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第四章计算机软件系统 第四章 计算机软件系统 主要内容： 计算机软件系统、操作系统、数据库管理系统、 程序设计语言与翻译、算法与程序设计、软件开发与软件工程 重 点： 计算机软件系统、操作软件、算法与程序设计 难 点： 计算机工作原理，操作系统，算法与程序设计 4.1计算机软件系统 4.1.1软件的基本知识 1. 软件的概念 计算机软件是指有处理目的计算机指令或计算机语言编写的程序，以及运行程序所需要的文档和数据。它包括： ⑴程序：用计算机语言（算法语言）描述的计算机处理问题的步骤； ⑵文档：软件开发过程中产生的技术文档（需求分析、设计方案、编程方法及代码等）和用户文档（使用说明书、用户手册、操作手册、维护手册等）； 从更广的角度理解软件还包括使用计算机人员的知识和能力。 计算机软件是计算机系统的灵魂，计算机用户是通过软件来实现使用和管理计算机，使计算机应用于生产、生活中。 2. 软件的功能与特点 软件是一种逻辑实体，看不到具体的形态，必须通过观察、分析、思考与判断了解它的功能、性能及其它的特性，具有抽象性。 软件的功能： 软件提供人使用、管理计算机，应用计算机处理问题的功能和接口。它是计算机系统的灵魂。 软件的特点： 从应用的角度看，硬件和软件在逻辑功能上可以等效，即可以用硬件实现，也可以用软件实现。与硬件相比，软件有以下特点： ⑴软件容易改变或修改； ⑵软件易于复制，生产效率高； ⑶软件适宜选择多种方法和算法进行比较； ⑷软件适宜用在条件判断和控制转移多的情况，适宜实现复杂算法； ⑸软件实现的功能不如硬件实现的运行速度快； ⑹软件实现在安全性方面不如硬件，不适宜用在安全性要求高的情况； 软件功能在实现上的变化趋势是把软件功能硬件化 软件在实现上的变化基于以下几方面： ⑴超大规模集成电路技术的发展使得复杂功能也可以用集成电路实现； ⑵应用问题处理的高速要求和用硬件实现可以提高处理速度； ⑶将操作系统一部分功能用硬件实现可以减少系统开销； ⑷软件技术发展使软件走向“集成块”化，可以用硬件实现这些“集成块”的功能； ⑸直接处理高级语言、数据库、通信控制、图像处理等的各种处理机或芯片的出现，使原来由软件实现的功能可以由处理机硬件实现； ⑹将软件处理功能由硬件来实现，可以提高安全性； 3系统软件 计算机软件分为系统软件和应用软件两类。所谓系统软件是用于管理计算机的资源，为应用软件的开发和运行提供环境，起到更好地发挥计算机能力作用的软件。 系统软件包括以下几类： ⑴管理计算机资源，提供用户使用计算机的界面的操作系统； ⑵输入/输出设备的驱动程序； ⑶通讯传输、控制处理的程序； ⑷计算机系统诊断、监控、故障处理的程序； ⑸计算机语言的编译或解释程序、链接程序； ⑹数据库管理系统； ⑺软件开发工具及支持工具； 4.应用软件 应用软件是针对具体应用开发的软件。应用软件的种类繁多，常见的应用软件有： ⑴数值计算处理软件； ⑵各种自动控制应用软件； ⑶各种信息管理、分析和决策支持软件； ⑷办公自动化软件； ⑸计算机辅助软件； ⑹图形、图象处理，模拟软件； 计算机软件之间有层次关系，操作系统是紧贴硬件，支持其他软件运行的软件，应用软件的运行常依赖于一些系统软件的支持。 4.2操作系统（Operating System-OP） 4.2.1操作系统的概念 操作系统的来由：管理硬件，屏蔽硬件的复杂性；提高CPU的效率，内存资源的合理使用；文件管理。 操作系统是统一管理计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，协调系统部件之间、系统与用户之间、用户与用户之间关系，为用户提供与机器之间友好接口的系统软件。它在用户、其他软件和计算机裸机之间起到了桥梁作用。 4.2.1操作系统的概念 操作系统的作用有三个方面： 发挥计算机的工作效率，尽可能减少人对机器的干预，这就需要一个管理软件，它能够接受和处理用户提交的作业（任务）。 处理好高速的CPU与低速的外部设备之间的匹配问题，这样管理软件应有处理中断的功能，能提供统一简便的调用外部设备的手段，统一管理外部设备的输入输出。 能为多个用户提供使用计算机，这样管理软件应具有分时处理来自不同用户终端的多道作业的功能。 4.2.1操作系统的概念 操作系统的发展与类型 从发展的角度看，操作系统大致可分为：无操作系统时代；单道批处理系统；多道批处理系统；分时系统；实时系统；现代操作系统几个阶段和类型。 从单机和网络角度看可分为：单机系统和网络系统。 从功能的角度看可分为：批处理系统、分时系统、实时系统、网络系统、分布式系统。 早期的操作系统有CP/M、DOS、UNIX、XENIX、V