第三章計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

;13.1概述

內(nèi)容：計(jì)算機(jī)軟件的定義

計(jì)算機(jī)軟件的特性

計(jì)算機(jī)軟件的分類

：13.1.1計(jì)算機(jī)軟件的定義

目前的主流計(jì)算機(jī)都是按馮?諾依曼“存儲(chǔ)程序”

的思想設(shè)計(jì)的。

程序、與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)和文檔稱為軟件。

H3.1.1計(jì)算機(jī)軟件的定義

程序：指示計(jì)算機(jī)如何去解決問(wèn)題或完成任務(wù)

的一組詳細(xì)的、逐步執(zhí)行的語(yǔ)句（或指

令），是軟件的主體。

數(shù)據(jù)：程序運(yùn)行過(guò)程中需要處理的對(duì)象和必須

使用的一些參數(shù)。

文檔：與程序開(kāi)發(fā)、維護(hù)及操作有關(guān)的資料。

13.1.2軟件的分類

1、商品軟件、共享軟件和自由軟件

（按照軟件權(quán)益如何處置進(jìn)行分類）

?商品軟件

?共享軟件

?自由軟件

13」.2軟件的分類（重點(diǎn)）

2、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件（會(huì)應(yīng)用和分辨）

（從應(yīng)用的角度出發(fā)）：

-系統(tǒng)軟件

-應(yīng)用軟件

3」.2軟件的分類

(1)系統(tǒng)軟件

有效運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、給應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)與運(yùn)

行提供支持或能為用戶管理與使用計(jì)算機(jī)提供方

便的一類軟件

具有一定的通用性

(2)應(yīng)用軟件

專門用于解決各種具體應(yīng)用問(wèn)題的軟件

:13」2軟件的分類

三◎一

I按開(kāi)發(fā)方式和適用范圍，應(yīng)用軟件可再分為:

-通用應(yīng)用軟件：可在許多行業(yè)和部門共同使用

-定制應(yīng)用軟件：按不同領(lǐng)域用戶的特定應(yīng)用要求而

專門設(shè)計(jì)的

:13」2軟件的分類

通用應(yīng)用軟件類別和功能（重難點(diǎn)）：

類別功能部分流行的軟件名稱

文字處理文本編輯、文字處理、桌面WPS、Word、Pagemaker>

排版等AcrobatReader

電子表格表格定義、計(jì)算和處理等Excel>Lotus123等

圖形、圖像圖像處理、幾何圖形繪制等AutoCAD、Photoshop等

網(wǎng)絡(luò)通信電子郵件、網(wǎng)絡(luò)文件管理、OutlookExpress^Mail、

遠(yuǎn)程計(jì)算、瀏覽等CC-mail>IE

簡(jiǎn)報(bào)軟件幻燈片、演講報(bào)告制「作等Powerpoint>show

partner

媒體播放軟播放各種數(shù)字音頻和視頻文MediaPlayer、Real

件件Player、Winamp

統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)計(jì)、匯總、分析等SPSS、SAS、BMDP

13.1.3計(jì)算機(jī)軟件與硬件的關(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)行最終都被轉(zhuǎn)換為對(duì)硬件設(shè)備的操作

13.1.4計(jì)算機(jī)軟件的特點(diǎn)

不可見(jiàn)性。易復(fù)制性

?:?適用性?:?不斷演變性

?:?依附性?:?有限責(zé)任

。復(fù)雜性?:?脆弱性

。無(wú)磨損性

;13.2操作系統(tǒng)

重點(diǎn)：操作系統(tǒng)的作用、啟動(dòng)

多任務(wù)處理方式

文件的基本概念

常用操作系統(tǒng)

難點(diǎn)：虛擬存儲(chǔ)技術(shù)

13.2操作系統(tǒng)

1、操作系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱OS）定義

?是一些程序模塊的集合，能以盡量有效、合理的方式

組織和管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，合理地安排計(jì)算機(jī)的

工作流程，控制和支持應(yīng)用程序的運(yùn)行

?向用戶提供各種服務(wù)，使用戶能靈活、方便、有效

地使用計(jì)算機(jī)，也使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高效率地運(yùn)行。

13.2.1操作系統(tǒng)的定義和啟動(dòng)過(guò)程

2、操作系統(tǒng)的啟動(dòng)

加電啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作，CPU首先執(zhí)行BIOS中

自檢程序，無(wú)異常時(shí)CPU將繼續(xù)執(zhí)行BIOS中自舉

程序，它從硬盤中讀出引導(dǎo)程序，把它裝入內(nèi)存。

然后就將控制權(quán)交給引導(dǎo)程序，由引導(dǎo)程序繼續(xù)裝

入OS。

OS裝入成功后，整個(gè)計(jì)算機(jī)就在OS控制下了，

用戶可正常使用計(jì)算機(jī)了。

：13.2.2操作系統(tǒng)的作用

1、操作系統(tǒng)的作用

?為計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的程序管理和分配各種軟硬件資源

?為用戶提供友善的人機(jī)界面

?為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行提供一個(gè)高效率的平臺(tái)

操作系統(tǒng)的地位

@V

計(jì)算機(jī)硬件

1323操作系統(tǒng)的基本類型

按照操作系統(tǒng)功能特征可分為：

A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)

3.2.4操作系統(tǒng)的基本特征和功能

處理機(jī)管理：為了提高CPU的利用率，操作系統(tǒng)一

般都支持若干個(gè)程序同時(shí)運(yùn)行，這稱為“多任務(wù)處理器”

任務(wù)指的是裝入內(nèi)存并啟動(dòng)執(zhí)行的一個(gè)應(yīng)用程序。

Windows操作系統(tǒng)采用的是并發(fā)多任務(wù)方式支持

系統(tǒng)中多個(gè)任務(wù)的執(zhí)行。

“并發(fā)多任務(wù)”，指的是不管前臺(tái)還是后臺(tái)任務(wù)，

它們都能分配到CPU的使用權(quán)，因而可以同時(shí)運(yùn)行。

T踴管理

存儲(chǔ)管理：管理內(nèi)存資源的高效、合理使用。

主要內(nèi)容包括內(nèi)存的分配和回收、內(nèi)存的共享和保護(hù)、

內(nèi)存自動(dòng)擴(kuò)充。

存儲(chǔ)管理采取虛擬存儲(chǔ)技術(shù)

組成：物理內(nèi)存（主板上的RAM）和硬盤上的

虛擬內(nèi)存聯(lián)合組成

頁(yè)面大?。?KB

例：頁(yè)面調(diào)度算法LRU最近最少使用算法

即選擇最近一段時(shí)間內(nèi)很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有被訪問(wèn)的頁(yè)面予以淘汰。

若M=3時(shí)要訪問(wèn)頁(yè)面432143543215

工設(shè)備管理（自讀）

=Q-

/緩沖區(qū)管理

/設(shè)備分配

/設(shè)備驅(qū)動(dòng)

/設(shè)備無(wú)關(guān)性

「I文件管理

1、文件的基本概念

文件是一組相關(guān)信息的集合。

用戶（或程序）必須以文件為單位對(duì)外存儲(chǔ)器中

的信息進(jìn)行訪問(wèn)和操作。

文件中除了它所包含的程序或數(shù)據(jù)之外，為了管

理的需要，還包含了一些關(guān)于該文件的說(shuō)明信息。

注：為便于區(qū)別，每個(gè)文件都有自己的名字（稱為文件

名），用戶（或程序）可以通過(guò)文件名來(lái)使用文件。

在WINDOWS中，文件名可以長(zhǎng)達(dá)255個(gè)字符。

在WINDOWS中，文件名不能含有下面的字符：

*?“v>

文件的組成

?文件說(shuō)明信息

存放在該文件的目錄中，其中的文件屬性很重要,

用于將文件標(biāo)注為系統(tǒng)文件、隱藏文件、存檔

文件和只讀文件。

?文件的具體內(nèi)容

全部保存在磁盤的數(shù)據(jù)區(qū)中。

Ill

2、文件目錄（文件夾）

WINDOWS中文件目錄也稱為文件夾，它采

用多級(jí)層次式結(jié)構(gòu)。

多級(jí)文件夾既可以幫助用戶把不同類型和不同

用途的文件分類存儲(chǔ)，又方便了文件的查找，還允

許不同文件夾中的文件使用相同的名字。

使用文件夾最大的優(yōu)點(diǎn)是它為文件的共享和保

護(hù)提供了方便。

例：“文件共享”問(wèn)題

13.2.5常用操作系統(tǒng)介紹

1、Windows操作系統(tǒng)

Windows操作系統(tǒng)是一種在微型計(jì)算機(jī)

上運(yùn)行的系統(tǒng)軟件。由（美）微軟公司開(kāi)發(fā),

最初作為DOS的圖形化擴(kuò)充而推出的。

單用戶、多任務(wù)的圖形用戶界面系統(tǒng)

」3.2.5常用操作系統(tǒng)介紹

?Windows9x的三個(gè)產(chǎn)品

-Windows95

-Windows98

-WindowsMe—在Windows98基礎(chǔ)上推出的版本

：I3.2.5常用操作系統(tǒng)介紹

WindowsNT

＞能主動(dòng)的保護(hù)自身免受內(nèi)部異常和外部有意或無(wú)

意破壞的影響，并且必須對(duì)軟件和硬件的錯(cuò)誤做

出可預(yù)測(cè)的響應(yīng)，具有高性能。

>WindowsNT4.0

WindowsNT5.0

：I3.2.5常用操作系統(tǒng)介紹

Windows2000

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。在實(shí)用性、安全性和穩(wěn)定性方面都有所

超越Windows2000有以下幾種不同的版本：

?Windows2000Professional

?Windows2000Server/AdvancedServer

?Windows2000DatacenterServer

WindowsXP

-是第一個(gè)既適合家庭用戶，也適合商業(yè)用戶的Windows操作

系統(tǒng)。

13.2.5常用操作系統(tǒng)介紹

2、UNIX操作系統(tǒng)

多用戶交互式分時(shí)操作系統(tǒng)

具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練、功能強(qiáng)大、可移植性好、

網(wǎng)絡(luò)通信功能強(qiáng)等特點(diǎn)。

13.2.5常用操作系統(tǒng)介紹

3、Linux操作系統(tǒng)

多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)

系統(tǒng)原代碼公開(kāi)，集眾多用戶智慧，共享

系統(tǒng)資源的開(kāi)發(fā)模式

3.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其處理程序

重點(diǎn)：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的分類

常用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的成分

13.3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言按其級(jí)別可以劃分為機(jī)器

語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言三大類

J3.3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類

三&_

1、機(jī)器語(yǔ)言

?機(jī)器語(yǔ)言：使用計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的程序語(yǔ)言。

?用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)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(yǔ)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(yǔ)言是不同的。

?機(jī)器語(yǔ)言不易記憶和理解，所編寫(xiě)的程序也難

于修改和維護(hù)。

13.3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類

2、匯編語(yǔ)言

＞匯編語(yǔ)言：用助記符來(lái)代替機(jī)器指令的操作碼和操作數(shù)，

如用ADD表示加法，用SUB表示減法等。

用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序與編寫(xiě)機(jī)器語(yǔ)言程序相比，比較

MOVAX383直觀和易記憶，但匯編語(yǔ)言仍然是面向機(jī)器指令系統(tǒng)的，

還保留了機(jī)器語(yǔ)言的各項(xiàng)缺點(diǎn)。

|例：MOVBX545

ADDBXAX

13.3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類

3、高級(jí)語(yǔ)言

＞高級(jí)語(yǔ)言：在一定程度上與機(jī)器無(wú)關(guān),是一種接近人們自然

語(yǔ)言（主要是英語(yǔ)）的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

＞特點(diǎn)：易學(xué)、易用，易維護(hù)，人們可以更有效、更方便地

用它來(lái)編制各種用途的計(jì)算機(jī)程序。

＞高級(jí)語(yǔ)言雖然接近自然語(yǔ)言，但和自然語(yǔ)言仍有很大差距。

主要表現(xiàn)在語(yǔ)法規(guī)則極為嚴(yán)格O其主要原因是高級(jí)語(yǔ)言處

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

人。

13.3.2程序語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)分和控制成分

程序語(yǔ)言基本成分

?高級(jí)語(yǔ)言種類千差萬(wàn)別，但是其基本成份都可歸

納為四種：

-數(shù)據(jù)成分：描述程序所處理的數(shù)據(jù)對(duì)象。

-運(yùn)算成分：描述程序所包含的運(yùn)算

-控制成分：用以表達(dá)程序中的控制構(gòu)造

-傳輸成分：用以表達(dá)程序中的數(shù)據(jù)的傳輸

j3.3.2程序語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)分和控制成分

1、數(shù)據(jù)成分

數(shù)據(jù)作為程序操作的對(duì)象，具有名稱、類型、作用域等特

征。使用前要對(duì)數(shù)據(jù)的這些特征加以說(shuō)明。

數(shù)據(jù)名稱由用戶通過(guò)標(biāo)識(shí)符命名，類型說(shuō)明數(shù)據(jù)需占用存

儲(chǔ)單元的多少和存放形式，作用域說(shuō)明數(shù)據(jù)可以使用的范圍。

以c語(yǔ)言為例，其數(shù)據(jù)構(gòu)造方式可分為基本類型和派生類型：

r整型

，算術(shù)類型1單精度

f基本類型＜雙精度

字符類型

枚舉類型

數(shù)據(jù)類型1

［數(shù)組

、派生類型,指針

〔用戶定義類型

:?3.3.2程序語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)分和控制成分

2、控制成分

?程序語(yǔ)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。

(1)順序結(jié)構(gòu)

(2)條件選擇結(jié)構(gòu)

(3)重復(fù)結(jié)構(gòu)

;13.3.2程序語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)分和控制成分

控制成分

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)

?3.3.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言處理系統(tǒng)

語(yǔ)言處理系統(tǒng)的作用：把用程序語(yǔ)言（包括匯

編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言）編寫(xiě)的程序變換成可在計(jì)算機(jī)

上執(zhí)行的程序，或進(jìn)而直接執(zhí)行得到計(jì)算結(jié)果。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言處理系統(tǒng)包括：

-編譯程序

-解釋程序

-匯編程序

；13.3.4主要程序語(yǔ)言介紹

1、FORTRAN語(yǔ)言

FORTRAN：主要用于數(shù)值計(jì)算的面向過(guò)程的

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。接近數(shù)學(xué)公式、簡(jiǎn)單易用。

2、BASIC和VB語(yǔ)言

BASIC語(yǔ)言的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易學(xué)。

VB是基于BASIC基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種程序設(shè)

計(jì)語(yǔ)言，是圖形用戶界面。

3.3.4主要程序語(yǔ)言介紹

3、Java語(yǔ)言

?Java語(yǔ)言：一種面向?qū)ο蟮?、用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。具有一定的平臺(tái)獨(dú)立性、安全

性和穩(wěn)定性。

3.3.4主要程序語(yǔ)言介紹

4、C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言

?著名的UNIX操作系統(tǒng)就是用c語(yǔ)言編寫(xiě)的。

?C++語(yǔ)言：以c語(yǔ)言為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

?C++語(yǔ)言是對(duì)C語(yǔ)言的擴(kuò)充。

?C++語(yǔ)言既有數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο竽芰?，運(yùn)行性能高，又

能與C語(yǔ)言相兼容，近年來(lái)C++語(yǔ)言迅速流行，成為當(dāng)前面

向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的主流語(yǔ)言。

;13.4軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

重點(diǎn)：

算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念

難點(diǎn)：

常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

J3.4.1算法

=?-=

I1、什么是算法

?算法就是解決問(wèn)題的方法與步驟。

?它是問(wèn)題求解規(guī)則的一種過(guò)程描述。

算法的設(shè)計(jì)一般采用由粗到細(xì)，由抽象

到具體的逐步求精的方法。

Ill3.4.1算法

算法的性質(zhì)

?確定性：每一步運(yùn)算應(yīng)執(zhí)行何種操作必須是最清楚明確、

無(wú)二義性的

?有窮性：一個(gè)算法總是在執(zhí)行了有窮步的運(yùn)算后終止

?能行性：在計(jì)算機(jī)能力范圍內(nèi)且在有限時(shí)間內(nèi)能完成

?輸出：至少產(chǎn)生一個(gè)輸出

算法與程序的區(qū)別：

?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(yǔ)句

則無(wú)此限制

113.4.1算法

2、算法分析

分析一個(gè)算法的好壞，除其正確性外，還應(yīng)

考慮以下因素：

?執(zhí)行算法所要占用的計(jì)算機(jī)資源

-時(shí)間資源

-空間資源

?算法是否容易理解、是否易調(diào)試和測(cè)試等

J3.4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

I、什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：主要研究程序設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)所操作的對(duì)象以及

它們-之?dāng)?shù)間據(jù)的的關(guān)存系儲(chǔ)和結(jié)運(yùn)構(gòu)算。

-數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)

-在數(shù)據(jù)上定義的運(yùn)算集合

I?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容：

:13.4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

2、數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)只抽象地反映數(shù)據(jù)的成分及其

約束關(guān)系，而不管其在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)方式。

例：線性表結(jié)構(gòu)樹(shù)形結(jié)構(gòu)

；13.4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

-數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是它的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器上

的實(shí)現(xiàn)。

-為全面地反映一個(gè)數(shù)據(jù)元素的邏輯結(jié)構(gòu)，它在存儲(chǔ)器中的

映象應(yīng)包括兩方面的內(nèi)容：

?數(shù)據(jù)元素自身

?數(shù)據(jù)元素之間關(guān)系

-鏈接表是以指針?lè)绞奖硎镜摹熬€性表結(jié)構(gòu)”

第1個(gè)學(xué)生第2個(gè)學(xué)生第n個(gè)學(xué)生

]A|學(xué)號(hào)、姓名..二

學(xué)號(hào)、姓名……學(xué)號(hào)、姓名……A

infolinkinfolinkinfolink

學(xué)生表的鏈接結(jié)構(gòu)

J3.4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

4、數(shù)據(jù)的運(yùn)算

-對(duì)實(shí)各質(zhì)種上數(shù)，據(jù)數(shù)邏據(jù)輯的結(jié)運(yùn)算構(gòu)定有義相在應(yīng)數(shù)的據(jù)各邏類輯運(yùn)結(jié)算構(gòu)，每上種，

邏而輯其運(yùn)結(jié)算構(gòu)的都具有體一實(shí)個(gè)現(xiàn)運(yùn)要算在的存集儲(chǔ)合結(jié)，構(gòu)上進(jìn)行。

-常用的運(yùn)算有：檢索、插入、刪除、更改、排

序等。

1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序

1習(xí)題總結(jié)

1、下列軟件屬于系統(tǒng)軟件的是（）。①金山毒霸、②SQLServer、

③FrontPage、@CoreDraw>⑤編譯器、⑥Linux、⑦銀行會(huì)計(jì)軟件、

⑧Oracle、⑨Sybase、⑩民航售票軟件

A.①、③、④、⑦、⑩B.②、⑤、⑥、⑧、⑨

C.①、③、⑧、⑨D.①、③、⑥、⑨、⑩

2、計(jì)算機(jī)完成最基本操作任務(wù)的軟件和協(xié)助用戶完成某項(xiàng)特定任務(wù)的軟

件分別是（）。

A.系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)軟件B.系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件

C.應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件D.應(yīng)用軟件和應(yīng)用軟件

3、下面關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的說(shuō)明中正確的是（）。

A.虛擬存儲(chǔ)器是提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的設(shè)備

B.虛擬存儲(chǔ)器由RAM加