第三章 计算机软件

　　学语言及英语很接近的方式进行，并且不依赖于机器的结构和 指令系统。如目前比较流行的语言有C/C、Visual Basic、 Visual FoxPro、Delphi、Fortran、Pascal等。使用高级语言编写 的程序通常能在不同型号的机器上使用，可移植性较好。

　　计算机提供给用户的最原始的工具就是指令系统，我们用二 进制编码的指令编写程序，然后输入计算机运行并得到预期的结 果。以计算机所能理解和执行的“0”、“1”组成的二进制编码表 示的指令，称为机器指令，或称为机器码。 用机器指令编写的程序称为机器语言程序，或称为目标程序， 这是计算机能够直接执行的程序。 机器指令的格式一般分为两个部分

　　1. 软件的定义 软件是相对于硬件而言的，它是指在计算机上运行的程序及其数据 和维护文档的总和，其中程序是软件的主体，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，而文档则指的是与程序开发、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）。 2. 软件的分类 1）系统软件 系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务， 与具体的应用领域无关，而与计算机硬件系统有很强的交互性，要对硬

　　应当注意: 不同的机器，其指令系统是不同的，大多数现 代计算机都设计了比较庞大的指令系统，以满足用户的需求。 而且记不住、难理解、效率低、不易维护

　　C语言 JAVA语言大纲 面向对象,使用方便 语法简单,功能强大

　　3.3 操作系统 计算机系统是由硬件和软件两部分组成。软件系统包括系统 软件和应用软件，其核心是操作系统。操作系统是系统软件中 一个最基本的、最重要大型软件，是全面地管理计算机软件和 硬件的系统程序，是用户与计算机之间的接口。对于我们日常 使用的微型计算机来说，操作系统可分为两大类： 面向字符的操作系统，如DOS操作系统； DOS操作系统只能 通过键盘输入命令来操作计算机 面向图形的操作系统，如Windows操作系统。而Windows不但 可以用键盘来操作计算机，还可以通过更加直观的图形界面， 用鼠标来操作计算机。

　　2）类型说明 3）初始化 4）程序对象的局限性 5）程序模块 6）循环控制结构 7）分支控制结构 8）异常处理 9）独立编译 用户在进行程序设计时，可根据实际情况选择高级语言。

　　3.2.5 面向对象的语言 面向对象的编程语言与以往各种编程语言的根本不同点在 于，它设计的出发点就是为了能更直接地描述客观世界中存在 的事物(即对象)以及它们之间的关系。

　　3）处理机管理 中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，IM电竞官网它是决定计算 机性能的最பைடு நூலகம்键的部件，而处理机管理即为CPU管理。处理机 管理要解决的问题主要有解决CPU的分配策略、实施方法等。 CPU管理的另一个工作是处理中断。 4)存储管理 计算机系统的内存空间分成两个区域。一个是系统区，用 于存放操作系统、标准子程序和例行程序；另一个是用于存放 用户程序。操作系统的存储管理主要解决多道程序在内存中的 分配，保证各道程序互不冲突，并且通过虚拟内存来扩大存储 空间。 5）设备管理 现代计算机系统都配置了各种各样的I/O设备，它们的操作 性能各不相同。设备管理便是用于对这类设备进行控制和管理 的一组程序。

　　高级语言的出现是计算机编程 语言的一大进步。它屏蔽了机器的 细节，提高了语言的抽象层次，程 序中可以采用具有一定含义的数据 命名和容易理解的执行语句。这使 汇编语言程序 MOV MOV ADD MOV SUB AX BX BX AX AX 383 545 AX 1055 BX

　　利用计算机的软、硬件资源为某一应用领域解决某个实际问题而专 门开发的软件，称为应用软件。

　　3.1 计算机语言 为了让计算机解决一个实际问题，必须事先用计算机语言编 制好程序。计算机语言使人们得以和计算机之间进行交流，其 种类非常多，根据程序设计语言与计算机硬件的联系程度. 我们可以把它分为三类： 机器语言、汇编语言和高级语言。

　　汇编语言的抽象层次很低，与机器语言一样，是与具体的 机器密切相关的。针对某一种机器编写出来的程序,不能在其 它机器上执行。即可移植性较差。一些复杂的运算通常要用一 个子程序来实现，而不能用一个语句来解决，因此用汇编语言 编写程序仍然相当麻烦。尽管如此，从机器语言到汇编语言， 仍然是前进了一大步。这意味着人与计算机的硬件系统不必非 得使用同一种语言。程序员可以使用较适合人类思维习惯的语 言。随着计算机程序设计技术的发展而出现的高级语言可以避 免汇编语言的这些缺点。

　　计算机语言（Computer Lnguage）指用于人与计算机之间 通讯的语言，是人与计算机之间传递信息的媒介。计算机程序设 计语言的发展，经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的历程。

　　解释程序按照高级语言程序的语句书写顺序，解释一句、 执行一句，最后产生运行结果，但不生成目标程序代码，解释

　　高级语言语句的功能强，程序比较短，容易学习，使用方便 ，通用性较强，便于推广和交流。

　　6. 操作系统的分类 按照操作系统的功能，可以将操作系统分成以下六类： 1）单用户操作系统 广泛流行的微型计算机所使用的MS-DOS是单用户单任务操 作系统，而Windows98则是单用户多任务操作系统。 2）批处理操作系统 批处理操作系统可以管理多个用户的程序，操作员统一将 多个用户的程序输入到计算机中，然后在批处理操作系统的管 理下运行，以提高计算机系统的效率。 3）分时操作系统 分时操作系统可以支持多个终端用户同时使用计算机。它 采用给每个用户固定的时间片的方式，轮流为各个用户服务。 著名的UNIX操作系统就是分时操作系统。 4）实时操作系统 实时操作系统用于对时间的响应速度要求很高的控制领域， 通常对最短的响应时间有严格的要求，但对于不同的应用场合， 要求的响应时间是不同的。

　　3. 操作系统的功能 从资源管理的角度来看，操作系统的功能包括：作业管理、 文件管理、处理机管理、存储管理和设备管理五个方面。 1）作业管理 作业是指用户请求计算机系统完成的一个独立任务，它必 须经过若干个加工步骤才能完成，其中每一个加工步骤称为作 业步。作业管理包括作业的调度与控制两个方面。 2) 文件管理 文件管理又称为文件系统，文件是一组完整的信息集合。 计算机中的各种程序和数据均为计算机的软件资源，它们以文 件的形式存放在外存中。操作系统对文件的管理主要包括：文 件目录管理，文件存储空间的分配，为用户提供灵活方便的操 作命令（如文件的按名存取等）以及实现文件共享，安全、保

　　2. 操作系统的作用 操作系统的主要作用有三个。 一是提高系统资源的利用。通过对计算机系统的软、硬件 资源进行合理的调度与分配，改善资源的共享和利用状况，最 大限度地发挥计算机系统工作效率，即提高计算机系统在单位 时间内处理任务的能力(称为系统吞吐量)。IM电竞官网 二是提供方便友好用户界面。通过友好的工作环境，改善 用户与计算机的交互界面。有了操作系统，用户才可能方便有 效的同计算机打交道。 三是提供软件开发的运行环境。在开发软件时需要使用操 作系统管理下的计算机系统，调用有关的工具软件及其它软件 资源。因为任何一种软件并不是在任何一种系统上都可以进行 的，所以操作系统也称为软件平台。所以操作系统的性能在很 大程度上决定了计算机系统性能的优劣。具有一定规模的计算 机系统都可以配备一个或几个操作系统。

　　为了克服机器语言的缺点，在科研人员的研究工作中很 快就发明和产生了比较易于阅读和理解的汇编语言。所谓汇 编语言，就是采用英文字母、符号来表示指令操作码、寄存 器、数据和存储地址等，并在程序中用它们代替二进制编码 数，这样编写出来的程序就称为符号语言程序或汇编语言程 序。大多数情况下，一条汇编指令对应一条机器指令，少数 对应几条机器指令。 机 B8 7F 01 器 BB 21 02 语 03 D8 汇 言 B8 1F 04 MOV AX 383 编 程 2B C3 语 MOV BX 545 序 言 ADD BX AX 程 MOV AX 1055 （计算1055-(383545)的5条机器指令） 序

　　5）网络操作系统 网络操作系统用于管理相互连接的一组具有独立功能的计 算机。组成网络的计算机虽然在网络操作系统的统一管理之下， 但它们同时又都在各自的操作系统下运行，并共同遵守相同的 网络协议，以实现计算机之间的通信。当今流行的网络操作系 统有UNIX、Netware及Windows NT。 6）分布式操作系统 分布式操作系统是管理分布式计算机网络系统的操作系统。 在分布式计算机网络中，各计算机可以相互协作共同完成任务。 而在一般的计算机网络中，各计算机只是各自完成自己的任务， 相互之间往往只能进行通讯。

　　4.操作系统的层次结构 按照系统设计的观点，操作系统中定义了它的内核层和它 与用户之间的接口。

　　5. 操作系统的启动 启动操作系统的过程是指将操作系统从外部存储设备装载 到内存并开始运行的过程，Windows操作系统的启动过程如下： （1）机器加电（或者按下Reset)； （2）CPU自动运行BIOS的自检程序； （3）CPU自动运行BIOS的自举程序，从外部存储设备的引导扇 区读出引导程序装入内存； （4）CPU运行引导程序，从外部存储设备读出操作系统装入内 存； （5）CPU运行操作系统。

　　面向对象的程序设计语言经历了一个很长的发展阶段。例 如，LISP家族的面向对象语言，Simula67语言，Smalltalk语言， 以及CLU、Ada、Modula—2等语言，或多或少地都引入了面向 对象的概念，其中Smalltalk是第一个真正的面向对象的程序语 言。 然而，应用最广的面向对象程序语言是在C语言基础上扩 充出来的C语言。由于C对C兼容，而C语言又早已被广大 程序员所熟知，所以，C语言也就理所当然地成为应用最广 的面向对象程序语言。

　　3.3.1 操作系统的概念和功能 1.操作系统的概念 操作系统是一组程序的集合，它是系统软件的主要组成部 分。一方面它直接管理和控制计算机的所有硬件和软件，使计 算机系统的各部件相互协调一致地工作；另一方面，它向用户 提供正确地利用软硬件资源的方法和环境，使得用户能够通过 操作系统充分而有效地使用计算机。 因此，操作系统是用户与计算机系统之间的接口。它好 似—个不可逾越的计算机管理中心，任何用户都必须通过它才 能操作和使用计算机系统的各种资源。