第5讲 计算机软件

第5讲计算机软件

1软件及其特性(3.1)

2软件的分类(3.1)

3系统软件和操作系统(3.2)

4应用软件(3.1)

1软件及其特性

1.软件、硬件、用户的关系

2.程序与软件

3.软件的特点

第5讲计算机软件

软件与硬件是什么关系？

计算机系统=硬件+软件

计算机系统是由硬件和软件组成的，两者缺一不可!

第5讲计算机软件3

软件、硬件与用户的关系

数据

•软件的物质基础是硬件，没有高速度大容量的硬件，软件就无法完成

用户的任务

•硬件功能非常有限，没有软件，硬件什么也完成不了

第5讲计算机软件4

不同任务，需要用不同的软件完成

第5讲计算机软件5

程序和软件是一回事吗?

第5讲计算机软件6

什么是程序（program）?

■程序是告诉计算机做什么和如何做的一组指令（语

句），这些指令（语句）都是计算机能够理解并能够执

行的一些命令

■程序的特性：

①用于完成某一确定的信息处理任务

②使用某种计算机语言描述如何完成该任务

③预先存储在计算机中，启动运行后才能完成任务

第5讲计算机软件7

什么是数据(data)?

输

输

出

入

程序所处理的对象和处理数

数-

据g

手

后得到的结果通称为数据四

(分别称为输入数据和输论文

出数据)

格意

程序必须处理合理的输入MUST.jpgc=>物

数据，否则不会产生有意

义的输出

(Garbagein,gabageout)Music.mp3n???

第5讲计算机软件8

什么是文件（me）?

程序和数据通常都存储在外存储器中，为了便于存取和管理,

它们都组织成“文件（file）”

文件是存储在外存储器中的一组相关信息的集合，例如：

•一个程序•一张图片•一只MP3歌曲•一封邮件

每个文件均有自己的“文件名”，用户（或软件）使用文件

名读出/写入（称为“存取”）外存储器中的文件

文件的名字由两部分组成：（主文件名）［,扩展名］

啜0-数据文件:

notepad,exeWINWORD.EXE程序文件（可执行文件）:

Lec03赛马.MID.txt.pdf.doc

画］网寸

睡.exe.com.dll等■ppt.jpg.mp3等

LecOl教案01-

__________POWERPNT.

第5讲计算机软件9

程序与软件是什么关系？

■软件往往指的是设计比较成熟、功能比较完善、具有某种使用价值且

有一定规模的程序

■软件既包含程序，也包含与程序相关的数据和文档：

■程序是软件的主体

■数据指的是程序运行过程中处理的对象和必须使用的一些参数（如

三角函数表、英汉词典等）

■文档指的是与程序开发、维护及操作有关的一些资料（如设计报告、

维护手册和使用指南等）

■“软件”强调的是产品、工程、产业或学科等宏观方面的含义，“程

序”更侧重技术层面的含义

■软件和程序本质上相同，在不会发生混淆的场合，软件和程序两个名

「称经常混用，并不严格加以区分

第5讲计算机软件10

软件与其他工业产品相比

有什么特点？

第5讲计算机软件11

计算机软件有哪些特性？（1）

1.不可见性（是无形的，不能被人们直接观察、欣赏和评价）

2.适用性（可以适应一类应用问题的需要）

3,依附性（依附于特定的硬件、网络和其他软件）

4.复杂性（规模越来越大，开发人员越来越多，开发成本也越来越

高），例如：

Exchange2000Windows2000

项目经理25人约250人

开发人员140人约1700人

测试人员350人约3200人

微软Vista及Office2007两个团队的开发人员总共9000余人，仅

Vista就投入90亿美元，开发历时6年！

第5讲计算机软件12

计算机软件有哪些特性？（2）

5.无磨损性（功能和性能不会因多次使用而发生变化）

6.易复制性（可以非常容易且毫无失真地进行复制）

7.不断演变性（软件的生命周期）,例如：

版本不断改版（Office2000,Office2003,Office2007,Office2010）

同一版本不断更新（升级、补丁或servicepack）

-添加新特性“本软件不做任何保证。程序运行的风险由用户自

己承担。这个程序可能会有一些错误，你需要自己

■修复漏洞，提高安全性承担所有服务、维护和纠正软件错误的费用。另夕卜,

生产厂商不对软件使用的正确性、精确性、可靠性

8.有限责任（有限保证）和通用性做任何承诺。”

9.脆弱性（黑客攻击、病毒入侵、信息盗用•••）

第5讲计算机软件13

2软件的分类

第5讲计算机软件14

计算机软件与知识产权

■软件是智力活动的成果，受到知识产权（版权）法的保护

■版权授予软件作者（版权所有者）享有下列权利：

拷贝、发布、修改、署名、出售、•••

■保护知识产权的目的：

确保脑力劳动成果受到奖励，鼓励人们进行发明创造

■购买一个软件，用户仅仅得到了该软件的使用权，并没有获得它

的版权

■随意进行软件拷贝和分发是一种违法行为

■IDC的一项调查标明，25%提供盗版软件的网站在用户下载时，装

置了恶意代码；微软报告称46%盗版Windows7系统含木马及病毒。

我国公安部2010.2发布报告，使用盗版软件病毒感染率高达70.5%

第5讲计算机软件15

从软件知识产权对软件进行分类

商品软件

共享软件（shareware）（也称为试用软件demoware）

■具有版权，可免费试用一段时间，允许拷贝和散发（但不可修改），

试用期满后需交费才能继续使用

■自由软件（FreeSoftware）（之开放源代码软件）

■用户可共享，并允许随意拷贝、修改其源代码，允许销售和自由传

播。但是，对软件源代码的任何修改都必须向所有用户公开，还必

须允许此后的用户享有进一步拷贝和修改的自由

免费软件（Freeware）FreeSoftware）

■无需付费即可获得的软件。例如PDF阅读器、Flash播放器等

自由软件很多是免费软件；免费软件不全是自由软件

第5讲计算机软件16

从用途对计算机软件分类

■应用软件系统软件

专门用于帮助最终用户不是为了解决某种具体应

解决各种具体应用问题

用，而是为了：

的软件

■分类（按开发方式）：■给用户使用计算机提供

■定制应用软件方便

■通用应用软件■给应用软件的开发与运

■几乎所有领域、所有行提供支持

人都需要使用

■使计算机有效、安全、

.设计精巧，易学易用

商品化，价格较低可靠地运行

第5讲计算机软件17

应用软件/系统软件/硬件之间的分工

应用软件

Hi,财务系统，键

（财务软件）Hi,OS,帮我打印

盘输入的是'Print，送到你那里的工资

交给你处理吧！报表文件！

系统软件

Hi,OS,发生了Hi,激光打印机，

一个键盘事件，用把我送给你的数据

户输入命令了打印出来！

计算机硬件

用户在键激光打印机

盘上敲击开始打印

'Print9

第5讲计算机软件18

3系统软件和操作系统

第5讲计算机软件19

什么是系统软件？触UNIX0

系统软件是为了给用户使用计算机提供方便、为应用软件提

供支持、使计算机安全可靠地运行的必不可少的软件

■举例：

基本输入/输出系统（BIOS）

操作系统（如Windows、Unix、Linux等）

■程序开发工具与环境（如C语言编译器等）

■数据库管理系统（DBMS）

■实用程序（Utility,如磁盘清理程序、备份程序、杀毒软件、

防火墙等）

第5讲计算机软件20

系统软件有哪些特性?

与计算机硬件有密切的关系，能对硬件进行统一的控

制、调度和管理；

2.具有通用性，能为多种应用软件的开发和运行提供支

持与服务

3.在任何计算机系统中，系统软件都是必不可少的

4.在购买计算机时，通常计算机供应厂商会提供给用户

一些最基本的系统软件，否则计算机无法工作。

第5讲计算机软件21

最重要的系统软件有哪些？

■操作系统（OS）

除OS本身之外，还包括各种实用程序（如磁盘清理程序、

备份程序、杀毒软件等）实用程序用于协助os或用户完成日常系统

维护和监管任务，使计算机系统更加安全、

功能上也包含BIOS在内可靠、方便、有效

杀毒软件防火墙软件去间谍软件过滤软件文件管理软件

■程序设计语言处理系统

■翻译程序（编译器）

■开发工具与平台

■数据库管理系统（DBMS）

文件压缩软件备份软件刻录软件维护软件

第5讲计算机软件22

操作系统的作用

第5讲计算机软件23

什么是操作系统(OS)?

■没有安装任何软件的计算机称为裸机，裸机是无法使用的

■操作系统是用于执行各种具有共性和基础性操作的软件，

它是最重要的系统软件，几乎所有计算机都要安装OS

■OS为用户提供了一个

操作使用计算机的友善

的用户界面

■OS屏蔽了计算机中几各类用户

乎所有物理设备的技术其他系毓件

细节，为开发和运行其

他软件提供了一个高效、应用软件•

_可靠的平台。

第5讲计算机软件24

为什么需要操作系统?

协调多任务的管理存储空控制外设的

执行间和文件I/O操作

进行计算机

I之向的通隼

方便用户的「

操作使用

提供应用程「

维护计算机

的安全序开发平台

第5讲计算机软件25

OS是如何启动运行的?

•操作系统的安装

•操作系统的启动

•操作系统的维护

第5讲计算机软件26

BIOS

什么是BIOS(BasicInput/OutputSystem)?

■中文名为“基本输入/输出系统”，它是存放在主板上只读存储

器(flashROM)芯片中的一组机器语言程序

■功能：

■诊断计算机故障

■启动计算机工作

控制基本的输入输出操作(键盘、鼠标、磁盘读写、屏幕显示等)

BIOS芯片

保存BIOS的只读存储器(ROM)芯片

第5讲计算机软件27

BIOS芯片中的程序

■加电自检程序程序(POST)

(PowerOnSelfTest)用于检测计算机硬件故障

■系统自举程序(Boot)

启动计算机工作，加载并进入操作系统运行状态

■CMOS设置程序

设置系统参数：日期、时间、口令、配置参数等

常用外部设备的驱动程序(Driver)

实现对键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输

入输出操作的控制

第5讲计算机软件28

操作系统的启动(bootup)过程

——孑⑤装入引导程序

在开机启动BIOS工

作时，按下Del键硬盘

(或F2或F8健)，即⑦装入操作系统""

可进入BIOS中的④、

CMOS设置程序

1出

CMOS引、

从靛.程、

序

S513LA

BIOS②执行自举装入程序

ROMU18

V32FW3A1H1

BIOS©Copyright

Acerlnc.①执行加电自检程序

问题：什么是冷启动？什么是热启动{Ctrl}+{Alt}+{Delete}?

第5讲计算机软件29

OS的核心功能是

——支持多任务处理!

第5讲计算机软件30

什么是任务，什么是多任务处理？

■“任务”指的是要计算机做的一件事，计算机执行一个任务

通常就对应着运行一个应用程序

■“单任务处理”与“多任务处理”

单任务处理：前一个任务完成后才能启动后一个任务的运行，任务是

顺序执行的

多任务处理(Multitasking)：允许计算机同时执行多个任务，任务是

并发执行的

■多任务处理举例：

■编辑PPT讲稿+播放音乐+收发邮件

■多任务处理的优点：

大大提高了用户的工作效率

大大提高了计算机的使用效率

第5讲计算机软件31

多任务处理举例］制作PPT讲稿

*2007讲稿-□X□MicrosoftPowerPoint章3.2操作系统.ppt】-nx

查文件如编辑通藏⑷工具⑴器助旧:匆文件电）编辑⑻视图（Y）插入⑴格式⑷工具⑴幻灯片放映①）窗口（》）

O后退’0&户搜索后文件夹回▼;帮助⑻AdobePDF⑻

看地力:「」D:\自编书稿、大学信息技术教程\2007讲稿V信转到2W/配国四包「日一三二「-

e文件夹名称大小修然体.，艺，B/s国.，二三-A'a___

文;met

♦:二|演讲根告（others）A二演示J'?

Explorer与计算机系统概论（例）.PPt33,499KB200112'll-110,9-1-811-7•।-611-51'-4।-311-2-1,1•10->-1-2-1-3-1-4-1-5-1161711-8-1O11101111121

♦」演讲报告（ZFY）如计算机系统概论总.ppt33,052KB200

件-_）自编书稿磔第4章计算机网络与因特网.ppt11,522KB二丫

」PC百科（大纲）期第5章数字媒体及应用.ppt20,023KB200

为第1章1.3通信技术入门.ppt3,124KB二二

夹」大学信息技术教程

我的电脑期第1章1.4数字技术基础.ppt1,105KB200什么是任务，什么是多任务处理?

*:|2003如第2章2.1计算机的组成与分...2,718KB二N

,«二2004如第1章1.1〜1.2信息与微电...883KB200

内的第2章2.2CPU的逻辑结构与...3,726KB

+」2004_9课件“任务”是用户要计算机做的一件事，执行一个任

期第2章2.3PC机的主机.ppt10,511KB200

+二12005囱笫2章2.4常用输入设备.ppt13,576KB务就对应着运行一个应用程序

容SAFlashPl..♦」2006如第2章2.5常用输出设名.ppt7,409KBJj：

的第章外存储器.：：：

♦-)200722.6ppt4,948KB.'■单任务处理与多任务处理

色第3章计算机软件.ppt5,528KB200

2007讲稿q■音_Q_d_笛冲效板结椒.小必

单任务处理：前一个任务完成后才能启动后一个任

收件被OutiookExpress□

务的运行

Adobe//

Acrobat7

/•加金/0X多任务处理（Multitasking）：允许计算机同时执行

...答复全部...转发打印删除多个任务的一种能力（由。S提供）

'收件箱

1/:件夹.■多任务处理举例：

FlR发件人主题

收!e

©OutlookExpressDQianZhuzhong关于教材出版和教材使用信息情编辑文档+播放音乐+收发邮件

-⑬本地文件夹0Zhi-HuaZhouRe:填报省重点学科报表播

发,愚器H□JiangYuan(NJU)Re:填表编辑一个文档+浏览另一个文档

⑦发件箱二Dr.GaoYang关于成立图书建设委员会和钱柱

flLJDr.GaoYang关于成立图书建设委员会和钱柱放

王屿己发送邮件、C30Rn*-123.2操作系蚪

电3己删除邮件

@草稿音

发件人：Dr.GaoYang收件人：cdx@,cfyuan@...

子NortonAntiS主题：关于成立图书建设委员会和钱柱中同志任职的通知i绘图0）

乐

邮

件

L

32

如何知道有哪些任务在运行?

每启动一个应用程序，os就会打

开一个相应的窗口，通常一个窗

口就是一个任务

每启动一个应用程序，os就会在

任务栏上显示一个相应的任务按

钮（程序按钮），通常一个按钮就是

一个任务

窗口可以放大或缩小，甚至可以

“最小化”，但任务的运行不受

其影响

■使用“任务管理器”程序可以了

解每个任务的运行情况

第5讲计算机软件33

什么是前台任务与后台任务？

■前台任务：能接受用户输入（击键或按击鼠标）的窗口只能有

一个，称为活动窗口，它所对应的任务称为前台任务

■后台任务：除前台任务外，所有其它任务均为后台任务

■前台任务与后台任务的区别：

■前台任务对应的窗口（活动窗口）位于其它窗口的前面

■活动窗口的标题栏比非活动窗口颜色更深（深蓝色）

■前台任务与后台任务的共同点：都在计算机中运行

■前台任务与后台任务的切换：

■为了输入信息到某个后台任务中去，必须切换窗口（单击要激活的后

台任务窗口的任何部位,或单击任务栏中对应的任务按钮）

第5讲计算机软件34

os如何支持多任务处理？

■为什么可以实现多任务处理？

■CPU速度极高，必须并且可以充分发挥CPU的效能

一个CPU芯片包含有不止1个CPU内核

■CPU与1/0（外围设备）可以并行工作

■各个外围设备之间可以并行工作

■实现多任务处理要解决哪些问题？

■如何管理和调度CPU内核

■如何分配和管理存储器空间

如何管理和控制I/O设备和I/O操作

第5讲计算机软件35

OS怎样管理存储器?

第5讲计算机软件36

操作系统运行时内存的态势

用户

正在运行的应用应用应用应用

应用程序界面外壳程序1程序2程序3程序k

应用程序接口(API)

窗口设备文件存储处理器

管理管理管理管理管理

文件系统，网络通信程序

设备驱动程序

其它计算机硬件

第5讲计算机软件37

系统运行时内存储器的布局

内存储器空间划分为2个部分：系统区和用户区，用户区用来存放正

在运行的应用程序

应用程序1

•个应用程序'

操作系统区

应用程序2

运行时均有属

应用程序3

于它自己的存

用户区

应用程序4储器空间，用

来存储它自己

应用程序5的程序代码和

内存储器一

■存储管理的任务：

■允许同时运行多个程序，数目不受限制

■程序大小和数据的规模应不受限制解决方案：虚拟存储器

7程序与程序之间相互不会干扰

第5讲计算机软件38

虚拟存储器的工作过程

WindowsXP的虚拟存储器

WindowsXP操作系统中：Z宜区‘

文件选项（Q）查看也）关机QI）帮助量）

■每个程序的虚存空间最大可达到应用程序进程暹篦:1联网IfflF

CPU使用CFU使用记录

4GB

■虚拟内存是系统盘根目录下的一

个名为pagefile.sys的文件，其3%

页面文件使用记录

大小和位置用户可设置

■使用“任务管理器”可以查看:

总数

■总的物理内存大小物理内存00

句柄

数13982总数1046952

程

线

数

641可用数572392

程数

进

可用物理内存大小53系统^存269808

仄

用量

可核心内存00

数

总

455952总数99676

制

限

■总的虚拟内存大小2517398分页数75240

续

值

826496未分页24436

可用虚拟内存大小

CPU使用3%提交更改445M/2458M

第5讲计算机软件40

操作系统有哪些类型,

各有什么特点？

第5讲计算机软件41

操作系统的类型

■PC机使用的操作系统一般都具有多任务处理功能

■网络服务器上安装运行的是“网络操作系统”，特点是：

■具有强大的多用户并发处理能力

■支持多种网络通信功能，提供丰富的网络应用服务

■安全性强，可靠性好

■军事指挥和武器控制系统、电网调度和工业控制系统、证券交易系统等,

安装运行的是“实时操作系统”，特点是：

对外部事件能快速作出响应，

■具有很高的可靠性和安全性

嵌入式计算机系统中是嵌入式操作系统，特点是：

快速、高效、具有实时处理功能

代码非常紧凑，存储器需求小

第5讲计算机软件42

关于Windows操作系统

第5讲计算机软件43

微软Windows操作系统的演变

对Windows操作系统的分析

Windows操作系统垄断了PC机OS市场的WindowsOSmarketshare

90%左右的份额

NetMarket

Source

Windows流行的原因：Share四

■有大量第三方软件和硬件产品（各种应Date2011.3

用软件和显卡、鼠标器、打印机等）Allversions89.58%

开发了多种版本，不同版本适应不同的WindowsXP54.39%

硬件平台和用户群体WindowsVista10.56%

对Windows的托匕评：Windows724.17%

可靠性不够高:不稳定，系统会越来越Windows20000.25%

慢，甚至死机Windows980.03%

安全性不够好:存在安全漏洞，容易受WindowsNT4.00.16%

到病毒、蠕虫、木马和其他攻击的侵扰WindowsServer

——

2003

微软有可能使我们的所有计算机停止运作或控制所有的计算机吗?

它会盗取企业或政府的机密吗？

用。圻叶井於林TT45

关于UNIX和Linux操作系统

第5讲计算机软件46

UNIX

■最早由Bell实验室开发成功，先在大学和科研单位使用，因特网也首先

在UNIX系统上流行

■UNIX系统的特色：

■结构简练、功能强大、可移植性好、可伸缩性和互操作性强、网络通

信功能强、安全可靠等。

UNIX操作系统产品：针对不同机型(个人计算

机、工作站、服务器、大

SUNMicroSystem的Solaris

型机和巨型机)，UNIX有

惠普公司(HP)的HP-UNIX许多不同版本

旧M公司的AIX

■UNIX系统已成为国际上使用最广泛、影响最大的主流操作系统之一，在

大型机、巨型机和服务器上广泛使用

第5讲计算机软件47

资料：LINUX的起源0

■Linux的原创者是芬兰一名青年学者林纳斯•托瓦兹(Linus

Torvalds),1991年时他是一名大学生。由于不喜欢当时

流行的MS-DOS,他决定自己尝试做一个操作系统。

林纳斯•托瓦兹的工作是基于UNIX的

一个教学版本Minix进行的，不久他便

拼凑起了一个内核(操作系统最核心

的部分)。此后，他把程序上传到网

络，其他人则可从网上拷贝这个程序

进行试用和修改，然后再传回给托瓦

兹。这些工作的所有成果就成为后来

众所周知的Unux。

第5讲计算机软件48

LINUX是开源软件

■Linux完善后，本可以作为一个产品发布。但托瓦兹既没有

申请专利也没有把Linux作为商品出售。他在自由软件联盟

申请了普通公共许可证(GeneralPublicLicense,GPL),

使Linux成为一个完全自由的软件。

■根据GPL规定，任何人可以对Linux进行修改、传播甚至出

售，由于Linux的源代码始终是公开的，它成为了众所周知

的开放源代码软件，也是开放源代码运动的先锋。

■全世界成千上万的程序员参与开发Linux。他们编写程序、

修改错误并对程序进行改进，开发了适应各种不同需求的版

“，使Unux逐渐成为一个功能强大、用途广泛的产品。

第5讲计算机软件49

LINUX的应用

■用户遍及商业、政府、教育以及家庭等不同领域。

■Linux在网络服务器、个人计算机、巨型机、嵌入式系统

（如手机、游戏机、电子书阅读器、路由器等）中发挥了巨

大的威力

SUN、Apple、惠普、Dell、旧M以及其他许多计算机公司

加入UNUX行列，开发出许多Linux系统平台上的应用软件,

进一步促进了Linux的发展。

第5讲计算机软件50

智能手机与操作系统

什么是智能手机（SmartPhone）?

■可以自行安装和卸载应用软件的手机

■智能手机的特点：

■安装有手机OS,功能可扩展

具备无线接入互联网的能力

支持多任务处理手机操作系统

■具有和多媒体功能Symbian

PDA塞班（芬兰Nokia）

Android

手机操作系统的主要类型:安卓（摩托罗拉、三星）

iOS苹果iPhone

WindowsMobile

BlackBerryOS

第5讲计算机软件51

3G智能手机

■3G智能手机的功能：

电话，短信，PIM,WiFi和3G无线上网，GPS,电子邮件，

Web浏览器，多媒体播放，照相，收音机，手机电视等

■3G智能手机的配置要求：

1.高速CPU芯片。功能强大、功耗低、具有多媒体处理能力

2.存储容量大并可扩展。GPS导航图需要超过1GB的存储空间

3.良好的用户界面，配备面积较大的触摸显示屏

4.支持广播方式的CMMB手机电视

5.支持GPS导航

6.配备大容量电池，电量的消耗都是一个大问题，必须要配备高容量

的电池，1500mAh是标准配备。

第5讲计算机软件52

安卓（Android）操作系统

Google两年前推出，属于以Linux为基础

的开放源代码操作系统，是自由及开放源

代码软件

支持的处理器类型：ARM、MIPS、

PowerArchitecture^x86

采用Android系统的手机厂商：

■宏达电、三星电子、摩托罗拉、乐喜

金星、索尼爱立信、华为等