江苏专转本计算机第3章概要

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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 算法与数据结构,3.1 软件概述,1. 什么是计算机软件 2. 计算机软件的分类,3.1 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！,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,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

2、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、 保护知识产权的目的：确保脑力劳动受到奖励并鼓励发明创造，保护知识产权就是保护脑力劳动人员，使他们发挥创造能力，社会也会从他们的成果中受益 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. 计算机软件的分类,从软件知识产权对软件进行分类,商品软件 共享软件(shareware) 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

3、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,从用途对计算机软件分类(要点),系统软件 不是为了解决某种具体应用，而是为了： 给用户使用计算机提供方便 给应用软件的开发与运行提供支持 使计算机有效、安全、可靠地运行,应用软件 专门用于帮助最终用户解决各种具体应用问题的软件 分类(按开发方式)： 定制应用软件 通用应用软件 几乎所有领域、所有人都需要使用 设计精巧，易学易用 商品化，价格较低,什么是系统软件？,举例： （考点） 基本输入/输出系统（BIOS） 操作系统（如Windo

4、ws、Unix、Linux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）,3.2 计算机操作系统,3.2.1 什么是操作系统 3.2.2 多任务处理 3.2.3 文件与文件管理 3.2.4 存储管理 3.2.5 常用操作系统,3.2.1 什么是操作系统,什么是操作系统(OS)？,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,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

5、系统软件，几乎所有计算机都要安装OS,为什么需要操作系统？,控制基本的输入/输出操作,分配系统中的资源,管理存储器空间,监测计算机运行和故障,维护计算机安全,操作系统的重要作用,三项主要作用： （1）为计算机中运行的程序管理和分配系统中的各种软硬件资源 （2）为用户提供友善的人机界面（图形用户界面） （3）为开发和运行应用程序提供高效率的平台 其它辅助功能： 辅导用户操作（帮助功能） 显示系统状态 处理软硬件错误 保护系统安全,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) 中的一组程序（也称为firmware, 固件 ） 主要包含4个部分：

6、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,操作系统运行时内存的态势,3.2.1 多任务处理,什么是任务，什么是多任务处理？,“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（要点） “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(Multitasking)：允许计算机同时执行多个任务，任务是并

7、发执行的（要点：现在使用的OS支持多任务处理） 多任务处理举例： 编辑PPT讲稿 + 播放音乐 + 收发邮件 多任务处理的优点： 大大提高了用户的工作效率 大大提高了计算机的使用效率,多任务处理举例,制作PPT讲稿,查看文件夹内容,收发电子邮件,播放音乐,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,什么是前台任务与后台任务？,

8、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（要点） 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（10-2

9、0ms为1个时间片 ）（考点：“分时”原则） 按优先级调度,3.2.3 存储管理和虚拟存储器,系统运行时内存储器的布局,内存储器空间划分为2个部分：系统区和用户区，用户区用来存放正在运行的应用程序,分析： 允许同时运行多少程序？数目有没有限制？ 程序的大小和数据的规模受不受限制？ 程序与程序相互之间会不会互相干扰？,每个应用程序运行时均有属于它自己的存储器空间，用来存储它自己的程序代码和数据,“存储管理”需要解决哪些问题？,为每个任务分配存储空间，任务结束之后收回存储空间 对存储空间进行保护 保护操作系统所在区域不被应用程序修改 保护每个应用程序的私有区域不被其他程序修改 对存储空间进行扩充，

10、使应用程序的存储空间不受实际存储容量大小的限制 解决方案虚拟存储器(Virtual Memory) （考点）,虚拟存储器示意图,硬盘中专门划出一个“交换区”，作为物理内存的补充，称为“虚拟内存”,3.2.4 文件及其管理,“文件”概念的由来,（按名存取） （按地址存取）,思考：内存、外存编址、存取单位？,什么是文件(file) ？,文件是存储在外存储器中的一组相关信息的集合，（考点）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,复习：文件名和文件类型,文件

11、的名字由两部分组成：(主文件名) .扩展名 （考点） 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 数据文件： 纯文本文件(.txt) PDF文件(.pdf) 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 处理不同类型的数据文件一般需要使用(关联)不同的程序！ 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

12、？ * :“”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：（要点）,文件在磁盘中如何存储？ （要点）,磁盘分成两个区域：目录区和数据区 目录实质上是一张“文件名存放位置”的对照表,从磁盘上读出一个文件时，先在目录区中找出该文件的存放位置，然后再按此位置，从磁盘的数据区中读出该文件内容,文

13、件内容,Windows XP 的文件组织,文件目录在Windows中称为文件夹 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,为什么使用多级文件夹？ 1）有利于文件分类存储 2）允许文件同名(在不同 文件夹中时) 3）便于文件共享和保护,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

14、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(

15、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,3.3 程序设计语言 及其处理系统,3.3.1 程序设计语言分类 3.3.2 程序设计语言的组成 3.3.3 程序设计语言处理系统 3.3.4 常用程序设计语言介绍,什么是程序设计语言？,什么是程序？ 程序是为了用计算机解决某个问题而采用程序设计语言编写的一个指令序列 什么是程序设计语言？ 语言的目的是用于通信 程序设计语言用于人与计算机之间的通信 程序设计语言是由人使用但计算机可以理解的一种语言 程序设计语言用于编制程序，表达需要计算机完成什

16、么任务和怎样完成任务，然后交给计算机去完成,程序设计语言填补了 人与计算机交流的鸿沟,计算机中使用多种“语言”,程序设计语言：主要用于描述算法 机器语言、汇编语言、高级语言 数据描述语言（文档规范、文件格式）：主要用于描述数据（文档、音乐、图形、图像、视频等）的结构和格式 HTML、XML、MIDI、MP3、OpenGL、JPEG、MPEG、 脚本语言（VBA、VBScript、JavaScript ） 计算机通信语言（通信协议）：用于描述计算机-计算机之间的会话（请求-应答）的语法和语义 HTTP、POP3、SMTP、 FTP、 Telnet、TCP、IP、 数据库语言：用于数据操作，如SQL语言,3.3.1 程序设计语言分类 （考点）,机器语言 汇编语言 高级程序设计语言,机器语言,机器语言就是计算机的指令系统 指令是使用二进制编码表示的 用机器语言编程序, 也就是直接使用二进制代码编写程序 优点： 可以直接被计算机执行 缺点：