計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)(簡(jiǎn))

蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院第3章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)目錄計(jì)算機(jī)軟件概述操作系統(tǒng)算法123程序設(shè)計(jì)語言43.1計(jì)算機(jī)軟件概述軟件概念：軟件是指程序、與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)和文檔的集合。軟件特點(diǎn)：不可見性適用性依附性復(fù)雜性無磨損性易復(fù)制性不斷演變性有限責(zé)任脆弱性計(jì)算機(jī)軟件的概念及特性通常從應(yīng)用的角度出發(fā)，將軟件劃分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1．系統(tǒng)軟件指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件的開發(fā)和運(yùn)行，或者為用戶管理和使用計(jì)算機(jī)提供方便的一類軟件。包括： 〔1〕操作系統(tǒng) 〔2〕程序設(shè)計(jì)語言和語言處理程序 〔3〕數(shù)據(jù)庫管理程序 〔4〕常用的實(shí)用程序計(jì)算機(jī)軟件的分類2．應(yīng)用軟件指在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，為解決各類問題而編寫的程序，它是直接面向用戶需求的一類軟件。按照應(yīng)用軟件的開發(fā)方式和適用范圍，可將其分為通用應(yīng)用軟件和定制應(yīng)用軟件兩類。

計(jì)算機(jī)軟件的分類通用應(yīng)用軟件的主要類別和功能類別功能主流軟件文字處理軟件文本編輯、處理、圖文混排等WPS、Word、WordPerfect、FrontPage等電子表格軟件表格定義、數(shù)值計(jì)算、繪制圖表等Excel等演示軟件幻燈片制作與播放PowerPoint等圖形圖像軟件圖像處理、圖形繪制、動(dòng)畫制作等AutoCAD、Photoshop、CorelDraw、3DSMAX等網(wǎng)絡(luò)通信軟件電子郵件、聊天、IP電話等OutlookExpress、MSN、QQ等媒體播放軟件播放各種數(shù)字音頻和視頻文件WindowsMediaPlayer、RealPlayer、暴風(fēng)影音、千千靜聽、Itunes、Winamp等信息檢索軟件在網(wǎng)絡(luò)中查找信息百度、google等3．系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的關(guān)系軟件是在硬件根底上對(duì)硬件功能的擴(kuò)充與完善。軟件又分為假設(shè)干層，內(nèi)層軟件是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件功能的完善和擴(kuò)充，外層軟件是對(duì)內(nèi)層軟件的進(jìn)一步完善和擴(kuò)充。 計(jì)算機(jī)軟件的分類1．軟件的授權(quán)方式 〔1〕商品軟件 〔2〕自由軟件 〔3〕免費(fèi)軟件 〔4〕共享軟件 〔5〕公共軟件2．軟件的保護(hù)條例 〔1〕專利法 〔2〕著作權(quán)法 〔3〕商業(yè)秘密法 〔4〕計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)條例

計(jì)算機(jī)軟件的保護(hù)3.2操作系統(tǒng)1．操作系統(tǒng)的概念和作用操作系統(tǒng)是一些程序模塊的集合，主要功能：1〕管理和控制：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程2〕方便使用：為應(yīng)用程序的開發(fā)和運(yùn)行提供一個(gè)高效的平臺(tái)3〕提供接口：為用戶提供一個(gè)功能完善、使用方便、可擴(kuò)展、平安和可管理的工作環(huán)境和友好的接口

操作系統(tǒng)概述2．操作系統(tǒng)的引導(dǎo)過程〔1〕系統(tǒng)加電，處理器復(fù)位，查找計(jì)算機(jī)啟動(dòng)指令的ROMBIOS；〔2〕執(zhí)行BIOS中的加電自檢程序(Power-OnSelfTest，簡(jiǎn)稱POST)；〔3〕假設(shè)自檢無異常情況，CPU將繼續(xù)執(zhí)行BIOS中的引導(dǎo)裝入程序，即自舉程序；〔4〕由引導(dǎo)程序裝入操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)概述處理機(jī)〔CentralProcessingUnit，CPU〕是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心資源，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算、控制中心，其處理能力是評(píng)價(jià)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。處理機(jī)管理也稱為進(jìn)程管理。而現(xiàn)代的操作系統(tǒng)中又引入了更小的處理機(jī)資源的分配單位——線程，所以處理機(jī)管理相應(yīng)地變成了對(duì)線程的管理。 處理機(jī)管理1．內(nèi)存的分配與回收2．內(nèi)存保護(hù)與共享3．地址映射4．內(nèi)存擴(kuò)充存儲(chǔ)管理1．文件文件是邏輯上具有完整意義的一組相關(guān)信息的有序集合，通常被保存在外存儲(chǔ)器上。計(jì)算機(jī)中的文件是按名存取的。不同操作系統(tǒng)的文件命名規(guī)那么略有不同，但根本可分為兩個(gè)局部： <主文件名.擴(kuò)展名>文件除了文件名外，還有文件大小、文件的物理位置、文件的時(shí)間、所有者信息、占用空間等，這些信息稱為文件屬性。文件管理的任務(wù)是：實(shí)現(xiàn)文件的存取、檢索、更新，文件存儲(chǔ)空間的分配與回收，文件的共享和保護(hù)，并向用戶提供文件操作接口。文件管理文件管理2．文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)文件的組織、管理和存取的一組系統(tǒng)程序，即管理軟件資源的軟件。文件系統(tǒng)的功能主要有：〔1〕實(shí)現(xiàn)文件的按名存取，完成從文件名到文件存儲(chǔ)物理地址的映射；〔2〕文件存儲(chǔ)空間的分配與回收。〔3〕對(duì)文件及文件目錄的管理?！?〕提供〔創(chuàng)立〕操作系統(tǒng)與用戶的接口；〔5〕提供有關(guān)文件自身的效勞。每個(gè)操作系統(tǒng)都至少包括一種文件系統(tǒng)。文件管理3．文件目錄管理文件目錄是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用以標(biāo)識(shí)系統(tǒng)中的文件及其物理地址，供檢索時(shí)使用。文件控制塊〔FileControlBlock,簡(jiǎn)稱FCB〕包含了管理文件和說明文件特性的全部信息，如文件名、用戶名、文件的屬性、文件所在的物理地址、文件的長(zhǎng)度、文件所有者名、存取權(quán)限、文件建立或修改的日期等。操作系統(tǒng)通過建立文件控制塊來管理文件。文件管理4．文件的操作〔1〕文件操作的根本內(nèi)容對(duì)文件目錄的操作對(duì)文件整體的操作對(duì)文件內(nèi)容存取的操作〔2〕文件操作的根本方法命令接口編程接口文件管理1．設(shè)備管理的功能〔1〕提供和進(jìn)程管理系統(tǒng)的接口?！?〕進(jìn)行設(shè)備分配?！?〕實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備、設(shè)備和CPU等之間的并行操作?！?〕進(jìn)行緩沖區(qū)管理。設(shè)備管理的主要任務(wù)就是管理各種外部設(shè)備，完成用戶提出的I/O請(qǐng)求、為用戶分配I/O設(shè)備、提高CPU和I/O設(shè)備的利用率、提高I/O速度、方便用戶使用I/O設(shè)備。設(shè)備管理2．設(shè)備管理提供的效勞操作系統(tǒng)的設(shè)備管理為用戶提供了以下效勞，簡(jiǎn)化用戶使用和管理外設(shè)：〔1〕設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序〔2〕即插即用〔3〕熱拔插〔4〕集中統(tǒng)一管理設(shè)備管理1．DOS操作系統(tǒng)2．Windows操作系統(tǒng)3．UNIX和Linux操作系統(tǒng)4．操作系統(tǒng)常用操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.3算法所謂算法是指對(duì)特定問題求解步驟準(zhǔn)確而完整的描述。算法不等于程序，也不等于計(jì)算方法。算法的表示可以有多種形式，如文字說明、流程圖、偽代碼和程序設(shè)計(jì)語言。【例3-1】某學(xué)術(shù)交流會(huì)征文共收到150篇論文，每篇論文已經(jīng)由專家進(jìn)行了評(píng)分，要求將得分在85分以上的論文編號(hào)和分?jǐn)?shù)輸出。算法的定義所謂算法是指對(duì)特定問題求解步驟準(zhǔn)確而完整的描述。算法不等于程序，也不等于計(jì)算方法。算法的表示可以有多種形式，如文字說明、流程圖、偽代碼和程序設(shè)計(jì)語言?！纠?-1】某學(xué)術(shù)交流會(huì)征文共收到150篇論文，每篇論文已經(jīng)由專家進(jìn)行了評(píng)分，要求將得分在85分以上的論文編號(hào)和分?jǐn)?shù)輸出。算法的定義算法一般應(yīng)具有以下幾個(gè)根本特征：〔1〕能行性〔2〕確定性〔3〕有窮性〔4〕輸入〔5〕輸出算法的定義3.4程序設(shè)計(jì)語言對(duì)程序設(shè)計(jì)語言的分類可以從不同的角度進(jìn)行，其中最常見的分類方法是根據(jù)程序設(shè)計(jì)語言與計(jì)算機(jī)硬件的聯(lián)系程度將其分為3類：1．機(jī)器語言是一種面向機(jī)器的語言，指令都是二進(jìn)制形式的指令代碼。對(duì)于不同的計(jì)算機(jī)硬件〔主要指CPU〕，其機(jī)器語言是不同的。特點(diǎn)：執(zhí)行效率比較高，能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的速度性能。但是，用機(jī)器語言編寫程序的難度比較大，容易出錯(cuò)，而且程序的直觀性差，也不容易移植。程序設(shè)計(jì)語言分類2．匯編語言為了克服機(jī)器語言的缺點(diǎn)，匯編語言用助記符來代替機(jī)器指令的操作碼和操作數(shù)例如，51+53加法題的匯編語言程序?yàn)椋篗OVAX,33HMOVBX,35HADDBX,AX特點(diǎn)：比機(jī)器語言直觀，容易理解和記憶。仍然依賴于計(jì)算機(jī)硬件，程序的可讀性和可移植性差。程序設(shè)計(jì)語言分類3．高級(jí)語言是一類面向問題或面向?qū)ο蟮恼Z言，接近自然語言特點(diǎn)：易學(xué)、易用、易維護(hù)，人們可以更有效、方便地利用它來編寫各種