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1、第三章 计算机软件系统3.1 软件系统的组成3.2 操作系统3.3 程序设计语言和语言处理软件 13.1 软件系统的组成3.1.1 系统软件扩展硬件功能 （面向系统）的程序系 统 管理计算机系统的资源 支持/方便用户使用计算机操作系统 operating system 实用程序 utilities 如： 语言处理程序、DBMS、网络软件防病毒程序、数据压缩 分类23.1.2 应用软件完成特定数据处理任务 (面向用户)的程序系 统 软件包 package (0ff-the- shelsoftware)针对大多数用户共同的要求编制的软 件 文字处理 word processing/editor 电
2、子表格 spread sheet 财务会计 finance/accounting 图形显示 presentation Graphics 浏览器 web browsers 自行开发 （针对用户特定的需求） 程序库 Library 供程序调用的功能程 段3裸机裸机操操作作系系统统实实用用程程序序应应用用软软 件件用户界面用户界面43.1.3 软件版权（Copyright)：一种知识产权 专有的法律权利，未经同意不得复制 软件侵权（Software Piracy) 和网络侵权（Network Piracy) 剽窃（Plagiarism) 公开软件（Public Domain Software)：无版
3、权免费软件（Freeware)：有版权但免费共享软件（Shareware)：技术支持和升级收费 专利软件（Proprietary)：有版权拥有者的 许可证（License)：购买软件的使用权，而不是软件本身53.2 操作系统 Operating SystemOS的组成用户界面63.2.1 OS目标 计算机操作的方便性 计算机系统资源使用的有效性73.2.2 进程和中断 进程（process） 进程是个动态概念，简单地说，指程序在 数据对象上的一次执行。 中断（interrupt） 对于计算机系统里发生的某种事件，CPU 就会暂停执行当前程序，转由一个特定的 程序（叫做中断处理程序）进行必要的处
4、 理。 83.2.3 资源管理(resource management) CPU 存储 i/o设备 文件 支持用户以方便方式上机操作93.2.4 作业(Job) / CPU 管理方式 单道系统 : 一个作业独占CPU作业作业A AIOIO设备设备T TIOIO请求请求i/o过程 CPU 空闲时间（毫秒级! ）10 多道作业批处理方式 multiprogramming in batch程序的执行: 作业 job 进程 Process / 任务Task 程序的并发执行 concurrent executing“宏观同时，微观轮流”T TA AB BOSOS外设外设1 1外设外设2 211 分时方式
5、 time-sharing 把CPU的运行时间分成时间片（若干个毫秒 ） 轮流提供给各联机终端，用户以交互方式控制 其 运行作业。每个用户好像在“独占”系统。对比：在批处理方式中，用户提交作业后即失去对作业执行过程的控制。T TA AB BC COSOS12 实时方式 real time即时响应并在规定的时间内完成作业、 返回结果。强调实时性、可靠性。适于支持自控系统等。 多CPU并行 方式 parallel 提高操作执行速度，可达千亿次/秒。 配置 多用户系统：批处理+分时、分时、实 时单用户系统：着重数据管理单用户多任务133.2.5 I/O设备控制 （1） 程序控制输入输出 （2） 中断
6、控制输入输出 （3） 直接存储器存取（DMA Direct Memory Access） （4） 通道处理器和外围处理机143.2.6 OS种类 单用户 多用户 多CPU网络 分布式153.2.7 用户界面 User interface用户和操作系统之间的使用、交互方 式 命令行 方式 command line 用户键入OS规定的操作命令，系统执行 图形用户界面 方式 GUI 用户点击显示的图标，表示要执行的操 作 菜单方式 Menu-driven用户选择表列的操作或操作参数163.2.8 示例：微机系统：DOS、WINDOWS 系列有影响的系统： UNIXLINUX173.3 程序设计语言和
7、语言处理软件3.3.1 程序设计言语3.3.2 程序设计言语的发展3.3.3 程序设计和软件开发3.3.4 程序/语言的处理过程3.3.5 编译程序3.3.6 上机作业传统过程3.3.7 程序作业工具183.3.1 Programming language 含义：算法和数据 (结构) 的记号表示能被计算机系统接受，分析处理并执行 要素： 语法 Syntax 记号组合规则语义 Semantics 表示的含义 成分： 数据的描述定义(各类)运算 / 操作流程控制 ( 顺序、分支、循环)193.3.2 程序设计语言的发展(1) 机器语言 Machine Language CPU指令集语言记号：二进数
8、字0和1指令基本语法：操作码+地址码 机器程序是唯一能被CPU直接识别和执行的程序 不同系列的CPU具有不同的机器语言（无法移植） 极难使用20(2) 汇编语言 Assembly Language 机器指令符号化 汇编指令 增加少量描述性的伪指令（无对应机器指 令） 汇编语言和机器语言的指令大致一一对应 ，两者同属低级语言 要翻译为机器语言程序之后，才能交CPU执行21 一个示意性的汇编程序: 求最大公约数.LOC 0201 B: LDA M D: SUB N LDA N JIL R STA MJMP D LDA RE R: ADD N STA NJIE S JMP BSTA RE S: HA
9、LTM: 64N: 12 RE: 0 . END 22 高级语言 high level Language 语言记号形式接近自然语言（ 英语）和数学语言（算式） 和机器无关 必须翻译为某种机器语言才能运行 仍保留描述算法过程的基本特征：面向过程的语言 典型代表： 50s FORTRAN （数学计算）60s ALGOL 60 （通用）COBOL （商用） BASIC（简单）70s PASCAL （教学）C （系统软件） ADA23(4) 第四代语言 4GL基本特征： 非过程化形式多样：如 SQL 数据库语言程序生成器 generator(5) 其他发展面向对象程序设计语言 OOPL 如 C （Ob
10、ject Oriented Programming Language)网络环境的编程语言Internet programming: 如 HTML 、XML 、Java 243.3.3 程序设计 Programming(1) 传统认识 ：算法数据结构程序设计(2) 软件的工程化开发方法 基本概念：软件生命周期 software cycle从提出开发到消亡划分阶段： 可行性研究 feasibility investigation 需求分析 requirement analysis 系统设计和详细设计 system & detail design 编码 (写程序） coding 测试和排错 test
11、ing & debugging 使用和维护 use & maintenance25(3) 软件产品 Software Product 定义GB / T 8566 - 2001一组计算机程序、规程及可能的相关 文档（Document）和数据。基本认识：软件 程序软件开发 编写程序263.3.4 程序 （语言）的处理过程 源程序 翻译程序 目标程序 Source Program Translator Object Program汇编语言 汇编程序 机器语言源程序 Assembler 目标程序汇编 Assemble 运行运行RUNRUN27高级语言 该语言的 机器语言源程序 编译程序 目标程序 可执
12、行的 连接程序目标程序 Linker高级语言 该语言的 源程序 解释程序Compiler Compiler 编译编译连连 接接执行执行ExecuteExecuteInterpreterInterpreter解释执行解释执行1. 1.2. 2.283.3.5 编译程序 compiler出错处理出错处理表处理表处理各种数据表各种数据表词法分析词法分析语法分析语法分析中间语言生成中间语言生成中间语法优化中间语法优化代码生成代码生成1. 1.2. 2.3. 3.4. 4.5. 5.源程序源程序目标目标 程序程序字符字符语法语法 符号符号内部内部 形式形式内部内部 源程源程 序序正确正确 源程源程 序序293.3.6 上机作业的典型过程。程序库程序库主机主机编辑程序编辑程序编译程序编译程序连连 接接 程程 序序操作系统操作系统源程序源程序源程序源程序 文件文件目标程目标程 序文件序文件可执行可执行 目标程目标程 序文件序
