第05章 计算机软件

1、第第5章章 计算机软件计算机软件5.1 软件的概念软件的概念5.2 系统软件系统软件5.3 程序设计语言程序设计语言5.4 软件开发方法和工具软件开发方法和工具5.1 软件的概念软件分类系统软件：管理与支持计算机系统资源及操作的程序应用软件：处理特定应用的程序硬件硬件Hardware(nudity)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计算机软件计算机软件Computer Software系统软件系统软件System Software应用软件应用软件Application Software系统管理系统管理系统支持系统支持系统开发系统开发专用应用专用应用通用应用通用应用.OS.OE

2、.DBMS.Tele.UtilityPerfor.Secur.LanguageCASEWordSpread- sheetAccountingMarketing 图图5-2 5-2 计算机软件分类计算机软件分类计算机软件计算机软件 系统软件系统软件 应用软件应用软件系统管理程序系统管理程序系统支持程序系统支持程序系统开发程序系统开发程序通用应用程序通用应用程序专业应用程序专业应用程序操作系统系统应用程序程序设计语言字处理会计-通用帐务等操作环境执行管理器翻译器电子表市场-销售分析等数据库管理系统安全管理器程序设计环境数据库管理制造-产品控制等通信管理器 计算机辅助通信财务-投资预算等软件工程包（

3、CASE）绘图计算机软件分类计算机软件分类5.2 系统软件系统软件是指那些管理和支持计算机资源及它的信息处理活动的程序，这些程序是计算机硬件和应用程序之间重要的软件接口。系统管理程序 在计算机系统执行各种用户信息处理任务时，这种程序用于管理计算机系统的硬件、软件和数据资源。 操作系统、操作环境、数据库管理系统、通信管理器系统开发程序 这类程序通过提供各种支持服务，以支持计算机系统的操作和管理。 系统服务程序、系统执行管理器、安全管理器系统支持程序 这类程序主要帮助用户开发信息系统的应用程序。 各种语言翻译器、程序设计工具、计算机辅助软件工程包 Operating SystemDOS, UNIX

4、,WINDOWSGeneral ApplicationsOfficeSys. Deve.LanguagePower BuilderSpecial ApplicationSAP, JDE, Oracle用友用友2008-9-8-会计会计CASE用户接口用户接口 User Interface资源管理资源管理支持服务支持服务文件管理文件管理任务管理任务管理 Resources Task Document Support Management Management Management service5.2.2 操作系统操作系统类型分类方法分类方法操作系统类型操作系统类型按系统处理方式按系统处理方式批

5、处理操作系统批处理操作系统分时操作系统分时操作系统实时操作系统实时操作系统按计算机配置划分按计算机配置划分单机配置单机配置 大型机操作系统大型机操作系统 小型机操作系统小型机操作系统 微型机操作系统微型机操作系统 多媒体操作系统多媒体操作系统多机配置多机配置 网络操作系统网络操作系统 分布式操作系统分布式操作系统按用户划分按用户划分单用户操作系统单用户操作系统多用户操作系统多用户操作系统按任务数量划分按任务数量划分单任务操作系统单任务操作系统多任务操作系统多任务操作系统按处理器数量划分按处理器数量划分单处理器操作系统单处理器操作系统多处理器操作系统多处理器操作系统5.2.4 常见操作系统简介操

6、作系统操作系统特征特征Windows764位操作系统，图形用户界面，供各种个人电脑使用，具有位操作系统，图形用户界面，供各种个人电脑使用，具有多种版本，市场占有率高。多种版本，市场占有率高。W i n d o w s Phone智能手机操作系统，具有类似于个人电脑的高效文档处理能力，智能手机操作系统，具有类似于个人电脑的高效文档处理能力，方便与个人电脑同步，具有便捷的联网能力。方便与个人电脑同步，具有便捷的联网能力。UNIX功能强大，支持多用户、多任务，方便跨越个人计算机、工作功能强大，支持多用户、多任务，方便跨越个人计算机、工作站、大型机等各种机器平台。站、大型机等各种机器平台。Linux开

7、放源码软件，设计可靠、精简，可以在不同的硬件平台上操开放源码软件，设计可靠、精简，可以在不同的硬件平台上操作。作。Mac OS X系统系统苹果公司麦金塔电脑的专属操作系统，具有简洁精美的用户界苹果公司麦金塔电脑的专属操作系统，具有简洁精美的用户界面，能充分利用面，能充分利用 64 位、多核处理器和位、多核处理器和 GPU 图形处理器。图形处理器。5.3 程序设计语言 图图5-7 5-7 程序设计语言的演进程序设计语言的演进 机器语言机器语言 高级语言高级语言 1010 11001 Basic: X=Y+Z 1011 11010 COBOL: 1100 11011 COMPUTE X=Y+Z 汇

8、编语言汇编语言 4GL LOD Y Sum The ADD Z Following Numbers STR X Y, Z汇编语言 图图5-5 5-5 汇编语言源程序的执行过程汇编语言源程序的执行过程高级语言 图图5-6 5-6 高级语言源程序的解释执行和编译执行高级语言源程序的解释执行和编译执行第四代语言与分类5.4 软件开发方法和工具软件开发方法和工具5.4.1 面向对象程序设计面向对象程序设计 面向对象程序设计方法是将数据与程序封装在面向对象程序设计方法是将数据与程序封装在一个对象内，作为一个独立的个体。这些对象可一个对象内，作为一个独立的个体。这些对象可以用在不同的系统中，软件工程师只要

9、设计要求以用在不同的系统中，软件工程师只要设计要求对象做什么，具体怎么做由对象决定。对象做什么，具体怎么做由对象决定。 面向对象程序设计的基础依赖于类和继承的概面向对象程序设计的基础依赖于类和继承的概念。如父类和子类。念。如父类和子类。o在面向对象程序设计中，类被作为一种数据结在面向对象程序设计中，类被作为一种数据结构，是数据和对数据操作的集合体。是生产实构，是数据和对数据操作的集合体。是生产实例对象的模板，是对同一类对象的抽象。其语例对象的模板，是对同一类对象的抽象。其语法格式为：法格式为： 类修饰符类修饰符 Class 类名类名 o类体用于定义类的成员，成员可以是变量、属类体用于定义类的成

10、员，成员可以是变量、属性、方法和事件。性、方法和事件。Public Class EmployeePrivate name As StringPrivate age As IntegerPrivate salary As SinglePublic Sub New(ByVal n As String, ByVal a As Integer, ByVal s As Single)name = nage = asalary = sEnd SubPublic Function GetName()Return nameEnd FunctionEnd Class例：例：定义一个雇员 Employeen继承是

11、面向对象程序设计的一个重要特征，它允许继承是面向对象程序设计的一个重要特征，它允许在既有类的基础上创建新类，从而使创建新类的工在既有类的基础上创建新类，从而使创建新类的工作变得更加容易。新类从既有类中继承类成员，同作变得更加容易。新类从既有类中继承类成员，同时为了赋予新类以新的特性，可以重新定义或加进时为了赋予新类以新的特性，可以重新定义或加进新的成员，从而形成类的层次或等级。一般称被继新的成员，从而形成类的层次或等级。一般称被继承的类为基类或父类，而称继承后产生的类为派生承的类为基类或父类，而称继承后产生的类为派生类或子类。类或子类。5.4.2 UML（1） UML简介简介n UML (Un

12、ified Modeling Language)为面向对象软件设计提供统一的、标准的、可视化的建模语言。适用于描述以用例为驱动，以体系结构为中心的软件设计的全过程。n UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。 n (1) UML语义语义：UML对语义的描述使开发者能在语义上取得一致认识，消除了因人而异的表达方法所造成的影响。 n (2) UML表示法表示法：UML表示法定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。（2） UML模型图的构成o 事物(Things)：UML模型中最基本的构成元素，是具有代表性的成分的抽象o 关系(Relati

13、onships)：关系把事物紧密联系在一起o 图(Diagrams )：图是事物和关系的可视化表示（3） UML事物事物n UML包含4种事物：构件事物、行为事物、分组事物、注释事物n（3.1）构件事物）构件事物： UML模型的静态部分，描述概念或物理元素n 它包括以下几种：类类：具有相同属性相同操作 相同关系相同语义的对象的描述接口接口：描述元素的外部可见行为，即服务集合的定义说明协作协作：描述了一组事物间的相互作用的集合用例用例：代表一个系统或系统的一部分行为，是一组动作序列的集合构件构件：系统中物理存在，可替换的部件节点节点：运行时存在的物理元素n 另外，参与者、信号应用、文档库、页表等

14、都是上述基本事物的变体n（3.2）行为事物）行为事物：UML模型图的动态部分，描述跨越空间和时间的行为交互交互：实现某功能的一组构件事物之间的消息的集合，涉及消息、动作序列、链接状态机状态机：描述事物或交互在生命周期内响应事件所经历的状态序列n（3.3）分组事物）分组事物： UML模型图的组织部分，描述事物的组织结构包包：把元素组织成组的机制n（3.4）注释事物）注释事物： UML模型的解释部分，用来对模型中的元素进行说明，解释注解注解：对元素进行约束或解释的简单符号（4） UML关系关系n（4.1）依赖）依赖n 依赖(dependency)是两个事物之间的语义关系，其中一个事物(独立事物)发

15、生变化，n 会影响到另一个事物(依赖事物)的语义n（4.2）关联）关联n 关联(association)是一种结构关系，它指明一个事物的对象与另一个事物的对象间n 的联系n（4.3）泛化）泛化n 泛化(generalization)是一种特殊/一般的关系。也可以看作是常说的继承关系n（4.4）实现）实现n 实现(realization)是类元之间的语义关系，其中的一个类元指定了由另一个类元保 n 证执行的契约5.4.3 MVC设计模式设计模式 o模型视图控制器模型视图控制器(Model-View-Controller,MVC) 模式将一个交互式应用程模式将一个交互式应用程序分成序分成3个组件个

16、组件.n模型：包含核心功能和数据。模型：包含核心功能和数据。n视图：向用户显示信息。视图：向用户显示信息。n控制器：处理用户输入。控制器：处理用户输入。o视图和控制器组成了用户接口。视图和控制器组成了用户接口。o变更变更-传播机制保证了模型和用户接口之间的一传播机制保证了模型和用户接口之间的一致性。致性。MVC模式Java实现过程1. 控制器（如控制器（如Java中的中的main程序入口）可新程序入口）可新建模型；建模型； 2. 控制器要新建一个或多个视图对象，并将它控制器要新建一个或多个视图对象，并将它们与模型相关联；们与模型相关联； 3. 控制器改变模型的状态；控制器改变模型的状态； 4. 当模型的状态改变时，模型将会自动刷新与当模型的状态改变时，模型将会自动刷新与之相关的视图。之相关的视图。 MVC模式基本结构 ControllerModelView 系统功能o本文要实现的本文要实现的Java应用程序是当用户在图形化用户界应用程序是当用户在图形化用户界面输入一个球体的半径时，程序将显示该球体的体积与面输入一个球体的半径时，程序将显示该球体的体积与表面积。我们首先利用基本表面积。我们首先利用基本