计算机软件基础.docx

1、计算机软件基础第三章 计算机软件 1 备考要点 计算机软件所占比重部分比硬件类要低一些， 计算机软件所占比重部分比硬件类要低一些， 主要集中在单选填空和判断题 单选填空和判断题上 主要集中在单选填空和判断题上 更多地考察对基本概念的掌握， 系统软件、 基本概念的掌握 更多地考察对基本概念的掌握，对系统软件、 应用软件、操作系统的分类与功能；另外， 应用软件、操作系统的分类与功能；另外，数 据结构与算法的一些思想理念也是常考的知识 的一些思想理念 据结构与算法的一些思想理念也是常考的知识 范围。 范围。 2 备考要点 了解一些常用常见的软件， 了解一些常用常见的软件，有意识地进行分类 常用常见的

2、软件 记忆。主要考点如下： 记忆。主要考点如下： 软件的基本概念； 操作系统应用软件的作用，操作系统功能、分类； 程序设计语言的分类，以及基本概念。 3 1计算机软件分类 一个完整的计算机系统有两个基本组成 部分：硬件和软件 部分 计算机硬件：组成计算机各种物理设备的总 计算机硬件 称 计算机软件（Computer Software）：能指 计算机软件 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、 和相关的文档 程序 数据和相关的 4 1计算机软件分类 软件的版权 软件的版权 授于软件作者的某种独占权利的一种合法保护形式，版权所 有者惟一地享有该软件的拷贝、发布、

3、修改、署名、出售的 诸多权利。 软件许可证 软件许可证 是一种法律合同，它确定了用户对软件的使用方式，扩大了 版权法给予用户的权利。（50用户、100用户） 从应用的角度出发，将软件分为：系统软件， 从应用的角度出发，将软件分为：系统软件，应用软 件。 5 1计算机软件分类 1.1系统软件 1.2应用软件 1.3层次结构 6 1计算机软件分类 7 1.1系统软件 概念 用来有效地运行计算机系统、给应用 软件开发与运行提供支持、为用户管 理与使用计算机提供方便的一类软件。 8 1.1系统软件 系统软件的主要特征： 系统软件的主要特征： （1）与具体的应用领域无关，而与计算机 硬件系统有很强的交互

4、性，要对硬件共享资 源进行调度管理。 （2）系统软件中的数据结构复杂，外部接 口多样化，用户能够对它反复使用。 9 1.2应用软件 概念： 概念： 针对多种应用需求出现的用于解决各种不同 具体应用问题的专门软件 应用软件按照开发方式和适用范围分为： 应用软件按照开发方式和适用范围分为： （1）通用应用软件：可以在许多行业和部 门中共同使用。 （2）定制应用软件：为不同领域的用户的 特定应用要求而专门设计的软件 10 1.2应用软件 类 别 文字处理 电子表格 图形、图象 网络通信 简报软件 统计软件 功 能 流行的通用应用软件名称 WPS、Word、Wordperfect、 WPS、Word、

5、Wordperfect、 Maker等 page Maker等 Excel、Lotus1Excel、Lotus1-2-3 等 AutoCAD、Photoshop等 AutoCAD、Photoshop等 Express、Mail、CCOutlook Express、Mail、CCmail等 mail等 PowerPoint、 partner等 PowerPoint、show partner等 SPSS、SAS、BMDP等 SPSS、SAS、BMDP等 11 文本编辑、文字处理、 文本编辑、文字处理、桌面 排版等 表格定义、 表格定义、计算和处理等 图象处理、 图象处理、几何图形绘制等 电子邮件、

6、网络文件管理、 电子邮件、网络文件管理、 远程计算、 远程计算、浏览等 幻灯片、 幻灯片、演讲报告制作等 统计、汇总、 统计、汇总、分析等 1.2应用软件 真题】 【2007真题】应用软件分为通用应用软 真题 件和定制应用软件两类， 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。 通用应用软件的是 部属于通用应用软件的是。 AWPS、Windows、Word BPowerPoint、MSN、UNIX CALGOL、Photoshop、FORTRAN DPowerPoint、Photoshop、Word 12 1.3层次结构 应用软件 语言 处理 程序 操作系统 裸机 数据库 管理

7、系 统 服务程序与 工具软件 13 计算机软件的发展 阶段 第一阶段 时间 上世纪40年代到 上世纪 年代到 50年代中期 年代中期 描述 科学与工程计算； 科学与工程计算；使用低级语言编制程序 第二阶段 上世纪50年代到 上世纪 年代到 60年代后期 年代后期 第一个高级语言FORTRAN及其翻译程序 及其翻译程序 第一个高级语言 出现。产生了操作系统。 年代初期 年代初期， 出现。产生了操作系统。60年代初期， 出现“软件”术语。 年代中期发生 出现“软件”术语。60年代中期发生 软件危机” “软件危机” 出现了“软件工程”的概念， 出现了“软件工程”的概念，用以满足高 质高效编制软件的需

8、求 第三阶段 上世纪70年代至 上世纪 年代至 今 14 2操作系统 2.1操作系统的作用 2.2操作系统的功能 2.3操作系统的介绍 15 2.1操作系统的作用 （1）管理系统中的各种软硬件资源 ） （2）为用户提供各种友善的服务界面 ） 用户界面：也称用户接口或人机界面，是计算机系 统实现用户与计算机通信的软、硬件部分的总称。 图形用户界面（GUI）：采用窗口、图符、菜单及 指点设备技术和多窗口系统等软件，并以直接操纵 为主要使用方法，使得用户能够灵活、方便、有效 地使用计算。 （3）为应用程序的开发和运行提供一个高效 ） 率的平台 16 2.1操作系统的作用 裸机 没有软件支持的计算机。

9、 操作系统是最接近计算机硬件的系统软件，通过它 管理计算机资源并在用户（或应用程序）与硬件之 间提供一个接口。 自举 装载操作系统软件并启动执行的过程。计算机的 ROM中固化了一小部分操作系统指令（基本I/O系 统，又称BIOS），计算机加电后，自动执行BIOS， BIOS先把一部分程序从磁盘读入内存，然后再由读 入的这部分程序装载其他所需的操作系统软件。这 个过程称作为“自举”或“引导” 17 2.2操作系统的功能 1. 任务管理 2. 存储管理 3. 文件管理 4. 设备管理 5. 作业管理 18 1. 任务管理 进程 操作系统调度的基本单位，反映程序的一次 执行过程（包括启动、运行并在一

10、定条件下 中止或结束）。 进程管理 对处理机资源进行管理。 多进程技术 解决CPU资源的分配和回收等问题，以使 CPU资源得到最充分利用。 19 1. 任务管理 多任务处理（multitasking） 多任务处理（multitasking） 中央处理器是计算机系统的核心资源，为了 提高CPU的利用率，操作系统一般都支持同 同 时运行若干个程序， 时运行若干个程序，并采用一定的算法使这 若干个程序宏观上都进入到运行状态。 若干个程序宏观上都进入到运行状态 20 1. 任务管理 活动窗口和非活动窗口 多个任务同时运行时，接受用户输入信息的 窗口只能有一个，称为活动窗口。其对应的 任务称为前台任务。

11、 活动窗口标题栏的颜 色与非活动窗口标题栏的颜色不同。 并行处理 Windows操作系统采用并发（concurrency） 的多任务方式实现多任务的执行。（前台任 务和后台任务都能分配到CPU的使用权） 21 1. 任务管理 CPU的调度策略 的调度策略分时处理 的调度策略 分时处理 操作系统中有一个处理器调度程序把CPU分 配给各个任务，一般采用按时间片（20ms） 轮转的策略，使每个任务都能轮流得到一个 时间片的CPU时间，时间片结束以后调度程 序把CPU交给下一个任务。 抢占式（ 抢占式（Preemptive）多任务方式 ） 只要时间片结束，正在执行的任务被强行终 止，调度程序收回CPU

12、控制权。 该方式提高了操作系统运行的稳定性。 22 2. 存储管理 存储管理：管理内存资源的高效、合理使用。 ：管理内存资源的高效、合理使用。 内存资源的高效 存储管理的作用 合理地为计算机中的数据和程序分配内存空间，做 到用户存放在内存中的程序和数据既能彼此隔离、 互不侵扰，又能在一定条件下共享。 当内存不够用时，还要解决内存扩充问题，把内存 和外存结合起来管理，为用户提供一个容量比实际 内存大得多的“虚拟存储器”。 23 2. 存储管理 虚拟存储技术 假设硬盘为一个容量极大的虚拟内存，将程序（及 其数据）划分成一个个“页面”，每页为固定大小。 运行程序时将当前要执行的部分程序和数据装入物

13、理内存，其余部分装入虚拟内存。当遇到需要执行 的指令或数据不在物理内存中（缺页）时，根据一 定的算法将物理内存中暂时不用的页面调出到虚拟 内存，而将虚拟内存中需要的页面调入到物理内存 中，然后继续运行程序。 24 2. 存储管理 操作系统中， 在Windows操作系统中，虚拟存储器是 操作系统中 虚拟存储器是 由计算机的物理内存 主板上的RAM） 物理内存（ 由计算机的物理内存（主板上的 ） 硬盘上的虚拟内存（数据交换文件） 和硬盘上的虚拟内存（数据交换文件） 联合组成的。 联合组成的。 对于用户来说， 对于用户来说，使用虚拟内存技术可以 使得计算机系统的内存容量理论上与硬 使得计算机系统的内

14、存容量理论上与硬 盘一样大。 盘一样大。 25 3. 文件管理 在外存储器上，数据以文件为单位进行存放和管理。 在外存储器上，数据以文件为单位进行存放和管理。 以文件为单位进行存放和管理 文件 存储在磁盘上、具有符号名的一组相关信息的集合。 文件目录（文件夹） 文件目录（文件夹） 计算机中有数以万计的文件，为了分门别类的有序存放，操 作系统把他们组织在文件目录中。许多操作系统采用树型目 录结构来进行管理。 Windows中文件目录也称为文件夹，它采用多级层次 中文件目录也称为文件夹，它采用多级层次 中文件目录也称为文件夹 式结构（也叫树状结构 树状结构）。 式结构（也叫树状结构）。 26 3.

15、 文件管理 文件的组成：文件中除了程序和数据之 ： 外，还包含了一些说明信息，包括文件 名，文件类型，文件的物理位置，文件 大小，文件时间（创建时间，最近修改 时间，最近访问时间等），文件的创建 者，文件属性等。 文件的组成结构： ： 文件说明信息 文件内容 27 3. 文件管理 文件的属性： 文件的属性：决定了文件的操作性和可 视性。 视性。 系统文件 构造操作系统本身的文件，删除时会提出警告， 一般隐藏不见。 隐藏文件 一般不可见。 存档文件 普通文件，可以被读取、修改和保存。 只读文件 文件只能阅读，不能进行修改。 28 4. 设备管理 设备管理 对计算机系统中除了CPU和内存以外的所有

16、I/O设备 的管理。进而言之，设备管理的对象除了进行实际 I/O操作的设备外，还包括诸如控制器、通道等支 持设备。 设备管理任务 外部设备的分配、启动和故障处理，用户不必详细 了解设备及接口的技术细节，就可以利用驱动程序 对相应的设备进行操作。 采用技术 中断技术、通道技术、虚拟设备技术和缓冲技术 29 5. 作业管理 作业管理的任务是为用户提供一个使用系统的 作业管理的任务是为用户提供一个使用系统的 良好环境， 良好环境，使用户能有效地组织自己的工作流 程。 用户要求计算机处理某项工作称为一个作业 作业， 用户要求计算机处理某项工作称为一个作业， 一个作业包括程序 数据以及解题的控制步骤。

17、程序、 以及解题的控制步骤 一个作业包括程序、数据以及解题的控制步骤。 用户一方面使用作业管理提供“作业控制语言”来 书写自己控制作业执行的操作说明书； 另一方面使用作业管理提供的“命令语言”与计算 机资源进行交互活动，请求系统服务。 30 2.2操作系统的功能 真题】 【2007真题】虚拟存储技术是将 真题 虚拟存储技术是将 上的一部分作为内存来使用。 上的一部分作为内存来使用。 A硬盘 存条 B缓存 C光盘 内 真题】 【2007真题】在计算机系统中，对计算 真题 在计算机系统中， 机各类资源进行统一管理和调度的软件 是。 A语言处理程序 B应用软件 C操作系统 数据库管理系统 31 操作

18、系统的类型 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。 32 操作系统的类型 批处理优点： 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 33 操作系统的类型 分时处理系统 允许多个用户同时联机使用计算机。 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。 34 操作系统的类型 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。

19、实时系统的分类： 实时系统的分类： 实时控制系统 实时信息处理系统 35 操作系统的类型 个人计算机操作系统 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。 目前提供的此类系统都支持多任务处理 36 操作系统的类型 高性能计算机操作系统 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。 37 操作系统的类型 网络操作系统 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

20、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： 网络操作系统一般包括两个部分： 服务器部分 客户机部分 38 操作系统的类型 分布式操作系统 用来管理分布式系统中的所有资源 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。 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 39 2.3操作系统的介绍 1. 2. 3. 4. DOS操作系统 Windows操作系统 UNIX操作系统 Linux操作系统 40 DOS操作系统 DOS是Disk Operation Syste

21、m（磁盘操作 是 （ 系统） 系统） 一个基于磁盘管理的操作系统。 是命令行形式的，靠输入命令来进行人机对话，并 通过命令的形式把指令传给计算机，让计算机实现 操作的。 常见的DOS有两种：IBM公司的PC-DOS和微软公司 的MS-DOS。 DOS分为核心启动程序和命令程序两个部分。 分为核心启动程序和命令程序两个部分 两个部分。 分为核心启动程序 41 DOS操作系统 DOS的核心启动程序 的核心启动程序 Boot系统引导程序、IO.SYS、MSDOS.SYS和 COMMAND.COM DOS命令 命令 分为内部命令和外部命令。 内部命令是一些常用而所占空间不大的命令程序， 如dir、cd

22、等，存在于COMMAND.COM文件中，会 在系统启动时加载到内存中，以方便调用。 外部命令则以单独的可执行文件存在，在使用时才 被调入内存。 42 Windows操作系统 开始， 从Windows 95开始，Windows均是 开始 均是 机器字长32位的单用户、多任务的操作 位的单用户 机器字长 位的单用户、多任务的操作 系统。 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 43 Windows操作系统 Windows 9x特点 （1）支持图形用户界面 （2）支持“即插即用”的系统配置方法 2 （3）提供通信软件，使用户的计算机系统 联接

23、到Internet上 44 Windows操作系统 Windows NT（New Technology）和NT工作站 一个网络操作系统。网络中运行Windows NT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Windows 95或Windows 98。 45 Windows操作系统 Windows NT（New Technology）和NT工作站 Windows NT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

24、相对应的是NT的工作站 标准版，称为NT Workstation，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。 46 Windows操作系统 Windows 2000与2000工作站 Windows 2000在使用Windows NT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。 Windows 2000有以下几种不同的版本 Windows 2000 Professional Windows 2000 Server Windows 2000 Advanced Serv

25、er Windows 2000 Datacenter Server 47 Windows操作系统 Windows XP和Windows.NET 和 （Windows 2003） ） Windows XP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.NET server 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。 48 UNIX操作系统 UNIX操作系统是（美）Bell实验室开发的 操作系统是（ 实验室开发的一 操作系统是 实验室开发的 种通用多用

26、户交互式分时操作系统。 操作系统。 操作系统 UNIX系统已成为国际上目前使用最广泛、 UNIX系统已成为国际上目前使用最广泛、影 系统已成为国际上目前使用最广泛 响最大的主流操作系统之一。 响最大的主流操作系统之一。 UNIX系统的体系结构可分为两大部分 系统的体系结构可分为两大部分 内核部分，负责利用硬件所提供的基本操作，向外 层提供全部应用程序所需的服务； 外层应用子系统，包括UNIX系统的命令解释程序 （shell）、文本处理程序、邮件通信程序及源代码 控制系统等，用户可用“系统调用”对其进行调用。 49 UNIX操作系统的特色 结构简练。 树形目录结构的文件系统 结构简练。以树形目录

27、结构的文件系统 为基础， 为基础，且将各种设备都定义为特殊文 统一处理。 件，统一处理。 功能强大 易移植性好。该系统90%以上的代码 易移植性好。该系统 以上的代码 使用C语言编写的 语言编写的。 使用 语言编写的。 50 UNIX操作系统的特色 可伸缩性和互操作性强。 可伸缩性和互操作性强。 可伸缩性是指系统在性能范围很宽的配置硬件上 运行的能力 互操作性是指在不同厂家的机器上运行和通信的 能力。这两点是开放系统所应具有的基本特征。 UNIX系统可以从笔记本电脑直到巨型计算机上都 能运行。 容纳新技术的能力强。 容纳新技术的能力强。网络中服务器安装的 操作系统的首选。 操作系统的首选。 网

28、络通信功能强。著名的TCP/IP网络协议 网络通信功能强。著名的 网络协议 是在UNIX上开发成功的。 上开发成功的。 是在 上开发成功的 51 Linux操作系统 Linux操作系统的优势反映在网络服务器方面， 操作系统的优势反映在网络服务器方面， 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， 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。 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 操作系统作为一个多用户 操作系统作为一个多用户、 作系统，支持多工作平台和多处理器。它不仅 作系统，支持多工作平台和多处理器。 多工作平台和多处理器

29、 可提供多达4TB的文件系统，同时还可支持多 的文件系统， 可提供多达 的文件系统 种其他的文件系统。 种其他的文件系统。 52 Linux操作系统 Linux系统是一种“自由软件”。它属于一种 系统是一种“自由软件” 系统是一种 GPL（General Public License）软件。其源 （ ）软件。 代码向世人公开， 向世人公开 代码向世人公开，吸引对该系统感兴趣的人们 共同工作。 共同工作。 53 3. 1 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。 机器语言 使用计算机指令系统的程序语言。 汇编语言 用助记符来代替机器指令的操作码和操作

30、数 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。 54 高级程序语言基本成分 数据成分： 数据成分：描述程序所处理的数据对象 （数据类型、数据结构） 运算成分：描述程序所包含的运算 运算成分： （算术表达式、逻辑表达式） 控制成分： 控制成分：表达程序中的控制构造 （条件判断、循环判断） 传输成分： 传输成分：表达程序中的数据传输 （输入/输出） 55 语言处理系统 把用软件语言（包括汇编语言和高级语言） 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， 写的各种程序变换成可在计算机上执行的程序， 或最

31、终的计算结果，或其他中间形式。 或最终的计算结果，或其他中间形式。 语言处理系统包括： 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 56 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。 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。 57 翻译程序 按照不同的翻译处理方法， 按照不同的翻译处理方法，可把翻译程 序分为以下三类： 序分为以下三类： 汇编程序（assembler） 解释程序（Interpreter） 编译程序(Compiler) 58 汇编程序 汇编程序（ 汇编程序（assembler）： ）： 从汇编语言到机器语言的翻译程序。 从汇编语言到机器语言的翻译程序。 59