37330-00王移芝-大学计算机4版第4章

第4章软件平台,学习内容,软件基本概念软件分类软件的运行软件与硬件的关系,学习内容,1.软件概述,软件是指与计算机系统的操作有关的计算机程序、规则以及任何与之有关的文件。,软件的组成示意,软件定义,1.软件概述软件基本概念,软件=程序+文档,在计算机科学中，一个计算机程序是一套详细地、一步一步地指导计算机解决一个问题或完成一项任务的说明。计算机程序，就是计算机按一定的动作步骤完成指定任务的一系列命令。,程序定义,1.软件概述软件基本概念,一个计算机程序主要由两部分组成，一是说明部分，包括程序名、类型、参数及参数类型的说明；二是程序体，为程序的执行部分,程序定义,1.软件概述软件基本概念,voidMain()inti,j,l;/定义变量（程序的每次运行数值变化的量）for(i=0;i0;j-)printf(*);/打印每行中的“*”printf(n);,*,C语言程序,个体含义：计算机系统中某个程序及其文档。整体含义：特定计算机系统中所有个体软件的总称。学科含义：软件所涉及的理论、方法、技术所构成的学科，规范的名字应为软件学，但日常情况下常被简称为软件。,软件含义,1.软件概述软件基本概念,软件是一种逻辑实体，不是具体的物理实体。软件产品的生产主要是研制。软件具有“复杂性”，其开发和运行常受到计算机系统的限制。软件成本昂贵，其开发方式目前尚未完全摆脱手工生产方式。软件不存在磨损和老化问题，但存在退化问题。,软件特征,1.软件概述软件基本概念,1.软件概述软件分类,按照规模分类,按照功能分类,1.软件概述软件分类,系统软件：如操作系统、设备驱动程序等。支撑软件：协助用户开发应用软件的工具软件。如各种编程语言、编辑程序、数据库、图形软件包等。应用软件：如办公自动化软件、工程与科学计算软件、CAD/CAM软件、图像处理软件、数据库管理软件等。,软件程序包是一个能够支持大量应用的程序集合，用户安装这个程序包后，就可以使用这个软件提供的各种功能。一般程序包都包含有一个可执行的安装程序，以及一些功能程序、数据文件等。,在DOS或Windows系统下安装程序的扩展名为exe或com，在macosx下扩展名一般为app。,1.软件概述软件的运行,1.软件概述软件的运行,程序运行至少需要4个因素：程序设计语言编译系统操作系统计算机硬件系统,1.软件概述软件的运行,程序运行：在不考虑各种因素之间的穿插和交互情况下，从一个线性的角度描述从软件的编写、运行到获得结果的工作流程，如图所示。,1.软件概述软件与硬件的关系,何谓软件工程软件开发过程软件开发方法软件开发工具,学习内容,2.软件工程,2.软件工程何谓软件工程,软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程学科。具体来说就是采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件。软件工程研究的目标是“以较少的投资获取高质量的软件”。,软件工程,2.软件工程何谓软件工程,软件工程过程则是为获得软件产品，在软件工具的支持下由软件工程师完成的一系列软件的工程活动，包括以下4个方面：P（Plan）：软件规格说明。D（DO）：软件开发。C（Check)：软件确认。A（Action)：软件演进。,软件工程,2.软件工程何谓软件工程,软件工程的主要内容有：,方法与技术工具及环境管理技术标准与规范,软件生产所需要的工具与软件环境,软件开发的各种方法及其工作模型,对软件工程全过程的控制和管理,软件生产遵循的标准与规范,2.软件工程软件开发过程,规划,需求分析,编码,维护,测试,软件设计,制订开发任务的实施计划,建立软件的逻辑模型，编写需求说明书文档,进行软件系统详细设计,把软件设计转换成程序,运用测试技术发现软件各种错误,并进行修改,根据软件运行情况，对软件进行适当修改,2.软件工程软件开发过程,抽象：将要处理的问题按一定的方式和步骤抽象成计算机能处理的形式。目标分解：把复杂问题处理成为较小问题进行解决，即模块化设计。局部化与信息隐藏：局部化即模块化设计。模块内部与外界隔离,即信息隐藏一致性：在整个软件中，所有表示方法应该是一致的。可验证性：开发的程序模块应尽量具有相对的独立性，保证整个程序的可验证性。,开发原理,2.软件工程软件开发方法,软件开发准则：,(1)正确性：指软件符合规定的需求程度。(2)可靠性：指在规定的条件和时间内，软件不引起系统失效的概率。(3)简明性：要求软件简明易读，(4)有效性：指软件的时间效率和空间效率。(5)可维护性：指的是软件能够修改和升级的容易程度。(6)适应性：软件使不同系统和用户需求得到满足的容易程度。,2.软件工程软件开发方法,软件开发方法：,结构化方法面向数据结构的开发方法问题分析法面向对象开发方法可视化开发方法,数据流图（DFD：DataFlowDiagram）以图形的方式刻画出系统内的数据运动情况。实体联系图（entity-relationshipdiagram）是关于系统中的信息项（实体）以及这些信息项之间关系的图示描述。面向对象开发工具是面向对象开发语言提供的开发环境，支持用户方便地进行程序开发，提高开发的效率和质量。,2.软件工程软件开发工具,操作系统的引入操作系统的功能操作系统的特征操作系统的发展,学习内容,3.操作系统,3.操作系统操作系统的引入,操作系统是计算机用户和计算机硬件之间起媒介作用的程序，目的是提供用户运行程序的一种环境，使用户在此环境下能方便、有效地使用计算机资源。,3.操作系统操作系统的引入,操作系统层次结构,3.操作系统操作系统的功能,操作系统,用户接口,CPU管理,文件管理,设备管理,存储管理,3.操作系统操作系统的特征,隐藏复杂难记的计算机硬件操作命令，给用户提供一个简单易行的操作界面。即使用一系列符号或图标代表计算机资源，实现对计算机的应用。,资源抽象,3.操作系统操作系统的特征,资源抽象,write(block,100,device,236,9),write(block,100,device,3788),fprintf(fileID,“%d”,datum),3.操作系统操作系统的特征,通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。,虚拟机,硬件,内核（进程通信、任务管理、存储器管理等）,内核标准接口,虚拟文件管理、虚拟内存管理、进程管理等,应用程序,3.操作系统操作系统的特征,并发性是指在计算机系统中，多个程序在某段时间里都处于运行状态。,并发性,3.操作系统操作系统的特征,资源共享是计算机广泛应用的主要特征。即计算机用户共享计算机的软件和硬件资源。操作系统提供同时共享和分时共享两种方式。,资源共享,从操作系统角度看资源共享微观上程序轮流占有CPU宏观上多个程序并发运行局部看每个程序按程序指令串行、顺序执行整体看多个程序、穿插运行,Unix,LinuxRedHatLinuxDebianLinuxRedFlagLinux,AppleMacOS,DOS,常见操作系统,WindowsXP,3.操作系统操作系统的发展,ENIACisthefirstcomputer(ElectronicNumericalIntegratorandComputer),1970stoPresentpersonalcomputer,Nowtablet