第四部分 软件及多媒体

1计算机导论计算机学院软件软件可分为两大类系统软件(systemsoftware)应用软件(applicationsoftware)2计算机导论计算机学院应用软件、系统软件、硬件之间的层次关系计算机硬件系统软件应用软件用户按下‘P’键Hi，OS，发生了一个事件：‘P’键被按下了！Hi，财务系统，键盘输入的是‘P’，看着办吧！Hi，OS，打印我送到你那里的工资报表文件！Hi，激光打印机，把我送给你的数据打印出来！激光打印机开始打印04:443计算机导论计算机学院系统软件4计算机导论计算机学院管理和控制计算机的要求计算机有许多部件，需要对它们进行统一管理，包括：内存和外存；各个部件之间的通信与协调运行。还有许多与硬件有关的、公共的事情：接受输入设备（例如键盘）送来的数据；把数据存储到外存，或者从外存读取所需要的数据；把数据送给输出设备（例如显示器、打印机等）。这些事情：完全可以用程序来做。因为计算机不仅可以为用户计算，还可以为自己计算。不应当由每一个程序都来做，而应当由专门的程序来做。5计算机导论计算机学院系统软件这类软件不需要用户的干预，就能处理技术上很复杂的、繁杂的、一般用户处理不了的那些事情。这类软件包括：操作系统语言处理系统数据库管理系统系统实用程序6计算机导论计算机学院操作系统操作系统的功能（Basicfunctions）：处理器管理：负责在多道程序之间分配，使每道程序都能高效而有序的执行。存储器管理：内存空间的分配和回收，地址转换和内存保护，内存的虚拟存储器扩充。设备管理：统一管理各种已登入系统的外部设备并负责外设和主机之间的信息交换。文件管理：统一管理各种以文件形式保存在外存上的信息，负责文件的建立、读、写、复制和删除等。作业和进程管理：对程序运行进行管理。7计算机导论计算机学院操作系统自身的运行方式：开机即开始运行，关机时终止运行；开机时，由ROM中的程序从外存读入操作系统的一部分到内存并运行它，再由运行中的操作系统自己把操作系统的其他部分读入内存并执行之；关机时，操作系统终止其他程序后，最后才终止运行。8计算机导论计算机学院计算机专业人员应当怎样看待操作系统？当然要能够熟练地通过操作系统来使用计算机，但绝不能满足于只会手工使用操作系统。在开发应用系统时：能够通过系统功能调用，来充分、有效地利用操作系统已有的功能，而不是一切白手起家；能够充分发挥操作系统同时运行多个应用程序的能力，这就是并发程序设计（Concurrentprogramming）；操作系统是一类水平最高的软件，要认真学习其设计思想，以及表示和管理各种资源的手法，再应用到自己的开发工作中去。建议在学过《操作系统》课程后，读一读经典操作系统的源程序。9计算机导论计算机学院语言处理系统高级语言，汇编语言，机器语言将用高级语言或汇编语言编写的程序（源程序，Sourceprograms），翻译成等价的机器语言程序。翻译时，要对源程序进行检查，来保证翻译后的程序是可执行的。但是，语言翻译程序无法保证程序的执行结果是否正确，这要靠程序设计人员自己来判断。这是因为，在正确地表达了一个错误的源程序时，语言翻译程序只能肯定源程序的表达方式（语法，Syntax）是正确的，而没有能力判断出程序的内涵（语义，Semantics）是错误的。10计算机导论计算机学院语言处理系统类别：编译程序（Compiler）：将高级语言程序翻译成对应的汇编语言程序，或者直接翻译成对应的机器语言程序（称为目标程序（Objectprogram)，存储于外存，不能直接执行）。汇编程序（Assembler）：将汇编语言程序翻译成对应的目标程序。链接程序（Linker）：将一个或多个目标程序与一个或多个相关的程序库（Library，也是由一些目标程序构成）组织在一起，产生可执行代码（Executablecode）并存入外存，在需要运行时再由操作系统加载后执行。解释程序（Interpreter）：对高级语言程序逐句地进行翻译，产生对应的机器语言指令序列并执行之。11计算机导论计算机学院语言处理系统编译－链接－加载－执行的过程：编译链接目标程序其他目标程序与程序库可执行程序源程序加载执行12计算机导论计算机学院语言处理系统不同的高级语言有不同的编译程序或解释程序。目前主要的高级语言有：C++、C#、CJavaVisualBasicPASCAL、DelphiAdaFortranCOBOL计算机的机器指令不同，汇编程序就不同。链接程序通常与操作系统有关，可以链接同一操作系统中不同语言的编译程序或汇编程序所产生的目标程序。13计算机导论计算机学院计算机专业人员应当怎样看待语言处理系统？计算机上所使用的语言并不限于程序设计语言：计算机总是要与用户对话的。对话时所使用的语言应当易于用户理解和使用，可能是文字语言，可能是图形语言，还可能就直接是用户的声音或图像。与用户对话的语言，必须能够被翻译成计算机中的程序能够理解和执行的方式。用户在使用对话语言时，不可能不犯错误，因此需要把能够判断清楚的错误都查出来，而不能稀里糊涂地执行。因此，计算机专业人员应当能够设计和实现与用户对话的语言。认真学习语言处理系统的原理和技术是必要的。14计算机导论计算机学院系统实用程序是专门用于系统维护（Systemmaintenance）的程序：解决系统出现的一些问题；提高系统的运行效率；保护系统，使得系统能够安全、可靠、持续地运行。基本的实用程序所具有的功能：帮助人来诊断与排除系统故障（Troubleshooting）防病毒（Antivirus）安装（Install）和卸载（Uninstall）计算机中的程序对系统中的程序和数据进行备份（Backup）对文件进行压缩（Filecompression），以减少存储空间，提高传送速度15计算机导论计算机学院设备驱动程序外设本身也是靠既定的程序（即设备驱动程序）来控制的，使得外设与计算机系统能够进行通信。大部分设备驱动程序是在计算机启动时被操作系统加载到内存中并开始运行的，还有一些就包含在操作系统之中。来源：操作系统内含设备供应商提供从互联网下载（Download）16计算机导论计算机学院应用软件17计算机导论计算机学院什么是应用软件？应用软件是由信息系统或计算机的使用者（称为最终用户，Endusers）来使用的那些软件。应用软件可分为两大类：通用应用软件（General-purposeapplications）被广泛使用的软件；完成的是常见的任务。专用应用软件（Special-purposeapplications）只在特定领域或场合使用的软件；完成的是专门的任务。应用软件的共同特征：具有友好的界面，一般应是GUI。能有效地防止各种最终用户可能产生的使用错误。18计算机导论计算机学院常用的通用应用软件字处理程序（Wordprocessingprograms）。如：MicrosoftWord互联网工具。如：浏览器（Browser）软件：MicrosoftIE电子邮件（E-Mail）软件：MicrosoftOutlook个人数据库。如：MicrosoftAccess电子表（Spreadsheets）。如：Lotus1-2-3MicrosoftExcel图形化展示工具。如：MicrosoftPowerPoint19计算机导论计算机学院专用应用软件专用应用软件是信息系统中直接面向最终用户、进行相应的业务处理与数据管理的那些部件。如管理信息系统，计算机集成制造系统等。专用应用软件通常与应用领域有关。常见的领域是：财务金融（银行、证券、保险、...）交通（航空、铁路、公路、水运、海运、城市交通、...）通信（固定电话、移动通信、网络管理、...）物流（特快专递、货运、...）商业与服务业（超市、宾馆、旅游、...）企业管理电子商务电子政务Computersareeverywhere!20计算机导论计算机学院软件开发过程21计算机导论计算机学院软件开发是智力密集型的工作到目前为止，无论是系统软件还是应用软件，还主要靠人（通常是许多人一起合作）来进行开发（development）；开发工作完成后，要向用户交付，并继续进行维护和扩充。因此，软件的开发与维护有一个过程，其持续时间少则几个月，多则十几年。软件开发是一种高风险工作。如果对软件开发过程不进行科学的、系统的管理，几乎可以肯定将导致软件开发的失败。1960年代末，出现了软件危机（Softwarecrisis）。软件工程：对软件开发过程进行管理和控制的技术。22计算机导论计算机学院软件开发与建造房屋的类比一个人就可以建造。需要的是：最小限度的设计（建模，modeling）简单的建造过程简单的工具由一个团队来建造是最有效、时间最快的。需要的是：认真的建模认真定义的建造过程功能强大的工具23计算机导论计算机学院软件开发与建造房屋的类比一般需要多个专业团队（公司）来共同建造。需要的是：认真的建模认真定义的建造过程功能强大的工具标准化构件化24计算机导论计算机学院系统生存周期（SystemLifeCycle）初步调查（Preliminaryinvestigation）系统分析（Systemsanalysis）系统维护（Systemsmaintenance）系统实现（Systemsimplementation）系统开发（Systemsdevelopment）系统设计（Systemsdesign）25计算机导论计算机学院程序的开发过程规格说明（Specification）（数据结构与算法）设计（Design）维护（Maintenance）产生文档（Documentation）测试（Test）编码（Code）26计算机导论计算机学院对程序设计的建议不要急于动手写程序。应当先对这个程序所面向的问题进行认真的分析，用规范的语言（能够用数学语言最好）来阐述分析的结果。认真考虑解决这个问题的方案，把关键的步骤一一列出来，这就是初步的算法（Algorithm）。不能把程序看成隐私。所写的程序一定要让别人能够看懂，不要故意在细节上耍小聪明。学会读别人写的程序，特别是高手写的程序（例如操作系统、程序库等）。大家将来会体会到，程序设计的水平高低主要在于数据结构（Datastructure）的设计与实现。27计算机导论计算机学院多媒体技术28计算机导论计算机学院媒体的定义•媒体是一种分发和表示信息的方法，例如，文本、图形、图像和声音。29计算机导论计算机学院多媒体计算机多媒体计算机（MPC)：能处理多种媒体的计算机，它能综合处理文字，声音，图形，图像等多种媒体信息的计算机系统。MPC联盟规定多面体计算机系统由5个基本部件组成：PC机、CD-ROM、声卡、音箱和Windows操作系统MPC4.0，它为将PC机升级成MPC提供了一个指导原则，要求在普通微机的基础上增加以下4类软、硬件设备：①声/像输入设备光驱、话筒、扫描仪、录音机、摄像机等。②声/像输出设备音效卡、刻录光驱、投影仪等。③功能卡电视卡、视频采集卡、视频输出卡、网卡、VCD压缩卡等。④软件支持：音响、视频和通讯信息以及实时、多任务处理软件。30计算机导论计算机学院多媒体技术多媒体指令集多媒体数据的表示技术大容量的存储技术音频/视频处理技术多媒体计算机显示技术光盘与光盘驱动器技术其他技术，如宽带综合业务数据网等31计算机导论计算机学院多媒体计算机的基本特征多媒体计算机的集成性是指将多种媒体有机地组织在一起，共同表达一个完整的多媒体信息，使文字、声音、图形、图像等一体化。交互性通过软件增强人与计算机双向交流信息的能力。处理信息形式的多样性非纸张输出形式实时性32计算机导论计算机学院多媒体技术的应用教育电子出版信息咨询辅助设计多媒体视频会议系统游戏和娱乐