第3章計(jì)算機(jī)軟件(江蘇專轉(zhuǎn)本計(jì)算機(jī))

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

滸二一

第3章計(jì)算機(jī)軟件

3.1軟件的基本概念

3.2操作系統(tǒng)

3.3程序設(shè)計(jì)語言及語言處理程序

3.4算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.1計(jì)算機(jī)軟件的概念

3.1.1計(jì)算機(jī)軟件

■什么是計(jì)算機(jī)軟件（P73第10題、P74第28

|題）

E計(jì)算機(jī)軟件：是能指揮計(jì)算機(jī)完成特定任務(wù)的、

S以電子格式存儲(chǔ)的程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔的

-集合。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

軟件的分類

?按照不同的原則和標(biāo)準(zhǔn)，可以將軟件劃分不同

■的種類。從應(yīng)用的角度出發(fā)，通常將軟件大致

1劃分為：

A系統(tǒng)軟件

A應(yīng)用軟件

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

?系統(tǒng)軟件：泛指那些為了有效地運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、

給應(yīng)用軟件開發(fā)與運(yùn)行提供支持、或者為用戶管理

與使用計(jì)算機(jī)提供方便的一類軟件。（P75第3題）

伊|如：基本輸入/輸入系統(tǒng)（BIOS）、操作系統(tǒng)、計(jì)

算機(jī)語言編譯器、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、常用的實(shí)用程

序（磁盤清理程序、備份程序、編譯程序等）等都是

系統(tǒng)軟件。（P72第7題、P73第12題、P73第17題）

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

?應(yīng)用軟件：泛指那些專門用于解決各種具體

\應(yīng)用問題的軟件。（P72第6題）

?按照應(yīng)用軟件的開發(fā)方式和適用范圍，應(yīng)用

\軟件可再分為：

i?通用應(yīng)用軟件

1A定制應(yīng)用軟件

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

通用應(yīng)用軟件類別和功靛

類另U功能流行軟件舉例

文字處理軟件文字處理、桌面排版等WPS、Word>Acrobat等

電子表格軟件表格定義、計(jì)算和處理等Excel等

AutoCAD、Photoshop>3D

圖形圖像軟件圖像處理、幾何圖形繪制等

MAX>CoreDraw等

電子郵件、網(wǎng)絡(luò)文件管理、

網(wǎng)絡(luò)通信軟件OutlookExpress>FTP、IE等

Web瀏覽等

演示軟件幻燈片制作等Powerpoint等

MediaPlayer>RealPlayer>

媒體播放軟件播放數(shù)字音頻和視頻文件

Winamp等

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

i定制應(yīng)用軟件

定制應(yīng)用軟件是按照不同領(lǐng)域用戶的特定

應(yīng)用要求而專門設(shè)計(jì)的軟件。

例如：某銀行的金融管理系統(tǒng)、超市的銷

售管理系統(tǒng)、大學(xué)的教務(wù)管理系統(tǒng)和人事

管理系統(tǒng)、企業(yè)的集成制造系統(tǒng)等。

這類軟件專業(yè)性強(qiáng)，運(yùn)行效率高，但設(shè)計(jì)

和開發(fā)成本相對(duì)較高。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

耋3.2操作系統(tǒng)一

3.2.1概述

操作系統(tǒng)的作用

?操作系統(tǒng)（OperatingSystem,簡稱OS）：用

凄制、管理、調(diào)配計(jì)算機(jī)的所有資源。是

建計(jì)算機(jī)配置的一種必不可少的系統(tǒng)軟件。

?操作系統(tǒng)的主要功能：（P74第20題）

尊LJ管理、存儲(chǔ)管理、文件管理

設(shè)備管理、作業(yè)管理JJ

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

富操作系統(tǒng)的類型

根據(jù)操作系統(tǒng)功能特征將操作系統(tǒng)分

為三種基本類型:（P74第26題）

批處理操作系統(tǒng)

分時(shí)操作系統(tǒng)

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

操作系統(tǒng)的作用T

摹理系統(tǒng)中的各種軟硬件資源

事用戶提供友善的人機(jī)界面(P72第1題)

|A用戶界面：也稱用戶接口或人機(jī)界面，是計(jì)算機(jī)系

|統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶與計(jì)算機(jī)通信的軟、硬件部分的總稱。

■A圖形用戶界面(GUI):采用窗口、圖符、菜單及

|指點(diǎn)設(shè)備技術(shù)和多窗口系統(tǒng)等軟件，并以直接操縱

5為主要使用方法，使得用戶能夠靈活、方便、有效

￡地使用計(jì)算機(jī)。

啜應(yīng)用程序的開發(fā)提供一個(gè)高效率的平臺(tái)

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3?.2多任務(wù)處理與處理器管理

?多任務(wù)處理（P74第25題）

互^提高CPU的利用率，操作系統(tǒng)一般都支持同時(shí)運(yùn)行若干個(gè)程序。

任務(wù)與后臺(tái)任務(wù)

'動(dòng)窗口對(duì)應(yīng)前臺(tái)任務(wù)，非活動(dòng)窗口對(duì)應(yīng)后臺(tái)任務(wù)。

建發(fā)多任務(wù)

管是前臺(tái)任務(wù)還是后臺(tái)任務(wù)，它們都分配到CPU的使用權(quán)，因而

可以同時(shí)運(yùn)行。

?摧占式多任務(wù)

作系統(tǒng)調(diào)度程序一般采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的策略，即每個(gè)任務(wù)服務(wù)

都能輪流得到一個(gè)CPU時(shí)間片，在時(shí)間片用完后，調(diào)度程序再把CPU

交給下一個(gè)任務(wù)，就這樣循環(huán)下去。只要時(shí)間片用完，不管任務(wù)有多

重要，也不管它執(zhí)行到什么地方，正在執(zhí)行的任務(wù)就會(huì)被強(qiáng)行終止mC

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

占3.2.3存儲(chǔ)管理

?存儲(chǔ)管理的目的：管理內(nèi)存資源的高效、合理使用。

黃管理的主要內(nèi)容：內(nèi)存的分配與回收、內(nèi)存的

共享與保護(hù)、內(nèi)存自動(dòng)擴(kuò)充等

?虛擬存儲(chǔ)技術(shù)：當(dāng)多個(gè)程序共享有限內(nèi)存資源時(shí)，必須

合理地為它們分配內(nèi)存空間，做到用戶存放在內(nèi)存中的程序

和數(shù)據(jù)既能彼此隔離、互不侵?jǐn)_，又能在一定條件下共享。

當(dāng)內(nèi)存不夠用時(shí)，要解決內(nèi)存擴(kuò)充問題，把內(nèi)存和外存結(jié)合

起來管理，為用戶提供一個(gè)容量比實(shí)際內(nèi)存大得多的“虛擬

存儲(chǔ)器”。（P74第19題）

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.2.4文件管理

?文件的概念：文件是一組相關(guān)信息的集合。文件的

互名：每個(gè)文件都有自己的名字（文件名）

事件說明信息：文件名、文件類型、文件物理位置、

爭件大小、文件時(shí)間、文件創(chuàng)建者、文件屬性等

量件屬性：系統(tǒng)文件、隱藏文件、存檔文件、只讀

文件

■件夾：根文件夾（根目錄）與子文件夾（子目錄）

■文件管理：創(chuàng)建新文件（夾）、保存文件、讀出文件

（打開文件）、刪除文件。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.2.5設(shè)備管理*

?設(shè)備管理：對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除了CPU

和內(nèi)存以外的所有I/O設(shè)備的管理。

?主要包括緩沖區(qū)管理、設(shè)備分配、設(shè)

驅(qū)動(dòng)、設(shè)備無關(guān)性。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.2.6常用操作系統(tǒng)

1.Windows操作系統(tǒng)

副indows操作系統(tǒng)是由美國微軟公司開發(fā)，提供了多任務(wù)

受理與圖形界面以及統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口，使得在

事indows環(huán)境下運(yùn)行應(yīng)用程序的操作大為簡化。

?Windows系列操作系統(tǒng)：（P74第21題）

Windows95/98/98SE/98/ME/2000/XP

W-單用戶：一臺(tái)計(jì)算機(jī)一次只允許一個(gè)用戶使用。

-多任務(wù)：允許一個(gè)用戶同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

Windows操作系統(tǒng)

?Windows9x

|-支持圖形用戶界面

|-支持“即插即用”的系統(tǒng)配置方法

|-提供通信軟件，使用戶的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)接到

InternetJb

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

Windows操作系統(tǒng)

?Windows2000

Windows2000在使用WindowsNT的內(nèi)核的同時(shí)

增加了許多新的功能。如在即插即用方面，它支

持USB設(shè)備，支持功率的調(diào)節(jié)和各種硬件編程接

口等。Windows2000有以下幾種不同的版本：

?Windows2000Professional

?Windows2000Server/AdvancedServer

?Windows2000DatacenterServer

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

Windows操作系統(tǒng)

?WindowsXP和Windows.NET

WindowsXP是基于NT的內(nèi)核，集成了其穩(wěn)定性、

安全性及多媒體和網(wǎng)絡(luò)功能，使微軟的前臺(tái)OS不

再采用9X系列的內(nèi)核。

Windows.NETserver是以XML標(biāo)準(zhǔn)作為信息交換

格式，具有無線接入、語言支持的OS新版本、其

可靠性、安全性和易操作性方面有了進(jìn)一步提高。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

2.UNIX操作系統(tǒng)*

?UNIX操作系統(tǒng)是（美）Bell實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種通用多用

蠹1交互式分時(shí)操作系統(tǒng)。自1970年UNIX系統(tǒng)第一版問世

詈來，以UNIX系統(tǒng)為基礎(chǔ)已研制出許多新的操作系統(tǒng)軟

餐。如微型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)上的各種UNIX系統(tǒng)的變

曼，以及用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的UNIX

舂統(tǒng)等。實(shí)際上，UNIX系統(tǒng)已成為國際上目前使用最廣

矗、影響最大的主流操作系統(tǒng)之一。

■更

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

Linux操作系統(tǒng)*

重mix操作系統(tǒng)的原創(chuàng)者是芬蘭的一名青年學(xué)者Linus

妻r(nóng)volds,他遵從可移植操作系統(tǒng)接口POSIX標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出

暑inux操作系統(tǒng)的內(nèi)核，具有與UNIX相似的可移植操作系

等服務(wù)功能。（P73第15題）

量mix操作系統(tǒng)的優(yōu)勢反映在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器方面，其內(nèi)核中

富含許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，已成為網(wǎng)絡(luò)上最普遍的服務(wù)器架構(gòu)模

式。Linux操作系統(tǒng)作為一個(gè)多用戶、多任務(wù)的操作系統(tǒng),

支持多工作平臺(tái)和多處理器。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

Linux操作系統(tǒng)*

?Linux系統(tǒng)是一種“自由軟件”?；蛘哒f，它屬于一

種GPL(GeneralPublicLicense)軟件。其源代碼向

世人公開，吸引對(duì)該系統(tǒng)感興趣的人們共同工作。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.3程序設(shè)計(jì)語言及語言處理程序

3.3.1程序設(shè)計(jì)語言分類

?程序設(shè)計(jì)語言按其級(jí)別可以劃分為機(jī)器語言、匯編語言

酶口高級(jí)語言三大類。（P73第18題）

?機(jī)器語言

使用計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的程序語言。用機(jī)器語言編寫的程序，全

部都是二進(jìn)制代碼形式，可以被計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行。機(jī)器語言直

接依賴機(jī)器的指令系統(tǒng)，不同類型甚至不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)，其

機(jī)器語言是不同的。機(jī)器語言不易記憶和理解，所編寫的程序

也難于修改和維護(hù)。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

匯編語言

事匚編語言：用助記符來代替機(jī)器指令的操作碼和

拿作數(shù)，如用ADD表示加法，用SUB表示減法

Ko這樣就能使它的每條指令都有明顯的符號(hào)標(biāo)

IRO用匯編語言編寫程序與編寫機(jī)器語言程序相

熟，比較直觀和易記憶，但匯編語言仍然是面向

機(jī)器指令系統(tǒng)的，還保留了機(jī)器語言的各項(xiàng)缺點(diǎn)。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

高級(jí)語言

拿級(jí)語言：又稱算法語言，其表示方法接近解決問題的

等示方法，而且具有通用性，在一定程度上與機(jī)器無關(guān)。

市級(jí)語言的特點(diǎn)：易學(xué)、易用，易維護(hù)。人們可以更有

整、更方便地用它來編制各種用途的計(jì)算機(jī)程序。

?高級(jí)語言雖然接近自然語言，但和自然語言仍有很大差

量巨。主要表現(xiàn)在語法規(guī)則極為嚴(yán)格。其主要原因是高級(jí)

爭言處理系統(tǒng)是執(zhí)行程序的計(jì)算機(jī)，而自然語言的處理

系統(tǒng)則是人。（P74第22題）

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

W.3.2程序設(shè)計(jì)語言中的基本麗Q

高級(jí)語言的基本成分有四種：（P72第3題、P73第14題）

數(shù)據(jù)成分、運(yùn)算成分、控制成分、傳輸成分

拿據(jù)成分（P74第27題）

|［數(shù)據(jù)名稱：標(biāo)識(shí)符

數(shù)據(jù)的特征;類型：需占用多少存儲(chǔ)單元以及存放形式

E［作用域：數(shù)據(jù)使用的范圍

2.控制成分

程序語言中控制成分的作用：提供一種基本框架，在此基

本框架支持下，可以將數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算組合成程序。

n控制結(jié)構(gòu)：順序、選擇、循環(huán)（P73第13題）JJ

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

順序控制結(jié)構(gòu)條件選擇結(jié)構(gòu)While型重復(fù)結(jié)構(gòu)

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

號(hào)3,3.3語言處理系統(tǒng)一

**處理系統(tǒng)的作用：把用程序設(shè)計(jì)語言編寫的各種程序

變換成可在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序，或最終的計(jì)算結(jié)果。

?語言處理系統(tǒng)包括：

■-翻譯程序

K-正文編輯程序：用于建立和修改源程序文件

連接編輯程序：將多個(gè)分別編譯或匯編過的目標(biāo)程序

K和庫文件進(jìn)行組合

-裝入程序：將目標(biāo)程序裝入內(nèi)存并啟動(dòng)執(zhí)行

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

號(hào)翻譯程序V

翻譯程序：把一種語言的程序翻譯成等價(jià)的另一種語言的程

喜源程序：被翻譯的語言程序

■目標(biāo)程序：翻譯生成的語言程序（機(jī)器語言程序）

妻按照不同的翻譯處理方法,翻譯程序分為以下三類：

9A匯編程序：從匯編語言到機(jī)器語言的翻譯程序

萋A解釋程序：按源程序中指令（或語句）的執(zhí)行順序,

逐條翻譯并立即執(zhí)行相應(yīng)功能的處理程序

MA編譯程序：從高級(jí)語言到機(jī)器語言或匯編語言的翻

譯程序?

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

著1.解釋程序

?解釋程序：對(duì)源程序從頭到尾逐句掃描，逐句翻譯，并且

翻譯一句執(zhí)行一句。因而這種翻譯方式并不形成機(jī)器語言

形式的目標(biāo)程序。（P72第2題）

?優(yōu)點(diǎn)：

-實(shí)現(xiàn)算法簡單

-易于在解釋過程中靈活方便地插入所需要的修改和調(diào)

試措施

?缺點(diǎn)：

-運(yùn)行效率低

?應(yīng)用：

-解釋程序通常適合于交互方式工作的、或調(diào)試狀態(tài)下

運(yùn)行的、或運(yùn)行時(shí)間與解釋時(shí)間相差不大的語言_

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

?編譯程序：要對(duì)源程序掃描一遍或幾遍，最終形成一個(gè)可

在具體計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的目標(biāo)程序。（P73第9題）

點(diǎn):

通過編譯程序的處理可以一次性地產(chǎn)生高效運(yùn)行的目

S標(biāo)程序，并把它保存在磁盤上，以備多次執(zhí)行

?缺點(diǎn)：

J實(shí)現(xiàn)算法較為復(fù)雜

拳^用:

-編譯程序適合于翻譯那些規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行時(shí)

間長的大型應(yīng)用程序。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.3.4主要程序語言介紹

薯FORTRAN語言

?FORTRAN：FORmulaTRANslation（公式翻譯）

/J縮寫，一種主要用于數(shù)值計(jì)算的面向過程的程

卦設(shè)計(jì)語言。

齡點(diǎn)：接近數(shù)學(xué)公式、簡單易用。FORTRAN語

言還具有結(jié)構(gòu)化語句，使寫出的程序趨于結(jié)構(gòu)化,

是進(jìn)行大型科學(xué)和工程計(jì)算的有力工具。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

2.Javai^目

?Java語言：由SUNMicroSystem公司于1995年5月

正式對(duì)外公布的一種面向?qū)ο蟮?、用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的

程序設(shè)計(jì)語言。

?特點(diǎn)：適用于網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境，具有一定的平臺(tái)獨(dú)

立性、安全性和穩(wěn)定性。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.C語言和C++語言

?C語言：1972年至1973間由AT&T公司Bell實(shí)驗(yàn)

拳的D.M.Ritchie在BCPL語言基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的,

串名的UNIX操作系統(tǒng)就是用C語言編寫的。

尊寺點(diǎn)：語言與運(yùn)行支撐環(huán)境分離、可移植性好、

強(qiáng)言規(guī)模小因而相對(duì)簡單、具有指針類型等，C

整言本身簡潔、高度靈活、程序運(yùn)行效率高。此

*卜，在C語言中，有不少操作直接對(duì)應(yīng)實(shí)際機(jī)器

所執(zhí)行的動(dòng)作，并在許多場合可以代替匯編語言。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.C語言和C++語言

號(hào)++語言：以C語言為基礎(chǔ)發(fā)展起來的通用程序設(shè)計(jì)語言。

量C++內(nèi)置面向?qū)ο蟮臋C(jī)制，支持?jǐn)?shù)據(jù)抽象。（P75第2題）

置C++語言是對(duì)C語言的擴(kuò)充，擴(kuò)充的內(nèi)容絕大部分來自其

量他著名語言的最佳特性。由于C++語言既有數(shù)據(jù)抽象和

期向?qū)ο竽芰?，運(yùn)行性能高，又能與C語言相兼容，使

量導(dǎo)數(shù)量巨大的C語言程序能方便地在C++語言環(huán)境中重用。

手而近年來C++語言迅速流行，成為當(dāng)前面向?qū)ο蟪绦?/p>

設(shè)計(jì)的主流語言。（P73第16題）公

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

3.4算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)―

要使計(jì)算機(jī)完成某一問題的解題任務(wù)，首先必須針對(duì)

該問題設(shè)計(jì)一個(gè)解題步驟，然后再據(jù)此編寫程序。這

里所說的解題步驟就是“算法”，而程序則是對(duì)解題

對(duì)象和解題步驟用程序語言進(jìn)行的一種描述。程序中

用具有一定結(jié)構(gòu)的變量來表示問題的對(duì)象，用函數(shù)和

語句來實(shí)現(xiàn)解題的操作。因此“算法”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”

是編寫程序所要首先考慮的兩個(gè)重要方面。

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

算法(Algorithm)

章法的性質(zhì)

I-算法的基本性質(zhì)：

I?確定性

I?有窮性

I-能行性

S?輸入

量?輸出

I-算法與程序的區(qū)別：

金-一個(gè)程序不一定滿足有窮性

?程序中的指令必須是機(jī)器可執(zhí)行的，而算法中的運(yùn)算語句

則無此限制

鹽城工學(xué)院計(jì)算中心

大學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

算法的評(píng)價(jià)（P73第11題）

1）時(shí)間復(fù)雜度，是指依據(jù)算法編制程序后再計(jì)算

機(jī)中運(yùn)行時(shí)所耗