计算机导论csi-3-计算机软件系统.ppt

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,2,3.1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operatingsystem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,3,3.1.2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wordprocessing/editor电子表格spreadsheet财务会计finance/accounting图形显示presentationGraphics浏览器webbrowsers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,4,裸机,操,作,系,统,实,用,程,序,应,用,软,件,用户界面,5,3.1.3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（SoftwarePiracy)和网络侵权（NetworkPiracy)剽窃（Plagiarism)公开软件（PublicDomainSoftware)：无版权免费软件（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,6,3.2操作系统OperatingSystem,OS的组成,7,3.2.1OS目标计算机操作的方便性计算机系统资源使用的有效性,8,3.2.2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）进行必要的处理。,9,3.2.3资源管理(resourcemanagement)CPU存储i/o设备文件支持用户以方便方式上机操作,10,3.2.4作业(Job)/CPU管理方式单道系统:一个作业独占CPU,作业A,IO设备,T,IO请求,i/o过程CPU空闲时间（毫秒级!）,11,多道作业批处理方式multiprogramminginbatch,程序的执行:作业job进程Process/任务Task程序的并发执行concurrentexecuting“宏观同时，微观轮流”,T,A,B,OS,外设1,外设2,12,分时方式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,A,B,C,OS,13,实时方式realtime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,14,3.2.5I/O设备控制,（1）程序控制输入输出（2）中断控制输入输出（3）直接存储器存取（DMADirectMemoryAccess）（4）通道处理器和外围处理机,15,3.2.6OS种类单用户多用户多CPU网络分布式,16,3.2.7用户界面Userinterface用户和操作系统之间的使用、交互方式命令行方式commandline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,17,3.2.8示例：微机系统：DOS、WINDOWS系列有影响的系统：UNIXLINUX,18,3.3程序设计语言和语言处理软件,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,19,3.3.1Programminglanguage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),20,3.3.2程序设计语言的发展(1)机器语言MachineLanguageCPU指令集语言记号：二进数字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,21,(2)汇编语言AssemblyLanguage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,22,一个示意性的汇编程序:求最大公约数.LOC0201B:LDAMD:SUBNLDANJILRSTAMJMPDLDARER:ADDNSTANJIESJMPBSTARES:HALTM:64N:12RE:0.END,23,高级语言highlevelLanguage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：50sFORTRAN（数学计算）60sALGOL60（通用）COBOL（商用）BASIC（简单）70sPASCAL（教学）C（系统软件）ADA,24,(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（ObjectOrientedProgrammingLanguage)网络环境的编程语言Internetprogramming:如HTML、XML、Java,25,3.3.3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softwarecycle从提出开发到消亡划分阶段：可行性研究feasibilityinvestigation需求分析requirementanalysis系统设计和详细设计system&detaildesign编码(写程序）coding测试和排错testing&debugging使用和维护use&maintenance,26,(3)软件产品SoftwareProduct定义GB/T8566-2001一组计算机程序、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,27,3.3.4程序（语言）的处理过程源程序翻译程序目标程序SourceProgramTranslatorObjectProgram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,RUN,28,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编译,连接,执行,Execute,Interpreter,解释执行,1.,2.,29,3.3.5编译程序compiler,出错处理,表处理,各种数据表,词法分析,语法分析,中间语言生成,中间语法优化,代码生成,1.,2.,3.,4.,5.,源程序,目标程序,字符,语法符号,内部形式,内部源程序,正确源程序,30,3.3.6上机作业的典型过程,。,程序库,主机,编辑程序,编译程序,连接程序,操作系统,源程序,源程序文件,目标程序文件,可执行目标程序文件,IO数据,Editor,Comp