1、1,第三章 计算机软件系统,3.1 软件系统的组成3.2 操作系统3.3 程序设计语言和语言处理软件,2,3.1 软件系统的组成,3.1.1 系统软件扩展硬件功能 （面向系统）的程序系统管理计算机系统的资源支持/方便用户使用计算机操作系统 operating system 实用程序 utilities 如： 语言处理程序、DBMS、网络软件防病毒程序、数据压缩 ,分类,3,3.1.2 应用软件完成特定数据处理任务 (面向用户)的程序系统 软件包 package (0ff-the-shelsoftware)针对大多数用户共同的要求编制的软件 文字处理 word processing/editor
2、 电子表格 spread sheet 财务会计 finance/accounting 图形显示 presentation Graphics 浏览器 web browsers 自行开发 （针对用户特定的需求）程序库 Library 供程序调用的功能程段,4,裸机,操,作,系,统,实,用,程,序,应,用,软,件,用户界面,5,3.1.3 软件版权（Copyright)：一种知识产权 专有的法律权利，未经同意不得复制 软件侵权（Software Piracy) 和网络侵权（Network Piracy) 剽窃（Plagiarism) 公开软件（Public Domain Software)：无版权免
3、费软件（Freeware)：有版权但免费共享软件（Shareware)：技术支持和升级收费 专利软件（Proprietary)：有版权拥有者的 许可证（License)：购买软件的使用权，而不是软件本身,6,3.2 操作系统 Operating System,OS的组成,7,3.2.1 OS目标 计算机操作的方便性 计算机系统资源使用的有效性,8,3.2.2 进程和中断,进程（process） 进程是个动态概念，简单地说，指程序在数据对象上的一次执行。中断（interrupt） 对于计算机系统里发生的某种事件，CPU就会暂停执行当前程序，转由一个特定的程序（叫做中断处理程序）进行必要的处理。,
4、9,3.2.3 资源管理(resource management)CPU 存储 i/o设备 文件支持用户以方便方式上机操作,10,3.2.4 作业(Job) / CPU 管理方式单道系统 : 一个作业独占CPU,作业A,IO设备,T,IO请求,i/o过程 CPU 空闲时间（毫秒级!）,11,多道作业批处理方式 multiprogramming in batch,程序的执行: 作业 job 进程 Process / 任务Task 程序的并发执行 concurrent executing“宏观同时，微观轮流”,T,A,B,OS,外设1,外设2,12,分时方式 time-sharing 把CPU的运
5、行时间分成时间片（若干个毫秒） 轮流提供给各联机终端，用户以交互方式控制其 运行作业。每个用户好像在“独占”系统。对比：在批处理方式中，用户提交作业后即 失去对作业执行过程的控制。,T,A,B,C,OS,13,实时方式 real time即时响应并在规定的时间内完成作业、返回结果。强调实时性、可靠性。适于支持自控系统等。多CPU并行 方式 parallel 提高操作执行速度，可达千亿次/秒。配置 多用户系统：批处理+分时、分时、实时单用户系统：着重数据管理单用户多任务,14,3.2.5 I/O设备控制,（1） 程序控制输入输出 （2） 中断控制输入输出 （3） 直接存储器存取（DMA Dire
6、ct Memory Access） （4） 通道处理器和外围处理机,15,3.2.6 OS种类 单用户 多用户 多CPU 网络 分布式,16,3.2.7 用户界面 User interface用户和操作系统之间的使用、交互方式命令行 方式 command line 用户键入OS规定的操作命令，系统执行 图形用户界面 方式 GUI 用户点击显示的图标，表示要执行的操作 菜单方式 Menu-driven用户选择表列的操作或操作参数,17,3.2.8 示例：微机系统：DOS、WINDOWS 系列有影响的系统： UNIXLINUX,18,3.3 程序设计语言和语言处理软件,3.3.1 程序设计言语 3
7、.3.2 程序设计言语的发展 3.3.3 程序设计和软件开发 3.3.4 程序/语言的处理过程 3.3.5 编译程序 3.3.6 上机作业传统过程 3.3.7 程序作业工具,19,3.3.1 Programming language含义：算法和数据 (结构) 的记号表示能被计算机系统接受，分析处理并执行要素： 语法 Syntax 记号组合规则语义 Semantics 表示的含义成分： 数据的描述定义(各类)运算 / 操作流程控制 ( 顺序、分支、循环),20,3.3.2 程序设计语言的发展(1) 机器语言 Machine LanguageCPU指令集语言记号：二进数字0和1指令基本语法：操作码
8、+地址码机器程序是唯一能被CPU直接识别和执行的程序不同系列的CPU具有不同的机器语言（无法移植）极难使用,21,(2) 汇编语言 Assembly Language 机器指令符号化 汇编指令增加少量描述性的伪指令（无对应机器指令）汇编语言和机器语言的指令大致一一对应，两者同属低级语言 要翻译为机器语言程序之后，才能交CPU执行,22,一个示意性的汇编程序: 求最大公约数.LOC 0201 B: LDA M D: SUB N LDA N JIL R STA MJMP D LDA RE R: ADD N STA NJIE S JMP BSTA RE S: HALTM: 64N: 12 RE: 0
9、 . END,23,高级语言 high level Language 语言记号形式接近自然语言（ 英语）和数学语言（算式） 和机器无关 必须翻译为某种机器语言才能运行 仍保留描述算法过程的基本特征：面向过程的语言 典型代表： 50s FORTRAN （数学计算）60s ALGOL 60 （通用）COBOL （商用） BASIC（简单）70s PASCAL （教学）C （系统软件） ADA,24,(4) 第四代语言 4GL基本特征： 非过程化形式多样：如 SQL 数据库语言程序生成器 generator(5) 其他发展面向对象程序设计语言 OOPL 如 C（Object Oriented Pro
10、gramming Language)网络环境的编程语言Internet programming: 如 HTML 、XML 、Java ,25,3.3.3 程序设计 Programming(1) 传统认识 ：算法数据结构程序设计(2) 软件的工程化开发方法 基本概念：软件生命周期 software cycle从提出开发到消亡划分阶段： 可行性研究 feasibility investigation 需求分析 requirement analysis 系统设计和详细设计 system & detail design 编码 (写程序） coding 测试和排错 testing & debugging
11、 使用和维护 use & maintenance,26,(3) 软件产品 Software Product 定义GB / T 8566 - 2001一组计算机程序、规程及可能的相关 文档（Document）和数据。基本认识：软件 程序软件开发 编写程序,27,3.3.4 程序 （语言）的处理过程 源程序 翻译程序 目标程序 Source Program Translator Object Program汇编语言 汇编程序 机器语言源程序 Assembler 目标程序汇编 Assemble,运行,RUN,28,高级语言 该语言的 机器语言源程序 编译程序 目标程序 可执行的 连接程序目标程序 L
12、inker高级语言 该语言的 源程序 解释程序,Compiler 编译,连接,执行,Execute,Interpreter,解释执行,1.,2.,29,3.3.5 编译程序 compiler,出错处理,表处理,各种数据表,词法分析,语法分析,中间语言生成,中间语法优化,代码生成,1.,2.,3.,4.,5.,源程序,目标程序,字符,语法符号,内部形式,内部源程序,正确源程序,30,3.3.6 上机作业的典型过程,。,程序库,主机,编辑程序,编译程序,连 接 程 序,操作系统,源程序,源程序文件,目标程 序文件,可执行目标程序文件,IO数据,Editor,Compiler,Linker,OS,编辑Edit,编译Compile,连接Link,运行Run,CPU内存,31,3.3.7 程序作业工具程序设计环境：把程序作业涉及的编辑程序、编译程序、连接程序、调试查错程序集成为一个软件，提供统一的使用方式和界面，方便作业进行。软件工程环境： 开发方法成套工具支持从需求分析、系统设计到编码、测试的 软件开发全过程。,
