第三章 计算机软件冲刺班讲稿.docx
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第三章计算机软件冲刺班讲稿
第三章计算机软件
【知识点1】计算机系统的概念
（1）计算机系统的基本组成：
①计算机硬件：
组成计算机各种物理设备的总称
②计算机软件：
是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。
程序：
计算机如何完成任务逐步执行的命令；
数据：
程序所处理的对象及处理过程中使用的参数；
文档：
程序开发、维护和使用所涉及的资料。
（2）软件的三层含义（从科学概念上讲）：
①个体含义：
即上面所说的计算机系统中的程序、规程、规则及其文档。
②整体含义：
指在特定计算机系统中所有个体含义下的软件的总体。
③学科含义：
即指软件在研究、开发、维护以及使用中所涉及的理论、方法、技术所构成的学科，在这一意义上称为软件学。
【典型例题】
55．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、_数据_和相关的文档的集合。
【知识点2】软件的分类
从应用的角度出发，通常将软件分为：
系统软件、应用软件
（1）系统软件
①系统软件：
是给其他程序提供服务的程序的集合.
（如各种操作系统、编译程序、磁盘清理程序等）
②系统软件的主要特征：
与计算机硬件系统有很强的交互性，对计算机的硬件资源进行统一的控制、调度、管理。
具有通用性，任何计算机系统必不可少。
购买计算机时，厂商必须提供一些基本的系统软件
（2）应用软件
①应用软件：
泛指专门用于解决各种具体应用问题的软件。
②应用软件分类：
按软件的开发方式和适用范围分为：
通用应用软件：
可以在许多行业和部门共同使用
如：
word、excel、绘图软件、媒体播放软件
定制应用软件：
按照不同领域用户的特定应用要求而专门设计的软件
如：
某大学的教务管理系统、某超市的销售系统
③主要通用应用软件类别和功能
【典型例题】
8．下列软件中，_A_是专门的网页制作软件。
A．FrontPage2000B．VisualBASIC6.0C．Excel2000D．PowerPoint2000
11．在计算机的软件分类中，应用软件和系统软件的相互关系是_A__
A．前者以后者为基础B．后者以前者为基础
C．每一类都不以另一方为基础D．每一类都以另一方为基础
11．在计算机系统中，对计算机各类资源进行统一管理和调度的软件是_C__。
A．语言处理程序B．应用软件C．操作系统D．数据库管理系统
14．应用软件分为通用应用软件和定制应用软件两类，下列软件中全部属于通用应用软件的是__D__。
A．WPS,Window,WordB．Powerpoint,MSN,UNIX
C．ALGOL,Photoshop,PORTRAND．PowerPoint,Photoshop,Word
13．下列关于计算机软件的叙述，错误的是_A__
A．操作系统产生于高级语言及其编译系统之前
B．为解决软件危机，人们提出了用工程方法开发软件的思想
C．数据库软件技术、软件工具环境技术都属于计算机软件技术
D．设计和编程系统的工作方式是由个体发展到合作方式，再到现在的工程方式
14．下列软件属于系统软件的是__B__
金山词霸
SQLServer
FrontPage
CorelDraw
编译器
Linux
银行会计软件
Oracle
Sybase
民航售票系统
A．①③④⑦⑩B．②⑤⑥⑧⑨C．①③⑧⑨D．①③⑥⑨⑩
13．操作系统是现代计算机必不可少的系统软件之一。
下列关于操作系统的叙述，错误的是_A_。
A．Linux操作系统是由美国Linux公司开发的
B．UNIX操作系统是一种多用户分时操作系统，可用于PC机
C．目前WindowsXP操作系统有多个不同版本
D．windowsServer2003操作系统属于网络操作系统
86．自由软件允许用户随意拷贝、修改其源代码，但不允许销售。
（×）
12．软件的特性不包括__C_____。
A．不可见性B．脆弱性C．磨损性D．有限责任性
13．下列软件中不属于系统软件的是___A___。
A．AdobeAcrobatB．BIOSC．Java编译器D．ORACLE
【知识点3】计算机软件的发展
软件的发展与计算机应用和硬件的发展互相推动和制约。
软件的发展大致经历了三个主要阶段：
（1）第一阶段：
软件发展初期（1940年代到1950年代中期）
从第一台计算机上的第一个程序～高级语言程序出现
应用领域较窄：
主要是科学与工程计算。
处理对象：
数值数据
工作方式：
个体；
编程语言：
使用低级语言编程
（2）第二阶段（1950年代中期到1960年代后期）
出现了高级程序语言、操作系统、数据库管理系统、“软件”术语等
“软件危机”：
软件的复杂程度提高，研制周期长，正确性难以保证，可靠性问题尤为突出。
研究内容：
计算机系统的处理能力得到加强，设计和编制程序的工作方式逐步走向合作方式。
（3）第三阶段（1960年代迄今）
软件工程
软件领域工作新的特点：
随着应用领域的不断拓广，出现了嵌入式应用软件、网络软件及分布式应用软件
软件工程发展迅速，形成了“计算机辅助软件工程”。
除了开发各类工具与环境用以支持软件的开发与维护外，还出现了一些实验性的软件自动化系统
研究以智能化、自动化、集成化、并行化、开放化以及自然化为标志的软件开发新技术
【典型例题】
53．下列关于计算机软件的叙述，错误的是__AB___。
A．用程序设计语言编写的源程序可直接在计算机上执行
B．“软件危机”的出现是因为计算机硬件发展严重滞后
C．利用“软件工程”的理念与方法，可以编制高效高质的软件
D．用户购买一个软件后，仅获得该软件的使用权，并没有获得其版权
【知识点4】操作系统的概述
操作系统（OperatingSystem，简称OS）：
是用于控制、管理、调配计算机的所有资源，控制和支持应用程序的运行，使用户可以灵活、方便、有效的使用计算机。
是计算机必不可少的系统软件。
1.操作系统的作用
管理系统中的各种资源
为用户提供友善的人机界面
为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台
辅导用户操作、处理软硬件错误、保护系统安全
2.操作系统的启动
【典型例题】
7．计算机软件中操作系统的作用是_A__
A．管理系统资源，控制程序的执行B．实现软硬件功能的转换
C．把源程序翻译成目标程序D．便于进行数据处理
【知识点5】多任务处理
1.概念：
（1）多任务处理:
操作系统一般都支持同时运行若干个程序.
（2）任务：
指把一个被装入内存并启动运行的应用程序。
Windows是一个多任务操作系统。
通常一个任务对应一个窗口。
（3）活动窗口和前台任务
当前可以接受用户输入的窗口只能有一个，称活动窗口。
活动窗口对应的任务称为前台任务，其它称为后台任务。
2.并发多任务
（1）并发多任务概念：
所有任务都能分配到CPU的使用权,因而看似“同时”运行
（2）分析：
宏观上并发，但微观上任何时刻只有一个任务在执行。
CPU的分配，是按照时间片轮转的策略，只要时间片结束，正在执行的任务将被强行中止，这叫抢占式多任务方式。
【知识点6】存储管理
1.为什么要进行存储器管理？
限于成本和安装空间有限，存储器总容量总是有限；
运行规模大、数据多的程序时，内存不够；
在多任务处理时，多个任务需要共享存储器；
因此，对存储器要进行有效、合理的管理，不仅对存储器的利用率，而且还对系统的性能有重大的影响。
2.存储管理的内容：
（1）内存的分配与回收
（2）内存的共享与保护
（3）内存的自动扩充
说明：
现在，操作系统一般采用虚拟存储技术进行存储管理.
（1）基本思想
把有限的内存空间与大容量的外存统一管理起来，构成一个远大于实际内存的、虚拟的存储器。
用户并不会感觉到内、外存的区别，即把两级存储器当作一级存储器来看待。
一个作业运行时，其全部信息装入虚存，实际上可能只有当前运行的必需一部分信息存入内存，其他则存于外存，当所访问的信息不在内存时，系统自动将其从外存调入内存。
程序（及数据）被划分成一个个固定大小的页面（4KB），只把运行需要的页面调入内存，其余的放在外存，暂时不用的页面调出到外存，这叫最近最少使用算法（LRU）。
（2）虚拟存储器的组成
计算机的物理内存＋硬盘上的虚拟内存
（3）页面
页面大小＝4KB
页面调度算法：
最近最少使用
（4）虚拟内存的设置
右击“我的电脑”属性“高级”标签“性能选项”按钮
设置准则：
选取速度快的硬盘；选取不常用的分区
【知识点7】文件管理
文件是具有标识符（文件名）的一组相关信息的集合。
标识符是用来标识文件的。
文件的组成：
（1）文件的说明信息：
文件名、类型、物理位置、大小、时间、属性（系统、隐藏、存档、只读）等。
存放在文件的目录中。
（2）文件的具体内容：
存放在磁盘的数据区中。
文件夹：
也叫目录，用于包含文件的。
文件夹可以形成树状结构，其根是磁盘分区。
文件夹可以设定为网络共享。
【知识点8】设备管理
设备管理：
负责组织和管理系统中的各种输入输出设备，有效地处理用户（程序）对这些设备的请求，并完成实际的输入输出操作。
设备管理任务：
（1）基本任务：
匹配I/O设备与主机的速度问题。
（2）多种设备的统一管理问题。
（3）屏蔽设备细节，提供友好交互界面。
（4）设备的共享问题。
设备管理的方法：
（1）缓冲技术：
I/O设备往往有自己的硬件缓冲区，另外，操作系统也可以为其在内存开设缓冲区。
以解决其速度慢的问题。
（2）虚拟设备抽象接口：
只向应用程序提供简便易用的抽象设备的逻辑操作。
以屏蔽物理设备的细节，也解决了统一管理问题。
（3）为了实现共享，要解决设备的命名、登记、分配、回收及调度。
另外，
（1）独占设备有假脱机（spooling）技术。
（2）Windows还支持“即插即用“技术（PnP）.
【知识点9】常用操作系统介绍
1、批处理系统（BatchProcessingSystem）
批处理系统：
操作人员将待处理的计算任务（成批地装入计算机，由操作系统将作业按规定的格式组织好存入磁盘的指定区域，然后按照某种调度策略选择一个或几个搭配得当的作业调入内存加以处理。
批处理优点：
提高系统资源利用率
增大作业吞吐量
实现作业流程的自动化
2、分时处理系统（Time-sharingProcessingSystem）
分时处理系统：
允许多个用户同时联机使用计算机。
一台分时计算机系统联有若干台终端，多个用户可以在各自终端上向系统发出服务请求，等待计算机的处理结果并决定下一步的处理。
操作系统接收每个用户的命令，采用时间片轮转的方式处理用户的服务请求，使每个用户得以完成自己的任务。
主要目标：
对用户响应的及时性。
3、实时系统（RealTimeSystem）
实时系统：
操作系统能够及时响应随机发生的外部事件，并在规定的时间范围内完成对该事件的处理。
实时系统的分类：
实时控制系统
实时信息处理系统
4、个人计算机操作系统（PC-OperatingSystem）
为个人计算机安装的操作系统是一种联机交互的单用户操作系统。
由于个人计算机应用的普及，对于提供方便友好的用户接口和文件系统的要求更为迫切。
实际上，目前提供的此类系统都支持多任务处理，并且采用有效的方法把相关文件组织成目录和文件。
文件的传送、复制、删除，重命名等操作都很方便。
5、高性能计算机操作系统
高性能计算机系统：
要求在任务管理、存储管理和设备管理上具有比一般操作系统更强大的功能。
此外，还应增强下列功能：
保障系统的安全性
记帐功能，记录各类用户作业占用CPU的时间，以便核算用户使用计算机的费用
运行特殊的通信程序控制访问
6、网络操作系统
网络操作系统（NetworkOperatingSystem）：
在原来各自计算机的操作系统上，按照网络体系结构的各个协议标准扩充其功能，包括网络管理、通信、资源共享、系统安全和多种网络应用服务等。
网络操作系统一般包括两个部分：
服务器部分
客户机部分
7、分布式操作系统（DistributedOperatingSystem）
分布式操作系统：
用来管理分布式系统中的所有资源，它负责全系统的资源分配和调度、任务划分、信息传输，控制协调等工作，并为用户提供一个统一的操作界面，用以使用系统资源。
至于用户操作被指定在哪一台计算机上执行或使用哪一台计算机的资源，则是由操作系统完成的。
此外，由于分布式系统更强调分布式计算和处理，因此对于多机合作和系统重构、健壮性和容错能力有更高的指标。
【知识点10】常用操作系统介绍
1、Windows操作系统
Windows操作系统是一种在微型计算机上运行的系统软件。
由（美）微软公司开发，最初作为DOS的图形化扩充而推出的。
Windows提供了多任务图形界面以及统一的应用程序接口，使得在Windows环境下运行应用程序的操作大为简化。
Windows9x。
从Windows95开始，Windows均是机器字长32位的单用户、多任务的操作系统。
单用户：
一台计算机一次只允许一个用户使用。
多任务：
允许一个用户同时运行多个应用程序
Windows9x
支持图形用户界面
支持“即插即用”的系统配置方法
提供通信软件，使用户的计算机系统联接到Internet上
WindowsNT（NewTechnology）和NT工作站
一个网络操作系统。
网络中运行WindowsNT的计算机作为服务器，它存储着诸多共享资源网络中除服务器外，还有供用户使用的客户机部分。
客户机可以是一般的PC机，其上可以运行NT客户机软件，也可运行Windows95或Windows98。
WindowsNT含有内置的网络功能，支持许多通讯协议，并且具有一个集中的安全系统，以监测各种系统资源。
与NT操作系统服务器版本相对应的是NT的工作站标准版，称为NTWorkstation，它主要运行在点对点环境中，这个版本可提供多种管理软件和工具软件。
Windows2000与2000工作站
Windows2000实际是WindowsNT5.0的一个新的名字，它在使用WindowsNT的内核的同时增加了许多新的功能。
如在即插即用方面，它支持USB设备，支持功率的调节和各种硬件编程接口等。
在实用性、安全性和稳定性方面都有所超越。
Windows2000有以下几种不同的版本：
Windows2000Professional
Windows2000Server/AdvancedServer
Windows2000DatacenterServer
WindowsXP和Windows.NET
WindowsXP是基于NT的内核，集成了其稳定性、安全性及多媒体和网络功能，使微软的前台OS不再采用9X系列的内核。
Windows.NETserver是以XML标准作为信息交换格式，具有无线接入、语言支持的OS新版本、其可靠性、安全性和易操作性方面有了进一步提高。
UNIX操作系统
UNIX操作系统是（美）Bell实验室开发的一种通用多用户交互式分时操作系统。
自1970年UNIX系统第一版问世以来，以UNIX系统为基础已研制出许多新的操作系统软件。
如微型计算机、大型计算机上的各种UNIX系统的变种，以及用于计算机网络及分布式计算机系统上的UNIX系统等。
实际上，UNIX系统已成为国际上目前使用最广泛、影响最大的主流操作系统之一。
UNIX系统的特色主要体现在以下方面：
结构简练。
以树形目录结构的文件系统为基础，且将各种设备都定义为特殊文件，统一处理。
内核部分
外层应用子系统
功能强大
易移植性好
可伸缩性和互操作性强
容纳新技术的能力强
网络通信功能强
Linux操作系统
Linux操作系统的原创者是芬兰的一名青年学者LinusTorvolds,他遵从可移植操作系统接口POSIX标准开发出Linux操作系统的内核，POSIX是IEEE定义的一套标准，具有与UNIX相似的可移植操作系统服务功能。
Linux操作系统的优势反映在网络服务器方面，其内核中包含许多网络协议，已成为网络上最普遍的服务器架构模式。
Linux操作系统作为一个多用户、多任务的操作系统，支持多工作平台和多处理器。
它不仅可提供多达4TB的文件系统，同时还可支持多种其他的文件系统。
Linux系统是一种“自由软件”。
或者说，它属于一种GPL（GeneralPublicLicense）软件。
其源代码向世人公开，吸引对该系统感兴趣的人们共同工作。
【知识点11】程序设计语言分类
程序设计语言按其级别可以划分为机器语言、汇编语言和高级语言三大类。
1、机器语言
机器语言：
使用计算机指令系统的程序语言。
用机器语言编写的程序，全部都是二进制代码形式，可以被计算机直接执行。
机器语言直接依赖机器的指令系统，不同类型甚至不同型号的计算机，其机器语言是不同的。
机器语言不易记忆和理解，所编写的程序也难于修改和维护。
2、汇编语言
汇编语言：
用助记符来代替机器指令的操作码和操作数，如用ＡＤＤ表示加法，用ＳＵＢ表示减法等。
这样就能使它的每条指令都有明显的符号标识。
用汇编语言编写程序与编写机器语言程序相比，比较直观和易记忆，但汇编语言仍然是面向机器指令系统的，还保留了机器语言的各项缺点。
3、高级语言
高级语言：
又称算法语言，其表示方法接近解决问题的表示方法，而且具有通用性，在一定程度上与机器无关。
高级语言的特点：
易学、易用，易维护。
人们可以更有效、更方便地用它来编制各种用途的计算机程序。
高级语言虽然接近自然语言，但和自然语言仍有很大差距。
主要表现在语法规则极为严格。
其主要原因是高级语言处理系统是执行程序的计算机，而自然语言的处理系统则是人。
【典型例题】
75．程序设计语言划分为机器语言、汇编语言和高级语言三类，其中高级语言的运算速度最快。
（×）
14．下列关于计算机机器语言的叙述，错误的是__B____。
A．机器语言是用二进制编码表示的指令集合
B．用机器语言编制的某个程序，可以在各种不同类型的计算机上直接执行
C．用机器语言编制的程序难以维护和修改
D．用机器语言编制的程序难以理解和记忆
53．在完成相同功能的前提下，用机器语言编写的程序与用高级语言编写的程序相比，下列叙述错误的是___B__D_____。
A．前者比后者执行得快B．前者比后者可移植性强
C．前者比后者占用存储空间小D．前者比后者容易编写和调试
【知识点12】程序语言中的数据成分和控制成分
一、程序语言基本成分
高级语言种类千差万别，但是其基本成份都可归纳为四种：
数据成分、运算成分、控制成分、传输成分
1、数据成分
数据作为程序操作的对象，具有名称、类型、作用域等特征。
使用前要对数据的这些特征加以说明。
数据名称由用户通过标识符命名，类型说明数据需占用存储单元的多少和存放形式，作用域说明数据可以使用的范围。
2、控制成分
程序语言中控制成分的作用：
提供一种基本框架，在此基本框架支持下，可以将数据和对数据的运算组合成程序。
（１）顺序结构
用来表示一个计算操作（或语句）的序列。
从操作序列的第一个操作开始，顺序执行序列后续的操作，直至序列的最后一个操作。
（2）条件选择结构
条件选择结构由一个条件（P）和两个供选择的操作A和B组成。
在执行中，先计算条件表达式P的值，如果P的值为真，则执行操作A；否则执行操作B。
当条件选择结构中的A或B又由条件选择结构组成时，就呈现嵌套的条件选择结构形式。
（3）重复结构
重复结构为程序描述重复计算过程提供控制手段，重复结构有多种形式，最基本的形式为while型重复结构。
【典型例题】
87．高级语言种类繁多，但其基本成分可归纳为数据成分、运算成分、控制成分和传输成分等4种，算术表达式属于运算成分。
（√）
14．I/O语句“printf（“hello！
”）；”属于高级语言中的__A_成分。
A．传输B．数据C．运算D．控制
【知识点13】语言处理系统
1、语言处理系统
语言处理系统的作用：
把用软件语言（包括汇编语言和高级语言）编写的各种程序变换成可在计算机上执行的程序，或最终的计算结果，或其他中间形式。
语言处理系统包括：
翻译程序
正文编辑程序：
用于建立和修改源程序文件
联接编辑程序：
将多个分别编译或汇编过的目标程序和库文件进行组合
装入程序：
将目标程序装入内存并启动执行
2、翻译程序
翻译程序：
程序语言处理系统随被处理的语言及其处理方法和处理过程的不同而异。
但任何一个语言处理系统通常都包含一个翻译程序，它把一种语言的程序翻译成等价的另一种语言的程序。
源语言和源程序：
被翻译的语言和程序
目标语言和目标程序：
翻译生成的语言和程序
按照不同的翻译处理方法，可把翻译程序分为以下三类：
汇编程序（assembler）：
从汇编语言到机器语言的翻译程序
解释程序（Interpreter）：
按源程序中指令（或语句）的执行顺序，逐条翻译并立即执行相应功能的处理程序
编译程序（Compiler）：
从高级语言到机器语言或汇编语言的翻译程序
3、解释程序
解释程序对源程序进行翻译的方法相当于两种自然语言间的“口译”。
解释程序对源程序从头到尾逐句扫描，逐句翻译，并且翻译一句执行一句。
因而这种翻译方式并不形成机器语言形式的目标程序。
优点：
实现算法简单
易于在解释过程中灵活方便地插入所需要的修改和调试措施
缺点：
运行效率低
应用：
解释程序通常适合于交互方式工作的、或调试状态下运行的、或运行时间与解释时间相差不大的语言
4、编译程序
编译程序对源程序进行翻译的方法相当于“笔译”。
在编译程序的执行过程中，要对源程序扫描一遍或几遍，最终形成一个可在具体计算机上执行的目标程序。
优点：
通过编译程序的处理可以一次性地产生高效运行的目标程序，并把它保存在磁盘上，以备多次执行
缺点：
实现算法较为复杂
应用：
编译程序适合于翻译那些规模大，结构复杂，运行时间长的大型应用程序。
编译程序工作过程：
源程序的分析是经过词法分析、语法分析和语义分析三个步骤完成的。
目标程序的综合包括存储分配、代码优化、代码生成等几个步骤，目的是为程序中的常数、变量、数组等数据结构分配存储空间。
【典型例题】
3．__A__能将高级语言源程序转换成目标程序。
A．编译程序B．编辑程序C．解释程序D．调试程序
66．由高级语言编写的源程序要转换成计算机能直接执行的目标程序，首先必须经过__翻译_。
【知识点14】主要程序语言介绍
FORTRAN：
FORmulaTRANslation（公式翻译）的缩写，一种主要用于数值计算的面向过程的程序设计语言。
ALGOL（ALGOrithmicLanguage）语言：
语法和语义均有严格的描述。
它的语法描述采用了特定的巴科斯形式化体系（BNF），结构清晰，理论严谨。
在ALGOL语言基础上发展的ALGOL语言簇包括ALGOL68、Simula、PASCAL等。
PASCAL语言：
具有丰富的数据类型和灵活的控制结构，编译效率高，强调程序的可靠性和易于验证性，被称为第一个结构化程序设计语言。
PASCAL语言适用于数据处理、数值计算和系统软件开发，并曾经成为大学程序设计教学的优选语言。
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