第4章 计算机软件

1、1第第4章章 计算机软件计算机软件2p主要内容：主要内容：n4.1 软件的发展软件的发展 n4.2 软件的概念与特点软件的概念与特点n4.3 软件的分类软件的分类n4.4 常用应用软件简介常用应用软件简介n4.5 计算机语言与程序设计计算机语言与程序设计3p1801年，法国机械师年，法国机械师杰卡德杰卡德完成了完成了“自动提花编自动提花编织机织机”的设计制作。的设计制作。p杰卡德编织机奏响了杰卡德编织机奏响了19世纪机器自动化的序曲世纪机器自动化的序曲。伦敦出版的伦敦出版的不列颠百科全书不列颠百科全书， JACQUARD（杰卡德）一词意思就是（杰卡德）一词意思就是“提花机提花机”，他的名字，他

2、的名字已经与提花机融为一体。已经与提花机融为一体。他为程序控制机器开辟他为程序控制机器开辟了广阔的前景了广阔的前景。p打孔工人打孔工人最早的最早的“程序录入员程序录入员”4p世界上第一位软件工程师世界上第一位软件工程师爱爱达达奥古斯塔奥古斯塔p预言：预言：n计算机应该发展成一个可用符号来计算机应该发展成一个可用符号来表示任何事物的装置表示任何事物的装置 n计算机可以用在纺织机械上，用卡计算机可以用在纺织机械上，用卡片存储复杂的花样片存储复杂的花样n计算机可以用来绘图、演奏音乐计算机可以用来绘图、演奏音乐p贡献：贡献：n变量、递归、程序算法变量、递归、程序算法n计算三角函数的程序、级数相乘程计算

3、三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序序、伯努利函数程序5p1981年年,美国国防部花了美国国防部花了10年的时间年的时间,研制了一种计研制了一种计算机全功能混合语言算机全功能混合语言,并成为军方数千种电脑的标并成为军方数千种电脑的标准。为了纪念爱达夫人准。为了纪念爱达夫人,这种语言被正式命名为这种语言被正式命名为ADA语言语言,并赞誉她是并赞誉她是“世界上第一位软件工程世界上第一位软件工程师师”。 64.1 软件的发展软件的发展第一个阶段（第一个阶段（19491959）：早期专业服务公司，这）：早期专业服务公司，这些专业的服务公司专门为一些客户订做大型软件项目。些专业的服务公司专门为一

4、些客户订做大型软件项目。 1954年，美国航空公司要求IBM开发SABRE飞机预订系统，IBM组织了200名软件工程师，耗资3000万美元，历时10年终于在1964年完成了系统的全部开发。 世界上公认的第一家软件公司是在1955年由两位前IBM同事利用4万美元创立的计算机惯用法公司（Computer Usage Company）。 74.1 软件的发展软件的发展第二阶段（第二阶段（1956年年1981年）：独立软件产品的出现。年）：独立软件产品的出现。 Cullinane公司是历史上第一家公开上市的软件公司，主要销售IDMS一个针对IBM主机的数据库系统。 1975年，比尔盖茨和保罗艾伦创立微

5、软公司；1976年成立的著名数据库公司Oracle。Cullinane公司创始人公司创始人John Cullinane微软公司创始人微软公司创始人比尔比尔盖茨盖茨Oracle公司创始人公司创始人拉里拉里埃里森埃里森84.1 软件的发展软件的发展第三阶段（第三阶段（1981年年至今）：软件公司从热衷于为企业至今）：软件公司从热衷于为企业提供解决方案，推广至服务大众市场。提供解决方案，推广至服务大众市场。 1981年，IBM个人计算机推出。 在80年代和90年代，随着个人计算机的发展普及，许多软件企业开始从为大型机专有操作系统提供软件服务转向为个人计算机提供软件。94.2 软件的概念与特点软件的概

6、念与特点 “软件（software）”一词最早出现于20世纪60年代。 GB/T 1145789中的定义，软件是指与计算机系统的操作相关的计算机程序、规程、规则以及任何与之有关的文件。软件包括程序（program）和文档（document）两部分。 程序是按既定算法，采用某种计算机语言编写的解决某个问题的指令序列。 文档是指用自然语言或者形式化语言所编写的文字资料和图表，用来描述程序的内容、组成、设计、功能规格、开发情况、测试结果及使用方法，如程序设计说明书、流程图和用户手册等。10n软件的复杂性软件的复杂性要求必须撰写文档资料要求必须撰写文档资料n软件的复杂性举例：软件的复杂性举例：p程序规

7、模：程序规模：Windows XP源程序约有源程序约有5000万行万行p人员队伍：人员队伍：Vista及新版及新版Office 2007两个团队开发两个团队开发设计成员总共设计成员总共9000余人余人p开发周期：开发周期：Vista的开发经历的开发经历6年年，发布时间一拖再，发布时间一拖再拖拖p资金投入：资金投入：微软为微软为Vista投入投入90亿美元亿美元，包括，包括Vista未来的配套及合作伙伴的投入，预计在未来的配套及合作伙伴的投入，预计在180亿美元亿美元以上，如果加上新版以上，如果加上新版Office的成本，投入资金在的成本，投入资金在240亿亿270亿美元亿美元之间之间11软件的

8、特点软件的特点（1）软件是一种逻辑实体软件是一种逻辑实体，而不是具体的物理实体。因此，而不是具体的物理实体。因此，它具有抽象性。它具有抽象性。（2）软件没有明显的制造过程软件没有明显的制造过程。对软件的质量控制，必须。对软件的质量控制，必须立足于软件开发方面。软件一旦被开发成功，利用拷贝技术可立足于软件开发方面。软件一旦被开发成功，利用拷贝技术可以用很低的成本大量产生该软件的副本。以用很低的成本大量产生该软件的副本。（3）软件的）软件的数字化特性数字化特性使其在使用过程中无磨损、老化的使其在使用过程中无磨损、老化的问题。问题。（4）软件对硬件和环境有着不同程度的）软件对硬件和环境有着不同程度的

9、依赖性依赖性，为了解除，为了解除这种依赖性，在软件开发中提出了软件移植的问题。这种依赖性，在软件开发中提出了软件移植的问题。 12（5）软件的开发至今尚未完全摆脱）软件的开发至今尚未完全摆脱手工作坊式手工作坊式的开发方式，的开发方式，生产效率低。生产效率低。（6）软件是复杂的软件是复杂的。软件的复杂性可能来自它所反映的实际。软件的复杂性可能来自它所反映的实际问题的复杂性，也可能来自程序逻辑结构的复杂性。问题的复杂性，也可能来自程序逻辑结构的复杂性。（7）软件的成本相当昂贵软件的成本相当昂贵。软件开发需要投入大量的、高强。软件开发需要投入大量的、高强度的脑力劳动，成本非常高，风险也大。度的脑力劳

10、动，成本非常高，风险也大。（8）软件工作牵涉很多社会因素软件工作牵涉很多社会因素。许多软件的开发和运行涉。许多软件的开发和运行涉及机构、体制和管理方式等问题，还会涉及人们的观念和心理，及机构、体制和管理方式等问题，还会涉及人们的观念和心理，这些因素直接影响到项目的成败。这些因素直接影响到项目的成败。软件的特点软件的特点134.3 软件的分类软件的分类按按软软件件功功能能划划分分系系统统软软件件应应用用软软件件按按软软件件产产权权性性质质划划分分共共享享软软件件商商业业软软件件自自由由软软件件p计算机软件的作用计算机软件的作用软件软件用户用户硬件硬件用户用户2560297032601010000

11、00000101110011010110010111100SALESp计算机软件的作用计算机软件的作用n只有硬件系统的计算机只有硬件系统的计算机”裸机裸机”软件软件硬件硬件物质基础物质基础灵魂灵魂管理系统资源管理系统资源提高系统效率提高系统效率方便用户使用方便用户使用扩大机器功能扩大机器功能硬件的能力非常有限，只是速度极高而已硬件的能力非常有限，只是速度极高而已没有软件，硬件几乎什么任务也完成不了没有软件，硬件几乎什么任务也完成不了p1、系统软件、系统软件n系统软件系统软件是支持计算机用户能方便的使用和是支持计算机用户能方便的使用和管理管理计算机系统（硬件、软件）计算机系统（硬件、软件）的软件

12、。的软件。n功能：功能：p对整个计算机系统（硬件、软件）进行调度、管理、对整个计算机系统（硬件、软件）进行调度、管理、监视和服务；监视和服务；p方便用户使用计算机；方便用户使用计算机；p可扩充机器功能；可扩充机器功能；p提高机器的使用效率。提高机器的使用效率。n特点：特点：p与硬件系统联系紧密与硬件系统联系紧密p不依赖于特定的应用领域不依赖于特定的应用领域硬件硬件系统软件系统软件应用软件应用软件计算机用户计算机用户p1)操作系统（操作系统（Operating System OS）n直接运行在直接运行在“裸机裸机”上的上的最基本的系统软件最基本的系统软件，任，任何其他的软件都必须在操作系统支持下

13、才能运行。何其他的软件都必须在操作系统支持下才能运行。硬件硬件系统软件系统软件应用软件应用软件计算机用户计算机用户操作系统操作系统p2)语言处理程序语言处理程序n指起翻译作用的指起翻译作用的翻译程序翻译程序，它能将，它能将汇编语言汇编语言和和高高级语言编制级语言编制的程序翻译成等价的的程序翻译成等价的机器语言程序机器语言程序。硬件硬件系统软件系统软件应用软件应用软件计算机用户计算机用户操作系统操作系统计算机语言处理程序计算机语言处理程序19p3)数据库管理系统（数据库管理系统（Database Management System, DBMS）硬件硬件系统软件系统软件应用软件应用软件计算机用户计

14、算机用户操作系统操作系统计算机语言处理程序计算机语言处理程序数据库管理系统数据库管理系统20p4)实用工具实用工具n指一类对软件开发特别有用的工具程序指一类对软件开发特别有用的工具程序，它们可，它们可以用来帮助对其他程序进行开发、修复或者优化以用来帮助对其他程序进行开发、修复或者优化性能等。性能等。硬件硬件系统软件系统软件应用软件应用软件计算机用户计算机用户操作系统操作系统计算机语言处理程序计算机语言处理程序连接连接程序程序调试调试程序程序测试测试程序程序诊断诊断程序程序数据库管理系统数据库管理系统21p2、应用软件、应用软件n1)通用应用软件通用应用软件p应用于许多行业和部门的应用软件应用于

15、许多行业和部门的应用软件n2)定制应用软件定制应用软件p针对具体实际问题针对具体实际问题为开发的应用软件为开发的应用软件p完全按照用户的特定需要而专门开发完全按照用户的特定需要而专门开发办办公公软软件件包包图形图形图像图像软件软件杀杀毒毒软软件件教教务务系系统统订订票票系系统统银银行行业业务务通用应用软件通用应用软件定制应用软件定制应用软件22p通用应用软件通用应用软件n办公软件包（文字处理、电子表格）办公软件包（文字处理、电子表格）n图形图像处理软件图形图像处理软件n动画制作软件动画制作软件n网络服务软件网络服务软件n媒体播放软件媒体播放软件n压缩和解压缩软件压缩和解压缩软件n防病毒软件防病

16、毒软件n学习软件学习软件n娱乐软件娱乐软件23通用应用软件通用应用软件24定制应用软件定制应用软件25按按软软件件功功能能划划分分操作系统操作系统计算机语言处理程序计算机语言处理程序数据库管理系统数据库管理系统连接连接程序程序调试调试程序程序测试测试程序程序诊断诊断程序程序系系统统软软件件应应用用软软件件办办公公软软件件包包图图形形图图像像软软件件杀杀毒毒软软件件.教教务务系系统统订订票票系系统统银银行行业业务务通用应用软件通用应用软件定制应用软件定制应用软件支支撑撑软软件件26p应用软件应用软件n专门用于帮助最终用户专门用于帮助最终用户解解决各种具体应用问题决各种具体应用问题的软的软件件p系

17、统软件系统软件n不是为了解决某种具体应不是为了解决某种具体应用，而是为了：用，而是为了：n方便用户使用计算机方便用户使用计算机n使计算机有效、安全、可使计算机有效、安全、可靠地运行靠地运行n给应用软件的开发与运行给应用软件的开发与运行提供支持提供支持应应用用软软件件语言处理程语言处理程序序DBMSTools网络与通信软件网络与通信软件操操作作系系统统系统软件和应用软件的关系系统软件和应用软件的关系硬件硬件284.4 常用应用软件简介常用应用软件简介n办公软件办公软件n图形和图像处理软件图形和图像处理软件n动画制作软件动画制作软件n网络服务软件网络服务软件n数据库应用软件数据库应用软件n压缩和解

18、压缩软件压缩和解压缩软件n防病毒软件防病毒软件29办公软件办公软件 办公软件是专门为办公自动化服务的，其中涉及到对文字、数字、表格、图形、图像等多种多媒体信息的处理，一般包括文字处理、电子表格、桌面排版、演示软件等。30图形和图像处理软件图形和图像处理软件 图形和图像软件主要应用于工程设计、科学计算、文化艺术等领域。常用的图像软件有PhotoShop；常用的绘图软件有AutoCAD、CorelDraw等。31动画制作软件动画制作软件 动画制作软件可以提供各种那个动画编辑功能，还可以提供如场景变换、角色更替等功能。常用的动画制作软件有Animator Pro、Flash、3D Studio MA

19、X等。32网络服务软件网络服务软件 网络服务软件主要包括Web浏览器、电子邮件、FTP软件等。33数据库应用软件数据库应用软件 常见的数据库应用软件有银行业务系统、超市销售系统、铁路售票系统、学校教学管理系统、图书馆管理系统等。34压缩和解压缩软件压缩和解压缩软件 压缩软件用于将大容量的文件压缩成容量小的文件，以减少占用的计算机容量。目前常用的压缩软件有Winzip和Winrar等。35防病毒软件防病毒软件 常用的有金山毒霸、瑞星杀毒、江民杀毒软件、诺顿防病毒软件、卡巴斯基杀毒软件等。364.5 计算机语言与程序设计计算机语言与程序设计n程序设计语言极其分类程序设计语言极其分类n常用计算机语言

20、介绍常用计算机语言介绍n语言处理程序语言处理程序n程序设计的步骤和方法程序设计的步骤和方法n程序的基本组成程序的基本组成37p计算机程序的概念计算机程序的概念n指用某种计算机指用某种计算机程序设计语言程序设计语言编写的，为解决某编写的，为解决某个实际问题或完成某项任务的个实际问题或完成某项任务的指令序列指令序列。Private Sub cmdComp_Click() Rem 计算圆的面积计算圆的面积 Dim r As Single，Area As Single r = Val(txtInput1.Text) Area = 3.14159 * r * r txtCircle.Text = Str

21、(Area)End Sub【任务任务】输入圆的半径输入圆的半径r，计算圆的面积，计算圆的面积Area输入半径输入半径计算面积计算面积输出面积输出面积【语言语言】Visual Basic1. 程序设计语言及其分类程序设计语言及其分类38n（1）程序设计语言（计算机语言）程序设计语言（计算机语言）p程序设计语言程序设计语言指编写计算机程序所用的语言指编写计算机程序所用的语言, 是人与是人与计算机进行交流的工具。计算机进行交流的工具。计算机硬计算机硬件仅仅知件仅仅知道道0和和1有问题需有问题需要计算机要计算机解决的人解决的人交流的鸿沟交流的鸿沟39n（1）程序设计语言（计算机语言）程序设计语言（计算

22、机语言）p程序设计语言程序设计语言指编写计算机程序所用的语言指编写计算机程序所用的语言, 是人与是人与计算机进行交流的工具。计算机进行交流的工具。程序设计语言程序设计语言计算机硬计算机硬件仅仅知件仅仅知道道0和和1有问题需有问题需要计算机要计算机解决的人解决的人40n（2）按发展过程，程序设计语言分为：）按发展过程，程序设计语言分为：低级语言低级语言高级语言高级语言硬件硬件依赖于机器依赖于机器系统软件系统软件硬件硬件独立于机器独立于机器机机器器语语言言汇汇编编语语言言41n（2）按发展过程，程序设计语言分为：）按发展过程，程序设计语言分为：低级语言低级语言高级语言高级语言机机器器语语言言汇汇编

23、编语语言言n 第一代语言第一代语言机器语言机器语言p指令指令由由“0”和和“1”组成的二进制代码，规定了计算组成的二进制代码，规定了计算机执行的一个操作。机执行的一个操作。p计算机能执行的计算机能执行的指令指令的集合，称为的集合，称为指令系统指令系统。p机器语言机器语言就是计算机的就是计算机的指令系统指令系统。MIPS计算机上求最大共约数的机器程序计算机上求最大共约数的机器程序(16进制表示进制表示)每条机器指令均为每条机器指令均为32个二进位个二进位n 第一代语言第一代语言机器语言机器语言p指令指令由由“0”和和“1”组成的二进制代码，规定了计算组成的二进制代码，规定了计算机执行的一个操作。

24、机执行的一个操作。p计算机能执行的计算机能执行的指令指令的集合，称为的集合，称为指令系统指令系统。p机器语言机器语言就是计算机的就是计算机的指令系统指令系统。操作码操作码操作数操作数1011000000001111001011000000101011110100寄存器寄存器AX00001111【任务任务】计算计算15+1015+100000101000011001p优点：优点：n能在计算机上直接执行；能在计算机上直接执行；n占用空间少，执行速度快；占用空间少，执行速度快；p缺点：缺点：n不同机器的指令系统不同，不同机器的指令系统不同，通用性差通用性差；n难学、难记、难修改、难学、难记、难修改、

25、易出错易出错；n编程工作量大编程工作量大；45n 第二代语言第二代语言汇编语言汇编语言p用用助记符助记符代替代替机器语言机器语言中二进制代码（指令）中二进制代码（指令）nADD加法加法nSUB减法减法nMOV数据传输数据传输 操作码操作码操作数操作数101100000000111100101100000010101111010000001111【任务任务】计算计算15+1015+1000001010MOV AX,15ADD AX,10HLT将将1515传送到传送到AXAX寄存器寄存器将将AXAX内容加内容加1010，结果在，结果在AXAX中中p翻译翻译成计算机能识别的成计算机能识别的机器语言机

26、器语言，才，才能被执行。能被执行。p优点：优点：n占用空间少，执行速度快；占用空间少，执行速度快；p缺点：缺点：n不同机器的指令长度、寻址方式、不同机器的指令长度、寻址方式、寄存器数目、指令表示等都不一样，寄存器数目、指令表示等都不一样，通用性差通用性差；n编程工作量大编程工作量大；n 高级语言高级语言p目的：目的：n克服汇编语言的缺陷，提高编程和维护的效率克服汇编语言的缺陷，提高编程和维护的效率p特点：特点：n接近人们日常使用的自然语言接近人们日常使用的自然语言(英语英语)，容易理解、记，容易理解、记忆和使用。忆和使用。n有有严格的语法规则严格的语法规则，富有，富有逻辑性逻辑性。A = 15

27、 + 10 MOV AX,15ADD AX,10HLT48n 高级语言高级语言p翻译或编译翻译或编译成计算机能识别的成计算机能识别的机器语言机器语言，才能被执，才能被执行。行。p优点：优点：n不必受机器制约，不必受机器制约，通用性强通用性强；n不必了解机器的指令系统，集中解决问题本身，不必了解机器的指令系统，集中解决问题本身，编编程效率高程效率高。p缺点：缺点：n占用空间大；占用空间大；n执行速度比执行速度比机器语言机器语言、汇编语言汇编语言慢；慢；49n（2）按发展过程，程序设计语言分为：）按发展过程，程序设计语言分为：低级语言低级语言高级语言高级语言机机器器语语言言汇汇编编语语言言人工智能

28、人工智能Lisp、Prolog用于军事用于军事Ada505152n指起翻译作用的指起翻译作用的翻译程序翻译程序，它能将，它能将汇编语言汇编语言和和高高级语言编制级语言编制的程序翻译成等价的的程序翻译成等价的机器语言程序机器语言程序。硬件硬件系统软件系统软件应用软件应用软件计算机用户计算机用户操作系统操作系统计算机语言处理程序计算机语言处理程序数据库管理系统数据库管理系统连接连接程序程序调试调试程序程序测试测试程序程序诊断诊断程序程序3. 语言处理程序语言处理程序53MOV AX,15ADD AX,10HLTA = 15 + 10 计算机语言处理程序计算机语言处理程序源程序源程序10110000

29、000011110010110000001010111101000000111100001010目标程序目标程序54n分类：分类：p根据所处理语言和处理方法根据所处理语言和处理方法计算机语言处理程序计算机语言处理程序汇汇编编程程序序编编译译程程序序解解释释程程序序55n汇编程序汇编程序p处理语言处理语言汇编语言汇编语言p处理方法处理方法对汇编语句逐条翻译成机器语言对汇编语句逐条翻译成机器语言MOV AX,15ADD AX,10HLT1011000000001111001011000000101011110100源程序源程序目标程序目标程序56n编译程序编译程序p处理语言处理语言高级语言高级语言源程序源程序编编译译程程序序目标目标程序程序连连接接程程序序可执行文件可执行文件.EXE执行执行结果结果扫描一遍或多编扫描一遍或多编计算机计算机57n解释程序解释程序p处理语言处理语言高级语言高级语言DIM AA = 15 + 10 PRI