章節(jié)內(nèi)容部分講義-4-計算機軟件基礎(chǔ)

計算機基礎(chǔ)惠眾教育2020/11/171計算機基礎(chǔ)1

系統(tǒng)的組成與發(fā)展2

操作系統(tǒng)3

語言及語言處理系統(tǒng)4

通用應(yīng)用5

開發(fā)惠眾教育2020/11/1721系統(tǒng)的組成與發(fā)展惠眾教育2020/11/173系統(tǒng)的組成的概念

是計算機程序、方

則、相關(guān)的文檔以及在計算機上運行它時所必需的數(shù)據(jù)。＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔用戶與計算機硬件之間的橋梁?；荼娊逃?020/11/174的分類操作系統(tǒng)語言處理程序常用服務(wù)程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)通用應(yīng)用應(yīng)用定制的應(yīng)用文字處理電子表格

圖形、圖象簡報通信統(tǒng)計解決各種實際問題使用和管理計算機支撐惠眾教育2020/11/175應(yīng)用軟件機操作系統(tǒng)用戶計算機應(yīng)用系統(tǒng)的層次構(gòu)成如圖惠眾教育2020/11/176系統(tǒng)的發(fā)展過程

系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：程序設(shè)計時代（程序系統(tǒng)）時代工程學(xué)時代惠眾教育2020/11/177過程中遇到的定義： 開發(fā)和一系列嚴重問題。包括兩方面問題:如何開發(fā) ，滿足對長的需求的日益增如何 數(shù)量不斷膨脹的已有惠眾教育2020/11/178系統(tǒng)的發(fā)展過程工程(software

engineering)背景1968年，

西洋公約組織的學(xué)術(shù)會議第一次創(chuàng)造了“

工程”這個詞定義工程是開發(fā)、運行、法。和修復(fù)的系統(tǒng)方惠眾教育2020/11/179惠眾教育2020/11/17102

操作系統(tǒng)(Operating

System，OS)操作系統(tǒng)硬件資操作系統(tǒng)用于管理、控制、分配計算機的源，支持應(yīng)用程序的運行的系統(tǒng)?；荼娊逃?020/11/1711惠眾教育2020/11/1712操作系統(tǒng)的目標和作用操作系統(tǒng)的目標方便性可擴充性有效性開放性操作系統(tǒng)的作用OS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口OS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者OS用作擴充機器操作系統(tǒng)的功能任務(wù)管理功能器管理功能設(shè)備管理功能文件管理功能作業(yè)管理惠眾教育2020/11/1713操作系統(tǒng)的功能1.處理機管理功能創(chuàng)建和撤消進程（線程）對諸進程（線程）的運行進行協(xié)調(diào)實現(xiàn)進程（線程）之間的信息交換按照一定的算法把處理機分配給進程（線程）惠眾教育2020/11/1714處理機管理功能進程：可以和其它程序并發(fā)執(zhí)行的一次程序執(zhí)行，用于描述系統(tǒng)中的各種并發(fā)活動。進程&程序程序是

的，進程是動態(tài)的。二者并非是一一對應(yīng)的。進程&線程一個進程可以由零個、一個或多個線程構(gòu)成基本特征：動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、異步性、結(jié)構(gòu)性惠眾教育2020/11/1715操作系統(tǒng)的功能器管理功能主要任務(wù):為多道程序的運行提供良好的環(huán)境方便用戶使用

器提高

器的利用率從邏輯上擴充內(nèi)存惠眾教育2020/11/1716器管理功能內(nèi)存分配靜態(tài)分配方式動態(tài)分配方式頁式、段式、段頁式內(nèi)存分配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存分配功能內(nèi)存回收功能內(nèi)存保護設(shè)置上界和下界兩個界限寄存器惠眾教育2020/11/1717器管理功能地址地址空間——邏輯地址/相對地址內(nèi)存空間——物理地址/絕對地址內(nèi)存擴充技術(shù)虛擬(virtual)請求調(diào)入功能轉(zhuǎn)換功能惠眾教育2020/11/1718操作系統(tǒng)的功能設(shè)備管理功能主要任務(wù):完成用戶進程

I/O請求，為用戶進程分配其所需的I/O設(shè)備提高CPU和I/O設(shè)備的利用率提高I/O速度方便用戶使用I/O設(shè)備惠眾教育2020/11/1719設(shè)備管理功能緩沖(buffer)管理單緩沖機制、雙緩沖機制、公用緩沖機制設(shè)備分配設(shè)備處理(設(shè)備驅(qū)動)惠眾教育2020/11/1720操作系統(tǒng)的功能文件管理功能主要任務(wù)：對用戶文件和系統(tǒng)文件進行管理，以方便用戶使用保證文件的安全性文件

空間的管理離散分配方式以盤塊為基本分配單位管理文件的讀/寫管理文件的共享與保護惠眾教育2020/11/1721操作系統(tǒng)的功能5.作業(yè)管理作業(yè)的調(diào)度、撤銷等惠眾教育2020/11/1722操作系統(tǒng)分類單用戶操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)單道批處理多道批處理實時操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)惠眾教育2020/11/1723微機上的典型操作系統(tǒng)1.DOS操作系統(tǒng) 2.Windows操作系統(tǒng) 3.UNIX

操作系統(tǒng)4.Linux操作系統(tǒng)5.OS/2操作系統(tǒng)惠眾教育2020/11/1724微機上的典型操作系統(tǒng)PC

DOS

&

MS

DOS（單用戶操作系統(tǒng)）Windows（圖形窗口式操作系統(tǒng)）UNIX（多用戶多任務(wù)交互式操作系統(tǒng)）AIX，HP-UX，SolorisLinux（多用戶多任務(wù)交互式操作系統(tǒng)）OS/2（多任務(wù)、圖形用戶界面操作系統(tǒng)）Netware（網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）Mac

OS（蘋果電腦Macintosh

）惠眾教育2020/11/1725惠眾教育2020/11/17263

語言及語言處理系統(tǒng)程序設(shè)計語言語言代出現(xiàn)年代語言類別第一代語言1946-1950機器語言第二代語言1950-1960匯編語言第三代語言1960-1980過程化編程語言第四代語言1980-1995非過程化高級語言第五代語言1995應(yīng)用程序開發(fā)用

系統(tǒng)注意：語言的發(fā)展不是高一代取代低一代，而是多代共存。惠眾教育2020/11/1727程序設(shè)計語言★機器語言(低級語言)機器指令：由0，1組成并且能被計算機直接理解執(zhí)行的代碼機器語言：機器指令的集合，即計算機可以直接接收、理解的語言特點:直觀性差、編寫效率低、易出錯、可讀性差它是面向機器的第一代語言★計算機唯一能識別的語言是機器語言惠眾教育2020/11/1728★20

0/11它/17

是面向機惠器眾的教第育二代語言29程序設(shè)計語言★匯編語言(低級語言)——機器語言的符號表示定義：用助記符、符號地址、標號等符號來編寫程序的語言，也被稱為符號語言。特點：易于理解與

、占用

空間少、執(zhí)行速度快注意：不能直接運行，須先翻譯成機器語言★高級程序設(shè)計語言(高級語言)面向過程的第三代語言★語言處理程序用于把人們編制的匯編語言和高級語言源程序轉(zhuǎn)換為機器能夠理解的目標程序惠眾教育2020/11/1730程序設(shè)計語言★高級語言源程序需經(jīng)解釋或編譯后，轉(zhuǎn)換為計算機能直接執(zhí)行的目標程序。例如：FORTRAN

、Pascal、BASIC、C面 象的語言——第四代例如：C++

、Java、Delphi惠眾教育2020/11/1731程序設(shè)計語言1.FORTRAN語言2.PASCAL語言惠眾教育2020/11/17323.Java語言4.C語言和C++語言匯編程序(assembler)匯編將匯編語言程序(源程序)翻譯加工成機器語言程序(目標程序)的過程，由匯編程序完成語言處理系統(tǒng)源程序目標程序匯編程序惠眾教育2020/11/1733匯編語言程序機器語言程序語言處理系統(tǒng)解釋程序(interpreter)將高級程序設(shè)計語言編寫的源程序按動態(tài)的運行順序逐句進行翻譯并執(zhí)行。編譯程序(compiler)將高級程序設(shè)計語言編寫的源程序翻譯成用匯編語言或機器語言表示的目標程序?；荼娊逃?020/11/1734算法算法（Algorithm）算法與程序不同，它是問題求解規(guī)則的一

種過程描述。在算法中要精確定義一系列

規(guī)則，這些規(guī)則指定了相應(yīng)的操作順序，

以便在有限的步驟內(nèi)得到所求問題的解答。算法的設(shè)計一般采用由粗到細，由抽象到具體的逐步求精的方法?；荼娊逃?020/11/1735算法的性質(zhì)基本性質(zhì)：1．確定性2．有窮性3．能行性4．輸入：至少一個輸入5．輸出：可以沒有輸出惠眾教育2020/11/1736算法算法與程序的區(qū)別：惠眾教育2020/11/1737一個程序不一定滿足有窮性，程序中的指令必須是機器可執(zhí)行的，而算法中的運算語句則無此限制算法分析除其正確性外，還應(yīng)考慮以下因素：1．占用的計算機資源時間代價空間代價2．是否易理解、易調(diào)試和易測試等惠眾教育2020/11/1738數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：研究程序設(shè)計中計算機操作對象以及它們之間關(guān)系和運算的一個專門學(xué)科。研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般包括三個方面的內(nèi)容：（1）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（2）數(shù)據(jù)的

結(jié)構(gòu)（3）在數(shù)據(jù)上定義的運算的集合惠眾教育2020/11/1739數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)間關(guān)系的描述，它只抽象地反映數(shù)據(jù)元素間的邏輯關(guān)系，而不管其在計算機中的方式。數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的計算機結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)實質(zhì)上是它的邏輯結(jié)構(gòu)在器上的實現(xiàn)?；荼娊逃?020/11/1740為全面地反映一個數(shù)據(jù)元素的邏輯結(jié)構(gòu)，它在

器中的映象應(yīng)包括兩方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)元素自身值數(shù)據(jù)元

間關(guān)系惠眾教育2020/11/1741常見數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)隊列（先進先出）棧（先進后出）鏈表指針方式表示的“線性表結(jié)構(gòu)”樹二叉樹圖有向圖、無向圖學(xué)號、

…學(xué)號、

…第1個學(xué)生

第2個學(xué)生第n個學(xué)生學(xué)