计算机软件.docx
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计算机软件
计算机软件
（一）
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转本无忧网 作者：
转本无忧网 发布时间：
2011-9-1520:
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3.1.1什么是计算机
1、程序
（1）程序是告诉计算机做什么和如何做的一组指令（语句），这些指令（语句）都是计算机所能够理解并能执行的一些命令。
（2）程序的特点：
①完成某一确定的信息任务处理
②使用某种计算机语言描述如何完成该任务
③存储在计算机中，并能启动运行（被CPU执行）后才能起作用
（3）计算机的灵活性和通用性表现在两个方面：
①它通过执行不同的程序来完成不同的任务
②即使执行同一个程序，当输入数据不同时输出结果也不一样
（4）程序所处理的对象和处理后所得到的结果通称为数据（分别称为输入数据和输出数据）。
程序必须处理合理、正确的输入数据，否则不会产生有意义的输出结果。
此外，程序和数据具有相对性，在同一场合使用的程序，在另一场合它可能是另一个程序所处理的数据。
例1：
（填空）程序处理的对象是 。
参考答案：
数据
分析：
一个有价值的程序总是要完成特定的信息处理任务。
信息的载体是数据。
因此，数据是程序处理的对象。
2、软件
（1）软件往往指的是设计比较成熟、功能比较完善、具有某种使用价值的程序。
而且，人们不仅把程序，也把与程序相关的数据和文档统称为软件。
（单独的数据或文档一般不认为是软件）。
①数据指的是程序运行过程中需要处理的对象和必须使用的一些参数（如三角函数、英汉词典等）
②文档指的是与程序开发、维护及操作有关的一些资料（如设计报告、维护手册和使用指南等）
（2）购买了一个软件之后，用户仅仅得到了该软件的使用权，并没有获得它的版权，因此随意进行拷贝和分发都是违法的。
例1：
（判断）所有存储在软盘或光盘上的数字作品都是软件。
（ ）
参考答案：
错
分析：
一个计算机软件包括以电子格式存储的程序、与程序相关的数据及文档。
软件的主体是程序，与程序无关的数据和文档不被认为是软件。
存储在软盘或光盘上的数字作品可能只是数据（如MP3音乐、 VCD节目）或文档（如电子版图书），由于不包含程序，这样的数字作品不能认为是软件。
例2：
（判断）命令序列就是程序。
（ ）
参考答案：
错
分析：
并非所有的命令序列都是程序。
只有用计算机能够理解并执行的语言描述的代码化命令序列（指令序列）以及可以转化为代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列，才可以被称之为程序。
例3：
（填空）计算机软件指的是能指示计算机完成特定任务的，以电子格式存储的程序、 和相关的文档的集合。
参考答案：
数据
分析：
计算机软件指能指示计算机完成特定任务的，以电子格式存储的程序、数据和相关的文档。
3.1.2计算机软件的特性
1、不可见性。
软件的原理、规则、方法的体现，它不能被人们直接观察和触摸。
2、适用性。
一个成功的软件往往不是只满足特定应用的需要，而是可以适应一类应用问题的需要。
3、依附性。
软件不想硬件产品那样能独立存在与运行，它要依附于一定的环境。
4、复杂性。
正是因为软件本身不可见，功能上又要具有一定程度的适用性，再加上在软件设计和开发时还要考虑它对运行环境多样性和易变性的适应能力，因此现今的任何一个商品软件几乎都相当复杂。
5、无磨损性。
软件在使用过程中不像其他物理产品那样会有损耗或者产生物理老化的现象，理论上只有它所赖以运行的硬件和软件环境不变，它的功能和性能就不会发生变化，就可以永久使用。
6、易复制性。
软件是以二进位表示、以电、磁、光等形式存储和传输的。
因而软件可以非常容易且毫无失真地进行复制，这就使软件的盗版行为很难绝迹。
7、不断演变性。
由于计算机技术发展很快，社会又在不断地变革和进步，软件投入使用后，其功能、运行环境和操作使用方法等通常都处于不断的发展变化中。
8、有限责任。
由于软件的正确性无法采用数学方法予以证明，目前还没有人知道怎样才能写出没有任何错误的程序来，因此软件功能是否百分之百正确，它是否在任何情况下稳定运行，软件厂商无法给出承诺。
9、脆弱性。
随着因特网的普及，计算机之间相互通信和共享资源在给用户带来方便的同时，也给系统的安全带来了威胁。
3.1.3计算机软件的分类
1、从应用的角度通常将软件大致划分为系统软件和应用软件两大类
（1）系统软件
系统软件泛指开发和运行应用软件的平台，是为高效使用和管理计算机而提供的一类软件。
例如，基本输入／输出系统（BIOS）、操作系统、计算机语言编译器、数据库管理系统、常用的实用程序（磁盘清理程序、备份程序、编译程序等）等都是系统软件。
系统软件的主要特征：
它对计算机有很强的交互性，能对硬件资源进行统一的控制、调度和管理；系统软件有一定的通用性，它并不是专为解决某个（种）具体应用而开发的。
（2）应用软件
应用软件泛指为解决计算机应用中的实际问题而编制的软件。
按照应用软件的开发方式和适用范围，应用软件可以划分为通用应用软件和定制应用软件两类。
①通用应用软件。
通用应用软件可以在许多行业和部门中共同使用。
例如，文字处理软件、电子表格软件、演示软件、图形图像软件、媒体播放软件、网络通信软件等。
②定制应用软件。
定制应用软件是按照不同领域用户的特定应用要求而专门设计的软件。
如某银行的金融管理系统、超市的销售管理系统、大学的教务管理系统和人事管理系统、企业的集成制造系统等。
这类软件专业性强，运行效率高，但设计和开发成本相对较高。
特点：
它们能替代现实世界已有的其他工具，而且使用起来比已有工具更方便、有效；
它们能完成已有工具很难完成甚至完全不可能完成的事，扩展了人们的能力。
例1:
（单选）操作系统和应用软件在计算机中运行时的正确关系是（ ）。
A.操作系统可调用应用软件的功能
B.应用软件可调用操作系统的功能
C.操作系统运行完毕后再运行应用软件
D.两者互不相关，独立运行
参考答案：
B
分析：
计算机系统分为若干个层次，从下层到上层依次是：
硬件、基本输入输出系统BIOS（系统软件）、操作系统（系统软件）、其他系统软件（程序设计语言处理系统、数据库管理系统等）及应用软件。
通常上层软件可以调用下层软件中的模块程序（即下层软件向上层软件提供服务），反之则不行。
BIOS中包含了针对不同类型硬件而定制的基本外围设备驱动程序，它向上层的操作系统提供了可调用的程序模块及调用接口。
操作系统也向上层的其他系统软件及应用软件提供了可调用的程序模块及调用接口。
因此，应用软件可以通过调用下层的操作系统中的模块程序完成一些常用的带有共性的操作任务（例如：
读写文件、显示程序状态和处理结果等），操作系统可以通过调用下层的BIOS中的设备驱动程序操纵和管理I/O设备工作。
例2：
（多选）以下软件中属于系统软件的是（ ）。
A.UNIX B.Frontpage C.OutlookExpress
D.VisualBasic编译器 E．OracleF．Photoshop
参考答案：
ADE
分析：
UNIX是操作系统，VisualBasic编译器是Basic语言处理系统，Oracle是数据库管理系统，这些都是系统软件，其他选项则不是系统软件。
例3：
（单选）下列软件属于系统软件的是（ ）
①金山词霸②SQLServer③FrontPage④CorlDraw⑤编译器⑥Linux⑦银行会计软件 ⑧Oracle⑨Sybase⑩民航售票软件
A.①③④⑦⑩ B.②⑤⑥⑧⑨ C.①③⑧⑨ D.①③⑥⑨⑩
参考答案：
B
分析：
从应用的角度出发，通常将软件划分为系统软件、应用软件。
系统软件是为了有效地运行计算机系统，给应用软件开发与运行提供支持，或者能为用户管理与使用计算机提供方便的软件，它有几个主要特征：
①与计算机硬件有很强的交互性，能对硬件资源进行管理；②系统软件有一定的通用性。
应用软件是针对应用需求，专门用于解决各种具体应用问题的软件。
2、按照软件权益如何处置分为商品软件、共享软件和自由软件
（1）商品软件的含义不言自明，用户需要付费才能得到其使用权。
（2）共享软件是一种“买前免费使用”的具有版权的软件，它通常允许用户试用一段时间，也允许进行拷贝和散发（但不可修改后散发），但过了试用期若还想继续使用，就得交一笔注册费，称为注册会员。
（3）自由的创始人是理查德•斯塔尔曼（RichardStallman），于1984年启动了开发“类UNIX系统”的自由软件工程（名为GNU），创建了自由软件基金会（FSF），拟定了通用公共许可证（GPL），倡导自由软件的非版权原则。
该原则就：
用户可共享自由软件，允许随意拷贝、修改其源代码，允许销售和自由传播。
计算机软件
（二）
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3.2.1概述
1、操作系统概念：
操作系统（OperatingSystem，简称OS）是计算机中最重要的一种系统软件，它是一些程序模块的集合，能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理地安排计算机的工作流程，控制和支持应用程序的运行，并向用户提供各种服务，使用户能灵活、方便、有效地使用计算机，也使整个计算机系统能高效率地运行。
2、操作系统的作用：
（1）为计算机中运行的程序管理和分陪各种软硬件资源
（2）为用户提供友善的人机界面
（3）为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台
3、操作系统的启动
安装了操作系统的计算机，操作系统总是驻留在硬盘存储器上的。
当加电启动计算机工作时，CPU首先执行ROMBLOS中的自检程序，测试计算机中各部件的工作状态是否正常。
若无异常情况，CPU将继续执行BLOS中的自举程序，它从硬盘中读出引导程序并装入到内存（RAM），然后将控制器交给引导程序，由引导程序继续装入操作系统。
操作系统装入成功后，整个计算机就处于操作系统的控制之下，用户就可以正常地使用计算机了。
例1：
（判断）计算机只有安装了操作系统之后，CPU才能执行数据的存取或处理操作。
（ ）
参考答案：
错
分析：
CPU只有在运行程序时才能做数据的读写或处理操作。
可以有多种途径使CPU运行一个程序，不一定都要通过操作系统的管理。
例如，PC机在加电时，CPU会自动运行固化在BIOS中的自检程序，此时该机器尚未运行操作系统。
此外，操作系统自身的安装也是通过CPU运行安装程序来完成的，在安装程序运行结束之前，计算机内并没有完整的操作系统。
例2：
（单选）在PC机加电时，首先从中读出引导程序，再由引导程序负责将Windows操作系统装入内存。
（ ）
A．ROMBIOS B．CMOS
C．RAM D．磁盘或光盘的引导扇区
参考答案：
D
分析：
如果在硬盘的某个分区中安装了Windows操作系统，则在该分区的第一个扇区内保存的是引导程序。
当引导程序被装入内存并运行时，会将该分区中保存的Windows操作系统装入内存并启动运行。
人们通常称保存引导程序的扇区为“引导扇区”。
将引导程序从引导扇区读出、装入内存并启动运行的操作是由保存在ROMBIOS中的自举程序完成的。
例3：
（填空）由于在PC机主板的ROM中固化了 ，所以计算机加电启动时，操作系统才能完成“自举”的过程。
参考答案：
自举程序
分析：
操作系统自举是指在PC机加电后，不需要人工干预而由操作系统把自身从硬盘加载到内存的过程。
自举的第一步操作就是PC机自动运行存储在主板ROM芯片中的自举程序。
3.2.2操作系统的类型和特征
1、操作系统的类型
按照操作系统功能特征可以将操作系统分为三种基本类型，即批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。
随着计算机体系结构的发展，又出现了多种操作系统，如嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、分布式操作系统及多处理机操作系统。
2、操作系统的特征
不同类型的操作系统，虽然都各有自己的特征，如批处理系统具有成批处理的特征，分时系统具有交互特征，实时系统具有实时特征，但它们也都具有并发、共享、虚拟和异步这四个基本特征。
（1）并发性。
并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
在多道程序环境下，并发性是指宏观上在一段时间内有多道程序同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻仅能执行一道程序，故微观上这些程序是交替执行的。
（2）共享性。
资源共享是指系统中的硬件和软件资源不再为某个程序所独占，而是由多个并发执行的程序共同使用。
（3）虚拟性。
操作系统的虚拟是指通过某种技术把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。
物理实体是实际存在的，而逻辑上的对应物只是用户的一个感觉。
（4）异步性（不确定性）。
异步性是指在多道程序环境下，各程序的执行过程有着各自的起始和终止，彼此是以不同的步伐行进的，每道程序所需的时间都是不确定的，因而也是不可预知的。
3、图形用户界面的特点
（1）每个正在运行的程序在屏幕上都会显示一个对应的窗口（Window），窗口中显示该程序的状态和输入输出的信息，操作系统为应用程序提供了创建窗口等与图形界面有关的操作函数；
（2）操作系统用图形标志（简称图标Icon）来表示系统中的各种软硬件资源对象；
（3）操作系统及应用程序均以菜单（Menu）形式给出操作命令；
（4）用户使用鼠标器点击图标、控制窗口、点击菜单中的命令项就可以很方便地完成几乎所有的操作，因而为用户提供了很大的方便。
这种图形用户界面也叫做WIMP界面。
例1：
（判断）在采用图形用户界面的操作系统中，一个窗口可以属于多个任务。
（ ）
参考答案：
错
分析：
在图形用户界面的操作系统中，每个窗口是由一个特定的任务创建的，我们称该窗口属于创建它的任务。
一个任务可以只创建一个窗口，也可以创建多个窗口，但不可能出现多个任务创建同一个窗口的情况。
因此，一个窗口不可能属于多个任务。
3.2.3操作系统的功能
从资源管理的角度看，操作系统应该具有CPU管理、存储管理、设备管理和文件管理四大资源管理功能。
1、CPU管理
为提高CPU的利用率，操作系统一般都支持若干个程序同时运行，这称为“多任务处理器”。
为支持多任务处理，操作系统中有一个处理器调度程序。
这个调度程序，一般采用时间片轮转的策略，即每个任务都能轮流得到一个时间片的CPU时间，在时间片用完之后，调度程序再把CPU交给下一个任务，就这样一遍遍地循环下去。
只要时间片结束，不管任务有多重要，也不管它执行到什么地方，正在执行的任务就会被强行终止。
（抢占式多任务方式）。
（注意:
任务指的是装入内存并启动执行的一个应用程序。
）
例1：
（单选）下面有关Windows操作系统多任务处理的叙述中，正确的是（ ）。
A.用户如果只启动一个应用程序工作（如使用Word写作），那么该程序就可以自始至终独占CPU
B.由于计算机中有多个处理器，所以操作系统才能同时执行多个任务的处理
C.前台任务和后台任务都能得到CPU的及时响应
D.由于CPU具有多个执行部件，可同时执行多条指令，所以操作系统才能同时进行多个任务的处理
参考答案：
C
分析：
选项A错误的原因：
在计算机正常工作时，不论是否有应用程序在运行，操作系统始终都处在运行状态。
因此，当用户启动一个应用程序运行时，除了该应用程序外还会有一些操作系统的程序模块也在运行，它们将轮流占用CPU，而不是由该应用程序独占CPU。
选项B错误的原因：
在一台计算机中一般都有多个处理器，但大多数小型或微型计算机只有一个中央处理器（CPU）（例如，PC机只有一个CPU）。
操作系统的多任务处理功能是指在只有一个CPU的计算机中，通过处理器管理程序的调度使得多个任务（或进程）轮流获得CPU的使用权。
选项D错误的原因：
指令在CPU中被执行时一般都包含了若干步的操作（例如：
取指令、指令译码、取操作数、运算、保存运算结果等），每一步操作都由CPU中的一个执行部件来完成。
一条指令在执行过程中必须依次经过这些部件的处理才能完成其操作功能。
如果每个执行部件在完成了对前一条指令的处理后立即进入对下一条指令的处理，那么不同的执行部件便能同时处理多条指令的相关功能。
从微观上看，任意时刻都有多条指令在CPU中被同时执行，我们称这种结构的CPU为流水线结构CPU。
采用流水线结构，可以从宏观上缩短一个程序运行的时间。
但是，在流水线结构CPU中被同时执行的多条指令一般同属一个任务，与操作系统能够进行多任务处理没有直接的因果关系。
例2：
（填空）操作系统能够支持用户同时运行多个应用程序，这种功能被称为 。
参考答案：
多任务处理
分析：
在操作系统中，一个任务对应一个正在运行的应用程序。
多任务操作系统通过处理器管理、存储管理和设备管理程序支持用户同时运行多个应用程序。
例3：
（多选）就Windows操作系统而言，以下关于任务和程序的叙述中，正确的是（ ）。
A.任务是已经启动执行的一个应用程序
B．结束任务就是从外部存储设备上删除该任务所对应的程序
C.一个程序可以产生多个任务
D.一个任务可以由多个程序产生
参考答案：
AC
分析：
任务与程序既有联系又有区别。
程序是一种静态的存在，任务是一个动态的过程。
程序通常以文件的形式保存在外部存储设备中，当用户发出运行该程序的命令后，程序才被操作系统从外存读出并装入内存被启动运行，这时即产生了一个任务。
因此，选项A是正确的。
结束一个任务意味着终止一个程序的运行、释放该程序所占用的内存空间，但操作系统不会删除保存在外部存储设备中的程序文件。
因此，选项B是错误的。
一个程序在一段时间内如果被多次启动运行，就会产生多个任务（例如，两次启动Word产生两个编辑不同文档的任务），但一个任务只能由一个程序产生，而不可能由多个程序产生。
因此，选项C是正确的，选项D是错误的。
2、存储管理
存储管理的主要目的就是合理高效地管理和使用存储空间，并对计算机内存的分配、保护和扩充进行协调管理，随时掌握内存的使用情况，根据用户的不同请求，按照一定的策略进行存储资源的分配和回收，同时保证内存中不同程序和数据之间彼此隔离，互不干扰，并保证数据不被破坏和丢失。
存储管理主要包括内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充。
（1）内存分配。
其主要任务是为每道正在处理的程序或数据分配内存空间。
（2）地址映射。
编译程序将源程序编译成目标程序时将把符号地址转换为逻辑地址（也称为相对地址），而逻辑地址也还不是真正的内存地址。
在程序进入内存时，由操作系统把程序中的逻辑地址转换为真正的内存地址，这就是物理地址。
这种把逻辑地址转换为物理地址的过程称为“地址映射”。
（3）内存保护。
不同用户的程序都放在内存中，因此必须保证它们在各自的内存空间活动，不能相互干扰，不能侵犯操作系统的空间。
（4）内存扩充。
由于系统内存容量有限，而用户程序对内存的需求越来越大，这样就出现了各用户对内存“求大于供”的局面。
由于物理上扩充内存受到某些限制，就采取逻辑上扩充内存的方法，也就是“虚拟存储技术”，即把内存和外存联合起来统一使用。
虚拟存储技术的基本思想是：
作业在运行时，没有必要将全部程序和数据同时放进内存。
虚拟存储技术只把当前需要运行的那部分程序和数据放在内存，且当其不再使用时，就被换出到外存。
即程序中暂时不用的其余部分存放在作为虚拟存储器的硬盘上，运行时由操作系统根据需要把保存在外存上的部分调入内存。
虚拟存储技术使外存空间成为内存空间的延伸，取消了内存和外存的区分，增加了运行程序可用的存储容量，使计算机系统似乎有一个比实际内存储器容量大得多的内存空间。
例1：
（单选）操作系统具有存储管理功能，当内存不够时，可以自动“扩充”内存，为用户提供一个容量比实际内存大得多的存储空间，所采用的技术是（ ）。
A.缓冲区技术 B.cache技术 C.虚拟存储器技术 D.排队技术
参考答案：
C
分析：
“缓冲区技术”主要是为了减少主机等待I/O设备操作的时间，解决I/O设备速度与主机速度不匹配的问题所采用的技术。
“cache技术”是为了减少CPU等待主存读写数据的时间，解决CPU工作速度与主存读写速度不匹配的问题所采用的技术。
“排队技术”是处理器管理和设备管理中常常采用的一种资源调度策略，即多个任务（或进程）排队等待获得某个资源（例如，打印机等I/O设备）的使用权。
“虚拟存储技术”则是为了使计算机能够运行大于物理内存容量的程序时所采用的存储管理技术，这种技术可以为用户提供一个比实际物理内存容量大得多的虚拟存储空间。
3、设备管理
硬件设备的管理功能由设备管理程序来实现。
设备管理主要包括缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性。
（1）缓冲区管理。
缓冲区管理目的是解决CPU与外设之间速度不匹配的矛盾。
在计算机系统中，CPU的速度最快，而外设的处理速度极其缓慢，因而不得不时时中断CPU的运行，这就大大降低了CPU的使用效率，进而影响到整个计算机系统的运行效率。
为了解决这个问题，以提高外设与CPU之间的并行性，从而提高整个系统性能，常采用缓冲技术对缓冲区进行管理。
（2）设备分配。
有时多道作业对设备的需要量会超过系统的实际设备拥有量。
因此，设备管理必须合理地分配外设，不仅要提高外设的利用率，而且要有利于提高整个计算机系统的工作效率。
设备管理根据用户的I/O请求和相应的分配策略，为用户分配外部设备以及通道、控制器等。
（3）设备驱动。
实现CP
升级会员 