人工智能與計(jì)算機(jī)應(yīng)用（微課版） 課件 2.4 計(jì)算機(jī)軟件

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)廣西民族大學(xué)公共計(jì)算機(jī)教研室第2章：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成教學(xué)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本構(gòu)成；掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的主要組成部分和軟件的分類；掌握存儲(chǔ)器的基本原理以及計(jì)算機(jī)的指令、指令系統(tǒng)和程序等概念；了解CPU、內(nèi)存、外存等硬件的作用及計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)硬件組成存儲(chǔ)器原理輸入/輸出設(shè)備軟件分類微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成2.2計(jì)算機(jī)硬件的構(gòu)成2.3微型計(jì)算機(jī)硬件的構(gòu)成2.4計(jì)算機(jī)軟件本章小節(jié)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

2.4計(jì)算機(jī)軟件

硬件、軟件和用戶的關(guān)系軟件是指為運(yùn)行、管理與維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的集合。軟件與硬件是相輔相成的，沒(méi)有軟件，就沒(méi)有人機(jī)交互界面，用戶根本無(wú)法使用計(jì)算機(jī)。軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中重要的、必不可少的組成部分。用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件硬件

2.4.1軟件的概念計(jì)算機(jī)軟件（ComputerSoftware）簡(jiǎn)稱軟件，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中為運(yùn)行、管理與維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的集合。程序是計(jì)算任務(wù)的處理對(duì)象和處理規(guī)則的描述，是按照一定順序執(zhí)行的、能夠完成某一任務(wù)的指令集合。文檔則是為了便于了解程序所需的說(shuō)明性資料。軟件是用戶與硬件之間的接口界面，用戶主要是通過(guò)軟件去使用計(jì)算機(jī)的硬件。

2.4.2硬件和軟件的關(guān)系硬件和軟件是完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互相依存的兩大部分，它們的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。⑴硬件和軟件互相依存⑵硬件和軟件無(wú)嚴(yán)格界線⑶硬件和軟件協(xié)同發(fā)展

2.4.3軟件的分類

2.4.3軟件的分類（一）認(rèn)識(shí)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)內(nèi)、外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的軟件。主要功能：調(diào)度、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，使它們可以協(xié)調(diào)工作。系統(tǒng)軟件是應(yīng)用軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)，所有應(yīng)用軟件都是在系統(tǒng)軟件上運(yùn)行的。

2.4.3軟件的分類應(yīng)用軟件是指一些具有特定功能的軟件，是為解決各種實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題而編制的程序，包括用各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序。類別功能流行軟件舉例辦公自動(dòng)化軟件用于日常辦公，包括文字處理排版、電子表格數(shù)據(jù)處理和演示文稿的制作等Office、WPS等多媒體應(yīng)用軟件圖形處理、圖像處理、動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)等Photoshop、Flash等輔助設(shè)計(jì)軟件建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、服裝設(shè)計(jì)等AutoCAD、Protel等

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)頁(yè)瀏覽、通信、電子商務(wù)等QQ、IE等安全防護(hù)軟件防范、查殺病毒，保護(hù)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)安全等瑞星殺毒軟件、360殺毒軟件等數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件財(cái)務(wù)管理、學(xué)籍管理、人事管理等學(xué)籍管理系統(tǒng)、超市管理系統(tǒng)等娛樂(lè)休閑軟件游戲和娛樂(lè)QQ游戲、DotA等（二）認(rèn)識(shí)應(yīng)用軟件

指令就是指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的命令，如加、減、乘、除和邏輯運(yùn)算等。指令由操作碼和操作數(shù)地址碼兩部分構(gòu)成。指令系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合。不同計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)包含的指令種類和數(shù)目也不同。名

稱功

能

說(shuō)

明操作碼規(guī)定計(jì)算機(jī)進(jìn)行何種操作，如加、減、乘、除、數(shù)據(jù)傳送等操作數(shù)地址碼指出參與操作的數(shù)據(jù)放在哪里以及操作的結(jié)果保存到哪里指令的構(gòu)成2.4.4指令與指令系統(tǒng)

程序程序是指揮計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)某一特定功能的一組命令序列，是指令的有序集合，是由程序計(jì)數(shù)器控制的一系列語(yǔ)句和指令程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試程序的方法和過(guò)程，其內(nèi)容涉及有關(guān)的程序基本概念、編程工具、方法以及方法學(xué)等，是目標(biāo)明確的智力活動(dòng)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（計(jì)算機(jī)語(yǔ)言）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是指用于人與計(jì)算機(jī)之間通信的語(yǔ)言，是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的媒介。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言主要分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言3種。使用匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱為源程序，而使用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序則稱為目標(biāo)程序。2.4.5程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

機(jī)器語(yǔ)言:二進(jìn)制編碼形式的機(jī)器指令及其使用規(guī)則的集合。它是目前計(jì)算機(jī)硬件唯一可以直接識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言。如某種計(jì)算機(jī)的指令為1011011000000000，它表示讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行一次加法操作；而指令1011010100000000則表示進(jìn)行一次減法操作。它們的前8位表示操作碼，而后8位表示地址碼。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言-機(jī)器語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言是一種符號(hào)語(yǔ)言。例如：LDAx表示取數(shù)x。每一種處理器都會(huì)有自己專屬的匯編語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)則和編譯器。即使是同一種類型的處理器，也可能擁有不同的匯編語(yǔ)言編譯器。低級(jí)語(yǔ)言包括機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言-匯編語(yǔ)言

高級(jí)語(yǔ)言接近人們?nèi)粘Ｊ煜さ淖匀徽Z(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言，可讀性強(qiáng)，編程方便。目前絕大部分的程序員編寫(xiě)程序時(shí)多使用高級(jí)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言有許多種，使用比較普遍的有C、C++、Pascal、C#、VisualBasic、Delphi、Java、Python、Lisp和Prolog等。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言-高級(jí)語(yǔ)言

程序設(shè)計(jì)的過(guò)程就是分析要解決的實(shí)際問(wèn)題，得出解決問(wèn)題的具體方法和步驟，并且用某種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)成可執(zhí)行程序的過(guò)程。在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中需要構(gòu)建合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)有效的算法，因此有：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法程序設(shè)計(jì)2.4.6程序設(shè)計(jì)

面向過(guò)程在解決問(wèn)題時(shí)采用功能分解方法，即將一個(gè)系統(tǒng)看作一些功能塊的組合，這些功能塊可以被進(jìn)一步分解，直到參與設(shè)計(jì)和編程的人員可以理解的步驟和過(guò)程為止。面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)方法只允許全部程序均由順序、分支和循環(huán)3類基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成。常用的面向過(guò)程程序設(shè)計(jì)的高級(jí)語(yǔ)言主要有C語(yǔ)言、Basic語(yǔ)言、Pascal語(yǔ)言、Fortran語(yǔ)言、COBOL語(yǔ)言、Ada語(yǔ)言等。面向?qū)ο笸ㄟ^(guò)面向?qū)ο蟮姆绞剑瑢F(xiàn)實(shí)世界的事物抽象成對(duì)象，現(xiàn)實(shí)世界中的關(guān)系抽象成類、繼承，幫助人們實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象與數(shù)字建模。更有利于采用人能理解的方式對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)與編程。系統(tǒng)可以像搭積木一樣被快速開(kāi)發(fā)出來(lái)。常用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的高級(jí)語(yǔ)言主要有Java、C++、C#、VisualBasic、Delphi等。程序設(shè)計(jì)方法分類

面向過(guò)程程序的可重用性差通訊機(jī)制幾乎空白數(shù)據(jù)處理范圍較小程序的數(shù)據(jù)與操作相分離面向?qū)ο蟪绦虿灰桌斫獬鯇W(xué)者入門(mén)有困難程序的依賴性分析有難度兩種程序設(shè)計(jì)方法對(duì)比

面向過(guò)程①開(kāi)始游戲②黑子先走③繪制畫(huà)面④判斷輸贏⑤輪到白子⑥繪制畫(huà)面⑦判斷輸贏

⑧返回步驟2

⑨輸出最后結(jié)果將上述9個(gè)步驟分別用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，問(wèn)題就解決了。面向?qū)ο螈俸诎纂p方，這兩方的行為是一模一樣的②棋盤(pán)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)繪制畫(huà)面③規(guī)則系統(tǒng)，負(fù)責(zé)判定諸如犯規(guī)、輸贏等第一類對(duì)象（玩家對(duì)象）負(fù)責(zé)接受用戶輸入，并告知第二類對(duì)象（棋盤(pán)對(duì)象）棋子布局的變化棋盤(pán)對(duì)象接收到棋子的變化就要負(fù)責(zé)在屏幕上面顯示出這種變化利用第三類對(duì)象（規(guī)則系統(tǒng)）來(lái)對(duì)棋局進(jìn)行判定。兩種方法對(duì)比--開(kāi)發(fā)五子棋游戲

S1S2S2順序結(jié)構(gòu)條件S1S2YesNo分支結(jié)構(gòu)S1條件No循環(huán)結(jié)構(gòu)面向過(guò)程的基本結(jié)構(gòu)

類對(duì)象方法繼承封裝多態(tài)抽象面向?qū)ο蟮南嚓P(guān)理論？思考與練習(xí)1．微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由哪幾個(gè)部分組成？2．計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器可分為幾類？它們的主要區(qū)別是什么