计算机第三章计算机软.ppt

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1、第3章 计算机软件,3.1 概述 3.2 操作系统 3.3 程序设计语言及其处理系统 3.4 算法和数据结构,本章考题题型分布,3.1 概述,3.1.1. 什么是计算机软件 3.1.2. 计算机软件的特性 3.1.3. 计算机软件的分类,3.1.1 什么是计算机软件,计算机系统=硬件+软件,计算机系统是由硬件和软件组成的，两者缺一不可！,软件、硬件和用户的关系,硬件的能力非常有限，只是速度极高而已 没有软件，硬件几乎什么任务也完成不了 计算机通过软件才能进行信息处理,什么是程序？,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)都是计算机能够理解并能够执行的一些命令 程序的特

2、性： 用于完成某一确定的信息处理任务 使用某种计算机语言描述如何完成该任务 预先存储在计算机中，启动运行后才能完成任务,程序与数据的关系,程序所处理的对象和处理后得到的结果统称为数据（分别称为输入数据和输出数据） 程序必须处理合理的输入数据，否则不会产生有意义的输出 程序和数据具有相对性,程序与软件的关系,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、且有一定规模的程序 软件既包含程序、也包含与程序相关的数据和文档： 程序是软件的主体 数据指的是程序运行过程中处理的对象和必须使用的一些参数（如三角函数表、英汉词典等） 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

3、护手册和使用指南等）,程序与软件的关系,“软件” 强调的是产品、工程、产业或学科等宏观方面的含义，“程序”更侧重技术层面的含义 软件和程序本质上相同，在不会发生混淆的场合，软件和程序两个名称经常混用，并不严格加以区分,计算机软件与知识产权,软件是智力活动的成果，受到知识产权(版权)法的保护 版权授予软件作者(版权所有者)享有下列权利： 拷贝、发布、修改、署名、出售、 购买一个软件，用户仅仅得到了该软件的使用权，并没有获得它的版权 随意进行软件拷贝和分发是一种违法行为,3.1.2 计算机软件的特性,计算机软件特性,1. 不可见性(是无形的，不能被人们直接观察、欣赏和评价) 2. 适用性(可以适应

4、一类应用问题的需要 ) 3. 依附性(依附于特定的硬件、网络和其他软件 ) 4. 复杂性(规模越来越大，开发人员越来越多，开发成本也越来越高),5. 无磨损性(功能和性能一般不会发生变化 ) 6. 易复制性(可以非常容易且毫无失真地进行复制 ) 7. 不断演变性(软件的生命周期 ) 8. 有限责任(有限保证) 9. 脆弱性(黑客攻击、病毒入侵、信息盗用),3.1.3 计算机软件的分类,系统软件,系统软件泛指那些为了有效地使用计算机系统、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一类软件。,举例： 基本输入/输出系统（BIOS） 操作系统（如Windows、Unix、L

5、inux等） 程序开发工具与环境（如C语言编译器等） 数据库管理系统（DBMS） 实用程序（Utility，如磁盘清理程序、备份程序、杀毒软件、防火墙等）,系统软件的特性,与计算机硬件有很强的交互性，能对硬件进行统一的控制、调度和管理； 具有通用性，能为多种应用软件的开发和运行提供支持与服务 在任何计算机系统中，系统软件都是必不可少的 在购买计算机时，通常计算机供应厂商会提供给用户一些最基本的系统软件，否则计算机无法工作。,最重要的系统软件,操作系统（OS） 包括各种实用程序（如磁盘清理程序、备份程序、杀毒软件等） 功能上也包含BIOS在内 程序设计语言处理系统 编译器 解释器 汇编程序（汇编

6、器） 开发工具与平台 数据库管理系统（DBMS）,应用软件泛指那些专门用于解决各种具体应用问题的软件。按照应用软件的开发方式和适用范围。 应用软件可分成通用应用软件和定制应用软件。,应用软件,通用应用软件的主要类别与功能,定制应用软件,定制软件是按照不同领域用户的特定应用要求而专门设计开发的软件。 例如 超市的销售管理和市场预测系统 汽车制造厂的集成制造系统 大学教务管理系统 医院挂号计费系统 酒店客房管理系统 这类软件专用性强，设计和开发成本相对较高,从软件知识产权对软件进行分类,商品软件 用户需要付费才能得到其使用权。它除了受版权保护之外，通常还受到软件许可证的保护。 共享软件(share

7、ware) 具有版权，可免费试用一段时间，允许拷贝和散发（但不可修改），过了试用期若还想继续使用，就得交一笔注册费，成为注册用户。,自由软件 (freeware)（开放源代码软件） 用户可共享，并允许随意拷贝、修改其源代码，允许销售和自由传播。但是，对软件源代码的任何修改都必须向所有用户公开，还必须允许此后的用户享有进一步拷贝和修改的自由。 自由软件的重大意义,3.2 操作系统,3.2.1 概述 3.2.2 多任务处理与处理器管理 3.2.3 存储管理 3.2.4 文件管理 3.2.5 设备管理 3.2.6 常用操作系统介绍,3.2.1 概述,操作系统(OS Operating System

8、),没有安装任何软件的计算机称为裸机, 裸机是无法使用的 操作系统是最重要的一种系统软件，几乎所有计算机都要安装OS,操作系统(OS Operating System ),OS屏蔽了计算机中几乎所有物理设备的技术细节，为使用、开发和运行其他软件提供了一个高效、可靠的平台。 OS非常庞大和复杂，它由许多程序模块组成,操作系统的作用,三个主要作用： （1）为计算机中运行的程序管理和分配各种软硬件资源 （2）为用户提供友善的人机界面（图形用户界面）GUI （3）为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台,复习：基本输入输出系统BIOS,基本输入/输出系统是存放在主板上只读存储器(flash ROM)

9、 中的一组程序（也称为firmware, 固件 ） 主要包含4个部分： 加电自检程序 (诊断计算机故障) 系统自举（装入）程序 (启动计算机工作) CMOS设置程序 (设定和修改计算机配置) 基本外围设备的驱动程序 (控制基本的I/O操作),操作系统的启动(boot up),ROM BIOS,RAM,CPU,CMOS,3.2.1 多任务处理与处理器管理,任务、单任务和多任务处理,“任务”指的是要计算机做的一件事，计算机执行一个任务通常就对应着运行一个应用程序 “单任务处理”与“多任务处理” 单任务处理：前一个任务完成后才能启动后一个任务的运行，任务是顺序执行的 多任务处理(Multitaski

10、ng)：允许计算机同时执行多个任务，任务是并发执行的,如何知道有哪些任务在运行？,每启动一个应用程序，OS就会打开一个相应的窗口，通常一个窗口就是一个任务 每启动一个应用程序，OS就会在任务栏上显示一个相应的任务按钮(程序按钮)，通常一个按钮就是一个任务 窗口可以放大或缩小，甚至可以“最小化”，但任务的运行不受其影响 使用“任务管理器”程序可以了解每个任务的运行情况,如何知道有哪些任务在运行？,什么是前台任务与后台任务？,前台任务：能接受用户输入(击键或按击鼠标)的窗口只能有一个，称为活动窗口，它所对应的任务称为前台任务 后台任务：除前台任务外，所有其它任务均为后台任务,前台任务与后台任务的区

11、别： 前台任务对应的窗口(活动窗口)位于其它窗口的前面 活动窗口的标题栏比非活动窗口颜色更深(深蓝色) 前台任务与后台任务的共同点：都在计算机中运行 前台任务与后台任务的切换： 为了输入信息到某个后台任务中去，必须切换窗口(单击要激活的后台任务窗口的任何部位, 或单击任务栏中对应的任务按钮）,CPU的管理（处理器管理）,目的：让CPU轮流为所有任务服务 原则：公平性；优先级；负载均衡 方法： 按时间片轮转（10-20ms为1个时间片 ） 按优先级调度,3.2.3 存储管理,操作系统一般都采用虚拟存储技术（也称虚拟内存技术，简称虚存）进行存储管理。 虚拟存储技术在基本思想：作业在运行时，没有必要

12、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它部分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得内存空间。 Windows XP操作系统中，虚存空间最大可达到4GB，页面的大小通常是4KB，页面页面调度算法是“最近最少使用”（LRU）算法。虚拟内存交换文件的文件名是pagefile.sys，它位于系统盘根目录下。,3.2

13、.4 文件及其管理,文件,文件是存储在外存储器中的一组相关信息的集合，例如： 一个程序 一张数码相片 一只MP3歌曲 一封电子邮件 文件是外存中信息的存取(读出/写入)单位 计算机中所有的程序和数据都组织成为文件存放在外存储器中，并使用其名字进行存取操作,文件名和文件类型,文件的名字由两部分组成：(主文件名) .扩展名 主文件名(简称文件名)是文件的主要标识，不可省略 文件扩展名(类型名)由“.”加34个英文字母组成, 用于区分文件的类型: 程序文件(可执行文件)：.exe .com 文件中包含的是可以由CPU执行的程序的二进制代码,2. 数据文件： 纯文本文件(.txt) PDF文件(.pd

14、f) Word文件(.doc) 投影片文件(.ppt) 数码照片文件(.jpg) MP3音乐文件(.mp3) 文件中包含的是由程序处理的数据的二进制代码 文件名字使用西文(或中文)字符组成，但不能使用某些特殊字符(如 ？ * :“”等),Windows XP 的文件,允许使用长文件名，即文件名最多可包含255个中文或西文字符 英文字母的大、小写只在形式上加以区分，实际上不予区别 （例如： Text.DOC 与 text.doc 是同一个文件） 常用程序文件的扩展名： .exe .com .dll .bat 常用数据文件的扩展名：,文件的组成和文件说明信息,每一个文件都由2部分组成：,Windo

15、ws XP 的文件组织,文件目录在Windows中称为文件夹，它采用多级层次式结构（也叫树状结构）。 每个逻辑盘(物理盘或硬盘上的分区)是一个根文件夹 文件夹中既可包含文件，也可包含文件夹 (子文件夹),子文件夹又可存放文件和子文件夹, 形成树状多级文件夹结构,根节点和中间节点都是文件夹,叶节点都是文件,3.2.5 设备管理,OS中的“设备管理”程序负责： 对系统中的各种输入输出设备进行管理 处理用户（或应用程序）的输入/输出请求，方便、有效、安全地完成输入/输出操作,3.2.6 常用操作系统介绍,操作系统的几种类型,PC机使用的操作系统一般都具有多任务处理功能 网络服务器上安装运行的是“网络

16、操作系统”，特点是： 具有强大的多用户并发处理能力 支持多种网络通信功能，提供丰富的网络应用服务 安全性强，可靠性好,军事指挥和武器控制系统、电网调度和工业控制系统、证券交易系统等， 安装运行的是“实时操作系统”，特点是： 对外部事件能快速作出响应， 具有很高的可靠性和安全性 嵌入式计算机应用中运行的是“嵌入式操作系统”，特点是： 快速、高效、具有实时处理功能 代码非常紧凑，存储需求小,微软Windows操作系统,特点： 提供了多任务处理能力 在个人计算机上广泛使用 采用图形用户界面，简化计算机操作 版本的演变：,UNIX和Linux操作系统,都是主流操作系统，主要用于： 在巨型机、大型机上作

17、为网络操作系统使用 经过裁剪后可用于嵌入式系统 关于Linux 属于自由软件(开源软件)，原创者是芬兰青年学者李努斯.托瓦尔兹(Linus Torvalds) 应用软件越来越多，用户正在快速壮大，许多商业软件公司也加入了这一行列,真题讲解,一、选择题 1、 Windows操作系统的文件夹结构是一种 。（2005年） A、对象结构 B、网状结构 C、星型结构 D、树状结构,答案：D,2、 计算机软件中操作系统的作用是_。 （2006年） 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,答案：A,3、下列软件中，_是专门的网页制作软件。（200

18、6年） A. FrontPage 2000 B. Visual BASIC 6.0 C. Excel 2000 D. PowerPoint2000,答案：A,4、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_。 （2006年） 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,答案：A,5、在计算机系统中，对计算机资源进行统一管理和调度的软件是 。 （2007年） 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,答案：C,6、应用软件分为通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

19、。 （2007年） A. WPS、Windows、Word B. PowerPoint、MSN、UNIX C. ALGOL、Photoshop、Fortran D. PowerPoint、Photoshop、Word,答案：D,7、虚拟存储器技术是将 上的一部分作为内存来使用。（2007年） A. 硬盘 B. 缓存 C. 光盘 D. 内存条,答案：A,8、下列关于计算机软件的叙述，错误的是_。 （2008年） 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设计和编制程序的工作方式是由个体

20、发展到合作方式，再到现在的工程方式,答案：A,9、下列软件属于系统软件的是_。 （2008年） 金山词霸 SQL Sever FrontPage CorelDraw 编译器 Linux 银行会计软件 Oracle Sybase 民航售票软件 A B C D,答案：B,10、虚拟存储系统能够为用户程序提供一个容量很大的虚拟地址空间，其大小受到_的限制。 （2008年） A内存实际容量大小 B外存储器及CPU地址表示范围 C交换信息量大小 DCPU时钟频率,答案：B,11、下列关于操作系统多任务处理与处理器管理的叙述，错误的是_。（2008年） AWindows操作系统支持多任务处理 B分时是指将

21、CPU时间划分成时间片，轮流为多个任务服务 C并行处理操作系统可以让多个处理器同时工作，提高计算机系统的效率 D分时处理要求计算机必须有多个CPU,答案：D,12、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 。 （2009年） 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Windows XP操作系统有多个不同版本 D. Windows Server 2003操作系统属于网络操作系统,答案：A,13、软件的特性不包括_。 （2010年） A不可见性 B脆弱性 C磨损性 D有限责任性

22、,答案：C,14、下列软件中不属于系统软件的是_。 （2010年） AAdobe Acrobat BBIOS CJava编译器 DORACLE,答案：A,二、多选题 1、下列关于计算机软件的叙述，错误的是_。 （2009年） 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,答案：AB,三、填空题 1、 Windows中的文件有四种属性：系统、存档、隐藏和 。 （2005年） 2、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。 （2005年）,答案：只读,答案：数据,3、操作系统中虚拟存储器的容量_实际内存（填大于、等于、小于）。 （2009年） 4、在Windows XP中，用作虚拟内存的页面文件的文件名是_，它位于系统盘的根目录下。 （2010年）,答案：大于,答案：Pagefile.sys,