《计算机软件系统》PPT课件.ppt

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1、第3章 计算机软件系统13.3 3.3 应用软件应用软件 3.23.2 系统软件系统软件 3.1 3.1 软件概述软件概述3.4 3.4 系统的层次结构系统的层次结构 3.1软件概述 软件是件是计算机系算机系统的灵魂，没有配的灵魂，没有配备任何任何软件的件的“裸机裸机”无法投入使用，没有配无法投入使用，没有配备主主够的的软件，件，计算机的功能将不能很好的算机的功能将不能很好的发挥，计算机的算机的应用范用范围也将受到很大的影响也将受到很大的影响 计算机硬件是算机硬件是载体，体，软件是灵魂。件是灵魂。23.1软件概述一、什么是一、什么是软件件 软件是指用来指件是指用来指挥计算机运行的各种程序的算机

2、运行的各种程序的总和以及开和以及开发、使用和、使用和维护这些程序所需的技些程序所需的技术资料料。即即软件是件是计算机系算机系统中的程序及其文档的中的程序及其文档的总和。和。程序程序：计算任算任务的的处理理对象和象和处理理规则的描述。的描述。文档文档：为了便于了解程序所需的了便于了解程序所需的阐明性明性资料。料。程序必程序必须装入机器内部才能工作装入机器内部才能工作 文档是文档是给人看的，不一定装入机器人看的，不一定装入机器33.1计算机的软件系统对软件的理解件的理解 可运行的思想和内容的数字化可运行的思想和内容的数字化 思想：算法、思想：算法、规律、律、办法法-程序表达程序表达 内容：内容：图

3、形、形、图像、数据、声音、文字等像、数据、声音、文字等归结为程序和数据（程序和数据（统称二称二进制表示的信息）制表示的信息）软件的核心件的核心:算法算法 43.1软件概述二、二、软件系件系统的主要任的主要任务 提高机器的使用效率、提高机器的使用效率、发挥和和扩大机器的功能大机器的功能和用途，和用途，为用用户使用使用计算机系算机系统提供方便。提供方便。53.1软件概述三、三、软件的分件的分类 软件主要分件主要分为系系统软件和件和应用用软件。件。系系统软件件：居于：居于计算机系算机系统中最靠近硬件的一中最靠近硬件的一层，其他其他软件一般通件一般通过系系统软件件发挥作用。作用。系系统软件又件又分分为

4、：操作系：操作系统、语言言处理系理系统、数据、数据库管理系管理系统、软件工具等。件工具等。63.1软件概述应用用软件件：特定：特定应用用领域域专用的用的软件。件。应用用软件又件又包括：包括：应用用软件包和用件包和用户程序。程序。73.1软件概述四、四、软件与硬件的关系件与硬件的关系硬件：构成硬件：构成计算机系算机系统的物理装置。的物理装置。软件：用件：用计算机指令和算法算机指令和算法语言言编写的程序以及运写的程序以及运行程序所需的文档、数据。行程序所需的文档、数据。关系：硬件是关系：硬件是软件运行的基件运行的基础 软件是件是对硬件功能的硬件功能的扩充和完善充和完善 软件的运行最件的运行最终被被

5、转换为对硬件的操作硬件的操作8计算机：硬件、软件计算机：硬件、软件人工生命人工生命 人：躯体、灵魂人：躯体、灵魂自然生命自然生命3.1软件概述硬件与硬件与软件可以互相件可以互相转化，化，软件固化成件固化成为固件固件9综合起来综合起来10计算机系统计算机系统硬件系统硬件系统软件系统软件系统外外设设主主机机应应用用软软件件系系统统软软件件固件固件存存储储器器CPU控控制制器器输输入入设设备备输输出出设设备备运运算算器器3.2系统软件 一般把靠近内一般把靠近内层、为方便使用和管理方便使用和管理计算机算机资源的源的软件，称件，称为系系统软件。件。系系统软件的件的功能功能：主要是：主要是简化化计算机操作

6、，算机操作，扩展展计算机算机处理能力和提高理能力和提高计算机的效益。算机的效益。两个两个主要特点主要特点：一是通用性。即无一是通用性。即无论哪个哪个应用用领域的域的计算机用算机用户都要用到它都要用到它们；二是基二是基础性，即性，即应用用软件要在系件要在系统软件支持下件支持下编写和运行。写和运行。11操作系统核心是操作系核心是操作系统（Operating System，简称称OS）。其功能是管理其功能是管理计算机的全部硬件算机的全部硬件资源和源和软件件资源，源，为用用户提供高效、周到的服提供高效、周到的服务界面界面。它是。它是对计算机系算机系统进行自行自动管理的控制中心管理的控制中心。操作系操作

7、系统是是计算机硬件（裸机）的直接外算机硬件（裸机）的直接外层，它，它对硬件的功能硬件的功能进行首次行首次扩充。操作系充。操作系统通通过各各种命令提供种命令提供给用用户的操作界面，的操作界面，给用用户带来了极大来了极大的方便，同的方便，同时操作系操作系统又是其他又是其他软件运行的基件运行的基础。12操作系统 为了了让操作系操作系统进行工作，首先要将它从外存行工作，首先要将它从外存储器装入主存器装入主存储器。器。这一安装一安装过程称程称为引引导系系统。安装完安装完毕后，操作系后，操作系统中的管理程序部分将保持在中的管理程序部分将保持在主存主存储器中，称其器中，称其为驻留程序。其他部分在需要留程序。

8、其他部分在需要时再自再自动地从外存地从外存储器器调入主存入主存储器中，器中，这些程序称些程序称为临时程序。程序。例如，例如，IBMPC及其兼容机的运行要有及其兼容机的运行要有PCDOS或或Windows的支持。的支持。13语言处理程序n程序程序设计语言言计算机算机语言言：计算机所能算机所能够识别的的语言言程序程序：利用：利用计算机算机语言言编写的能写的能够完成一定功能完成一定功能的一的一组代代码。程序程序设计：利用：利用计算机算机语言言编写程序的写程序的过程。程。文章；文章；汉语、英、英语；字、；字、词、语法法结构；写文章构；写文章程序；程序；计算机算机语言；数据表示、表达式、言；数据表示、表

9、达式、语句句结构；构；编程序程序14语言处理程序 计算机硬件只能算机硬件只能识别并并执行机器指令，但人行机器指令，但人们普遍普遍习惯于使用高于使用高级程序程序设计语言或言或汇编语言来言来编写程序。写程序。为了了让计算机能算机能够理解高理解高级程序程序设计语言或言或汇编语言并言并执行用它行用它编写的程序，必写的程序，必须要要为它配它配备一一个个“翻翻译”，这就是所就是所谓的程序的程序设计语言翻言翻译系系统15语言处理程序n语言的分言的分类机器机器语言言汇编语言言高高级语言言与与计算机硬件基本无关算机硬件基本无关16语言处理程序 机器机器语言言 从本从本质上上说，计算机只能算机只能识别0和和1两个

10、数字两个数字，因此，因此，计算机能算机能够直接直接识别的指令是由一的指令是由一连串串的的0和和1组合起来的二合起来的二进制制编码。机器指令操作机器指令操作码操作数操作数 机器机器语言：指言：指计算机能算机能够直接直接识别的指令的的指令的集合。即以二集合。即以二进制代制代码表示的机器指令集合，它表示的机器指令集合，它是是计算机能算机能够直接直接识别和和执行的行的语言。言。17语言处理程序 机器机器语言言优点：占用内存少，点：占用内存少，执行速度快；行速度快；缺点：面向机器缺点：面向机器语言，通用性差，不易言，通用性差，不易阅读和和记忆，编程工作量大，程工作量大，难以以维护。18语言处理程序汇编语

11、言言 用助用助记符号代替机器指令所符号代替机器指令所产生的生的语言。言。优点：比机器点：比机器语言程序容易言程序容易阅读和修改和修改缺点：面向机器缺点：面向机器语言，通用性差（不同的言，通用性差（不同的CPU类型的型的计算机的算机的汇编语言是不通用的）。言是不通用的）。例如，例如，80868086汇编语言言对9+8=?9+8=?编程程19语言处理程序20语言处理程序汇编语言言源程序：用源程序：用汇编语言言编写的程序。写的程序。汇编程序：程序：负责翻翻译的的软件。件。主要作用：源程序主要作用：源程序转换成用二成用二进制代制代码表示的目表示的目 标程序。程序。连接程序：将目接程序：将目标程序与程序

12、与库文件或其他目文件或其他目标程序程序 连接起来形成可接起来形成可执行程序。行程序。21汇编语言源程序汇编语言源程序目标程序目标程序可执行程序可执行程序汇编程序汇编程序连接程序连接程序语言处理程序高高级语言言 用接近自然用接近自然语言和数学言和数学语言的言的语法、符号描法、符号描述基本操作的程序述基本操作的程序设计语言言优点：符合人点：符合人类习惯，简单易学易学,通用性通用性强，可，可 移植性、便于移植性、便于维护源程序：用高源程序：用高级语言言编写的程序。写的程序。翻翻译程序：将源程序翻程序：将源程序翻译成用二成用二进制代制代码表示的表示的 目目标程序。程序。22语言处理程序翻翻译程序的工作

13、方式：程序的工作方式：解解释方式：方式：边解解释边执行行编译方式：写程序、方式：写程序、编译程序、运行程序程序、运行程序23高级语言源程序高级语言源程序执行结果执行结果解释程序解释程序解释方式解释方式编译方式编译方式可执行程序可执行程序高级语言源程序高级语言源程序编译程序编译程序目标程序目标程序连接程序连接程序语言处理程序高高级语言言 BASIC BASIC、FORTRANFORTRAN、PascalPascal、COBOLCOBOL、C C、VBVB、VC+VC+、DelphiDelphi、JavaJava、C#C#例如前面例如前面9+8=?，用，用C语言言编程：程：main()int al

14、;al=9+8;24语言处理程序2.2.程序程序设计语言的言的选择选择编程程语言涉及很多因素：言涉及很多因素：人的因素：人的因素：编程小程小组精通精通这门语言言吗任任务需要：需要：选择的的语言能否言能否实现任任务的全部功的全部功能？能跨平台能？能跨平台吗？有数据？有数据库接口功能接口功能吗？能直接？能直接控制声卡等硬件控制声卡等硬件吗？客客户指定，或要通指定，或要通过串行口控制一个外部串行口控制一个外部设备，C+C+汇编语言是最明智的言是最明智的选择。25了解一些流行的语言，对于做出合理选择会有帮助了解一些流行的语言，对于做出合理选择会有帮助。语言处理程序80868086汇编语汇编语言言言言

15、用它用它编写的程序只能运行在装有写的程序只能运行在装有80 x86计算算机上。机上。现在在汇编语言言仅用于那些要求程序尽可能用于那些要求程序尽可能短或速度要求很高的短或速度要求很高的场合，如合，如为了控制硬件在操了控制硬件在操作系作系统、多媒体底、多媒体底层控制控制时使用它。使用它。26语言处理程序DelphiDelphi Delphi是是Inprise公司于公司于1995年推出的可年推出的可视化化编程程语言。它以言。它以Pascal为基基础，扩充了面向充了面向对象象和可和可视化的开化的开发手段，使得手段，使得Delphi有能力与有能力与VB相相抗衡。抗衡。Delphi适用于适用于应用用软件、

16、数据件、数据库系系统、系、系统软件等件等软件的开件的开发。27语言处理程序 C语言是美国言是美国电报与与电话公司公司为了了实现UNIX系系统的的设计思想而思想而发展起来的展起来的语言工具。其特点言工具。其特点是兼是兼顾了高了高级语言和言和汇编语言，既提供了言，既提供了结构化构化程序程序设计，又，又带有低有低级语言的接口言的接口 C+语言是在言是在C语言的基言的基础上上为支持面向支持面向对象象的程序的程序设计而研制的一个通用目的的程序而研制的一个通用目的的程序设计语言。它可以用于言。它可以用于编写从写从简单的交互程序到高度成的交互程序到高度成熟和复熟和复杂的工程科学中的任何程序，目前流行的的工程

17、科学中的任何程序，目前流行的版本是版本是MS VC+、Borland C+Builder28语言处理程序 Java语言于言于1991年在年在Sun Microsystems公公司司设计出来，源于出来，源于对独立平台的独立平台的语言需求。言需求。这种种语言可言可创建嵌入各种建嵌入各种(具有不同具有不同CPU的的)电器器设备(如微波炉等如微波炉等)的的软件，其特点是可移植、跨平台，件，其特点是可移植、跨平台，正好迎合了正好迎合了Internet的需要。的需要。HTML(HyperText Markup Language)、XML(eXtensible Markup Language)都属于都属于语

18、言，但它言，但它们都没有都没有传统语言的基本控制言的基本控制结构和复构和复杂的数据的数据结构定构定义以及子程序定以及子程序定义，其主要用途，其主要用途是描述网是描述网页的数据和格式。的数据和格式。29数据库管理系统 数据数据库管理系管理系统就是在具体就是在具体计算机上算机上实现数数据据库技技术的系的系统软件，用件，用户用它来建立、管理、用它来建立、管理、维护、使用数据、使用数据库等。等。目前，常用的数据目前，常用的数据库管理系管理系统有有AccessAccess、Visual FoxProVisual FoxPro、SQL Server SQL Server、OracalOracal、SyBa

19、seSyBase和和MySQLMySQL等。等。30服务性程序 服服务性程序是一性程序是一类辅助性的程序，是助性的程序，是为了帮了帮助用助用户使用和使用和维护计算机，向用算机，向用户提供服提供服务性手性手段而段而编写的一写的一类程序，通常包括程序，通常包括编辑程序、程序、调试程序、程序、诊断程序、硬件断程序、硬件维护和网和网络管理程序等。管理程序等。313.3应用软件 计算机算机软件系件系统中，除了系中，除了系统软件以外的所有件以外的所有软件都称件都称为应用用软件。件。应用用软件是由件是由计算机生算机生产厂家或厂家或软件公司件公司为支支持某一持某一应用用领域、解决某个域、解决某个实际问题而而专

20、门研制的研制的应用程序，包括科学用程序，包括科学计算算类软件、工程件、工程设计类软件件、数据、数据处理理类软件、信息管理件、信息管理类软件、自件、自动控制控制类软件、情件、情报检索索类软件等。件等。323.3应用软件 例如，例如，文字文字处理理软件件OfficeOffice、WPSWPS；信息管理；信息管理软AsscesAssces数据数据库、mysqlmysql数据数据库；辅助助设计软件件AutoCADAutoCAD、caxacaxa、PhotoshopPhotoshop；媒体播放；媒体播放软件件Windows Media PlayerWindows Media Player、RealPla

21、yerRealPlayer；图形形图像像软coreldrawcoreldraw 、3DS MAX3DS MAX、MAYAMAYA、PhotoshopPhotoshop；数学数学软件件MatlabMatlab；杀毒毒软件件诺顿、卡巴斯基、江民、瑞星、卡巴斯基、江民、瑞星等。等。33文字处理软件 文字文字处理理软件是件是办公公软件的一种，主要用于文件的一种，主要用于文档的档的编辑、修改、保存、打印等。、修改、保存、打印等。常用的中文文字常用的中文文字处理理软件主要是微件主要是微软公司的公司的WordWord34表格处理软件 表格表格处理理软件主要用来件主要用来处理各式各理各式各样的表格。的表格。目

22、前最常用的表格目前最常用的表格处理理软件是件是Microsoft公司的公司的Excel ExcelExcel不不仅具有具有强大的数据大的数据组织、计算、分析算、分析和和统计功能，功能，还可以通可以通过图表、表、图形等多种形式形等多种形式对处理理结果加以形象地果加以形象地显示，更能示，更能够方便地与方便地与办公公软件中其他件中其他组件相互件相互调用数据，用数据，实现资源共享。源共享。35演示文稿软件 PowerPointPowerPoint是目前最常用的一种演示文稿是目前最常用的一种演示文稿软件件，专用于制作和演示多媒体投影片用于制作和演示多媒体投影片/幻灯片。幻灯片。利用利用PowerPoin

23、tPowerPoint，可以非常方便地制作各种文，可以非常方便地制作各种文字，字，绘制制图形，加入形，加入图像、声音、像、声音、动画、画、视频影像影像等各种媒体信息，并根据需要等各种媒体信息，并根据需要设计各种演示效果。各种演示效果。36辅助设计软件 计算机算机辅助助设计(CAD)(CAD)技技术是近二十年来最具是近二十年来最具有成效的工程技有成效的工程技术之一。之一。计算机算机辅助助设计软件能高效率地件能高效率地绘制、修改、制、修改、输出工程出工程图纸。设计中的常中的常规计算帮助算帮助设计人人员寻找找较好的方案。好的方案。设计周期大幅度周期大幅度缩短，而短，而设计质量量却大却大为提高。提高。

24、应用用该技技术能使各行各能使各行各业的的设计人人员从繁重的从繁重的绘图设计中解脱出来，使中解脱出来，使设计工作工作计算机算机化。化。目前常用的目前常用的软件有件有AutoCADAutoCAD、caxacaxa、PhotoshopPhotoshop等。等。37实时控制软件 用于生用于生产过程自程自动控制的控制的计算机一般都是算机一般都是实时控制，控制，对计算机的速度要求不高，但可靠性要求很算机的速度要求不高，但可靠性要求很高，否高，否则会生会生产出不合格出不合格产品，或造成重大事故。品，或造成重大事故。用于控制的用于控制的计算机，其算机，其输入信息往往是入信息往往是电压、温度、温度、压力、流量等

25、模力、流量等模拟量，要先将模量，要先将模拟量量转换成成数字量，然后数字量，然后计算机才能算机才能进行行处理或理或计算。算。处理或理或计算后，以此算后，以此为依据根据依据根据预定的控制方案定的控制方案对生生产过程程进行控制。行控制。目前，比目前，比较流行的流行的PC机上的机上的SCADA软件有件有FIX、InTouch、Lookout等。等。383.4系统组成的层次结构 计算机系算机系统包括硬件和包括硬件和软件两个部分，由于硬件两个部分，由于硬件的能力非常有限，只是速度极高而已，没有件的能力非常有限，只是速度极高而已，没有软件件，硬件几乎什么任，硬件几乎什么任务也完成不了。也完成不了。因此，因此

26、，计算机系算机系统以硬件以硬件为基基础，通，通过各种各种软件来件来扩充系充系统功能，形成一个有机功能，形成一个有机组合的整体。硬合的整体。硬件、件、软件、用件、用户三者之三者之间的关系如的关系如图3-123-12所示。所示。393.4系统组成的层次结构 403.4系统组成的层次结构 计算机系算机系统的的层次次结构模型分构模型分为8 8层，如，如图3-3-1313所示。其中，微程序所示。其中，微程序级和和逻辑部件属于硬件部部件属于硬件部分，分，传统机器机器级可以看作硬、可以看作硬、软件之件之间的界面，的界面，其他都属于其他都属于软件部分。件部分。从下从下层向上向上层发展，反映了展，反映了计算机系

27、算机系统逐逐级生成的生成的过程，而从下程，而从下层往上往上观察，察，则有助于了解有助于了解 应用用计算机求解算机求解问题的的过程。程。413.4系统组成的层次结构 423.4系统组成的层次结构1 1、自下而上，、自下而上，计算机系算机系统逐逐级生成生成过程程（1 1）拟定指令系定指令系统（2 2）创建硬件系建硬件系统（3 3）配置操作系）配置操作系统（4 4）配置）配置语言言处理程序及各种理程序及各种软件件资源源（5 5）安装用）安装用户程序程序433.4系统组成的层次结构2 2自上而下，自上而下，应用用计算机求解算机求解问题的的过程程（1 1）系）系统分析分析级（2 2）用）用户程序程序级（3 3）操作系）操作系统级（4 4）传统机器机器级（5 5）硬件系）硬件系统级443.4系统组成的层次结构455.应用程序级应用程序级4.语言处理程序及语言处理程序及其他系统软件级其他系统软件级3.操作系统级操作系统级2.机器指令系统级机器指令系统级1.微程序级微程序级传统机器级传统机器级