫(kù)、mysql數(shù)據(jù)庫(kù)；輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD、caxa、Photoshop；媒體播放軟件WindowsMediaPlayer、RealPlayer；圖形圖像軟coreldraw

、3DSMAX、MAYA、Photoshop；數(shù)學(xué)軟件Matlab；殺毒軟件諾頓、卡巴斯基、江民、瑞星等。33第三十三頁(yè)，共45頁(yè)。文字處理軟件

文字處理軟件是辦公軟件的一種，主要用于文檔的編輯、修改、保存、打印等。常用的中文文字處理軟件主要是微軟公司的Word34第三十四頁(yè)，共45頁(yè)。表格處理軟件

表格處理軟件主要用來(lái)處理各式各樣的表格。目前最常用的表格處理軟件是Microsoft公司的Excel

Excel不僅具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)組織、計(jì)算、分析和統(tǒng)計(jì)功能，還可以通過(guò)圖表、圖形等多種形式對(duì)處理結(jié)果加以形象地顯示，更能夠方便地與辦公軟件中其他組件相互調(diào)用數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)資源共享。35第三十五頁(yè)，共45頁(yè)。演示文稿軟件

PowerPoint是目前最常用的一種演示文稿軟件，專用于制作和演示多媒體投影片/幻燈片。

利用PowerPoint，可以非常方便地制作各種文字，繪制圖形，加入圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻影像等各種媒體信息，并根據(jù)需要設(shè)計(jì)各種演示效果。

36第三十六頁(yè)，共45頁(yè)。輔助設(shè)計(jì)軟件

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)是近二十年來(lái)最具有成效的工程技術(shù)之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件能高效率地繪制、修改、輸出工程圖紙。設(shè)計(jì)中的常規(guī)計(jì)算幫助設(shè)計(jì)人員尋找較好的方案。設(shè)計(jì)周期大幅度縮短，而設(shè)計(jì)質(zhì)量卻大為提高。應(yīng)用該技術(shù)能使各行各業(yè)的設(shè)計(jì)人員從繁重的繪圖設(shè)計(jì)中解脫出來(lái)，使設(shè)計(jì)工作計(jì)算機(jī)化。目前常用的軟件有AutoCAD、caxa、Photoshop等。37第三十七頁(yè)，共45頁(yè)。實(shí)時(shí)控制軟件用于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)一般都是實(shí)時(shí)控制，對(duì)計(jì)算機(jī)的速度要求不高，但可靠性要求很高，否則會(huì)生產(chǎn)出不合格產(chǎn)品，或造成重大事故。

用于控制的計(jì)算機(jī)，其輸入信息往往是電壓、溫度、壓力、流量等模擬量，要先將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行處理或計(jì)算。處理或計(jì)算后，以此為依據(jù)根據(jù)預(yù)定的控制方案對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。

目前，比較流行的PC機(jī)上的SCADA軟件有FIX、InTouch、Lookout等。38第三十八頁(yè)，共45頁(yè)。3.4系統(tǒng)組成的層次結(jié)構(gòu)