计算机基础--软件bit-4

第2页/128本章要点软件、软件特征、软件分类、软件发展史、软件发展趋势操作系统、操作系统分类、操作系统功能、文件管理、进程管理、存储管理、设备管理、用户接口典型操作系统MS-DOS、Windows、Unix、Linux特点操作系统基本操作、文件操作、磁盘操作、命令方式操作、安装应用软件操作、系统资源管理操作第3页/128了解软件、软件特征、软件技术及发展趋势了解有关操作系统的基本概念从资源管理的角度了解操作系统的主要功能（对表格的管理）了解操作系统的5大功能（文件管理、进程管理、存储管理、设备管理、用户接口）从使用角度了解用户接口教学目标第4页/1284.1计算机软件概述4.1.1软件的基本概念4.1.2软件发展史4.1.3软件技术发展趋势第5页/128什么是软件？超级计算机“沃森”能够模拟人类的思维方式，甚至在某些领域能够战胜人类，这些行为能力和功能是什么呢？“沃森”能够模拟人类大脑进行思考、联想、学习、推理、归纳以及抽象等逻辑思维的能力是“软能力”，也即软件的能力，它是无形的，看不见、也摸不着的。计算机的思维能力就是“软件”的能力。第6页/128软件的基本概念计算机系统由计算机硬件和软件构成。计算机神奇的功能是在软件的“指挥”下创造出来的。软件是各种程序、数据结构和有关文档的总称。程序是：为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合；是人们求解问题的逻辑思维活动的代码化描述程序的最重要的目的是：便于阅读、交流数据结构文档【课堂举例】现实生活中程序的实例。宫爆鸡丁的菜谱。第7页/128软件的特征⑴软件是一种逻辑的实体，⑵软件的生产方式不同。⑶软件产品的生命周期不同。⑷软件产品受计算机系统的限制。⑸软件的开发方式不同。⑹软件产品的成本构成不同。⑺软件本身是复杂的。第8页/128软件分类操作系统网络系统通信软件程序设计语言编译系统工具软件实时软件科学计算和数据处理软件嵌入式软件人工智能软件专用领域的软件软件系统软件应用软件事务处理软件数据库管理系统第9页/128软件技术的发展软件技术伴随计算机技术的发展经历了程序设计、软件系统、软件工程和面向对象软件工程四个时代。程序设计时代（20世纪五、六十年代）软件系统时代（20世纪六、七十年代）软件工程时代（20世纪七十年代以后）面向对象软件工程时代（20世纪八十年代以后）第10页/128软件发展史第一阶段（20世纪40～50年代）目标用最少资源获得最大运算能力第二阶段（20世纪60年代）目标扩大程序规模以适应更复杂的应用第三阶段（20世纪70年代）目标解决软件危机第四阶段（20世纪80年代）目标发展软件复用技术提高软件生产率第五阶段（20世纪90年代）目标正确的时刻，把正确的信息，安全地送给需要它的人第11页/128软件技术发展趋势1．基于软件复用库的软件重用2．面向对象技术的进一步发展3．针对几种中间件平台开发组件交互的标准和基于组件的软件开发4．模型驱动的软件开发第12页/128软件（Software）随着信息化、网络化和数字化时代的到来，社会对“软件”的需求激增。如今，世界发达国家都把软件列为国家发展的关键技术领域。美国国家关键技术委员会将软件列为六大关键技术之一；欧洲共同体将“软件和信息处理”列为关键技术；我国把信息产业放在优先发展的地位，看作是中国发展高新技术、赶超世界先进水平的一次千载难逢的机遇。第13页/128RogerS.Pressman对软件的认识“计算机软件已经成为一种驱动力。它是进行商业决策的引擎；它是现代科学研究和工程问题寻求解答的基础；它也是鉴别现代产品和服务的关键因素。它被嵌入在各类系统中：交通、医疗、电信、军事、工业生产过程、娱乐、办公、……难以穷举。软件在现代社会中确实是必不可少的。而我们在进入21世纪，软件将成为从基础教育到基因工程的所有领域新进展的驱动力。”第14页/1284.2操作系统概述什么是操作系统操作系统功能操作系统分类操作系统的特征典型操作系统简介第15页/128操作系统概述操作系统（OperatingSystem，OS）是一组控制和管理计算机软、硬件资源、为用户提供便捷使用计算机的程序的集合。OS是硬件与其他软件系统的接口；OS是用户和计算机之间进行“交流”的界面（窗口）。OS对资源的管理实际上是对数据结构（表格）的管理。图4-3操作系统示意图第16页/128计算机系统平台计算机系统是由硬件和软件组成的。硬件是物理设备和器件的总称。硬件是用来完成信息变换、信息存储、信息传输和信息处理的物质基础。软件是计算机程序及相关文档的总称。软件是用来描述实现数据处理的规则和流程。软件硬件计算机系统软件硬件计算机系统没有安装软件的计算机被称为“裸机”，而裸机是无法进行任何工作的。第17页/128为什么要有操作系统？从用户角度来看，计算机系统应该是一个稳定的、对用户友好、便于操作的平台。机器系统操作系统语言编译系统应用系统用户机器系统操作系统语言编译系统应用系统用户但是，实际上用户对硬件直接进行操作是极其困难、甚至是不可能的。怎么办？……对计算机我一窍不通，如何进行操作！！？第18页/128操作系统和虚拟计算机用户面对的是一个整体的计算机系统，分为虚拟机和物理机两个部分。用户实际操作的是虚拟机，物理机是由OS管理和操作的。优点：将复杂的物理操作剥离并下移，交给OS去处理。多级虚拟机器实际机器，使用微指令系统和机器指令系统，直接操控机器硬件应用语言虚拟机，使用各种专用应用语言，实现专业应用领域用户对计算机的操作。例如人工智能语言PROLOG程序设计语言虚拟机，使用各种程序设计语言，实现程序员级用户对计算机的操作。例如汇编语言、C语言操作系统虚拟机，使用OS控制语言，实现用户对计算机的操作。例如，交互操作命令计算机系统物理机器专业应用领域用户程序员用户普通用户硬件系统用户系统设计者多级虚拟机器实际机器，使用微指令系统和机器指令系统，直接操控机器硬件应用语言虚拟机，使用各种专用应用语言，实现专业应用领域用户对计算机的操作。例如人工智能语言PROLOG程序设计语言虚拟机，使用各种程序设计语言，实现程序员级用户对计算机的操作。例如汇编语言、C语言操作系统虚拟机，使用OS控制语言，实现用户对计算机的操作。例如，交互操作命令计算机系统物理机器专业应用领域用户程序员用户普通用户硬件系统用户系统设计者用户打印2份报告！第19页/128操作系统的作用操作系统的主要作用体现在两个方面：一是管理计算机；OS用来更有效地管理和分配系统的硬、软件资源，使得其能够发挥更大的作用。二是使用计算机；用户通过OS，无需了解计算机软、硬件的有关细节就能方便地使用计算机。第20页/128操作系统功能⑴进程管理⑵存储器管理⑶设备管理⑷文件管理⑸用户接口操作系统用户接口设备管理存储器管理处理器管理文件管理第21页/128操作系统分类1．批处理系统（BatchProcessingSystem）2．分时系统（Time-SharingSystem）3．实时操作系统（RealTimeOperatingSystem）4．嵌入式操作系统（EmbeddedOperatingSystem）5．个人计算机操作系统（PersonalComputerOperatingSystem）6．网络操作系统（NetworkOperatingSystem）7．分布式操作系统（DistributedOperatingSystem）OS种类繁多，但基本目的只有一个：即要实现在不同环境下为不同应用目的提供不同形式和不同效率的资源管理，以满足不同用户的操作需要。第22页/128分时OS多用户、多道程序共享一个CPU的OS。将CPU划分为很小的时间片，采用循环轮作方式将这些CPU时间片分配给排队队列中等待处理的每个程序的处理方式。CPU时间片程序1程序2程序N…...程序1程序3程序3程序排队队列CPU第23页/128实时OS实时OS是实时控制系统和实时处理系统的统称。实时控制系统用于过程控制。例如，控制飞行器、导弹发射、飞行过程的自动控制系统。实时处理系统主要指对信息进行及时的处理。例如，利用计算机预订飞机票、火车票或轮船票等。第24页/128嵌入式OS是指运行在嵌入式系统环境中，对各种部件装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的OS。嵌入式OS具有通用OS的基本特点，能够有效管理复杂的系统资源。应用范围广泛，例如，制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面的应用。第25页/128分布式OS分布式操作系统是指通过网络将大量计算机连接在一起，以获取极高的运算能力、广泛的数据共享以及实现分散资源管理等功能为目的的一种OS。它的优点是：①分布性。它集各分散结点计算机资源为一体，以较低的成本获取较高的运算性能。②可靠性。由于在整个系统中有多个CPU系统，因此当某一个CPU系统发生故障时，整个系统仍旧能够工作。第26页/128操作系统的特征1.并发性。可以同时执行多个程序。2.共享性。多个并发执行的程序可以共同使用系统的资源。3.虚拟性。是把逻辑部件和物理实体有机结合为一体的处理技术。通过虚拟技术，可以实现虚拟处理器、虚拟存储器、虚拟设备等。4.不确定性。由于系统共享资源有限，并发程序的执行受到一定的制约和影响。第27页/128典型操作系统简介1．MS-DOS是美国Microsoft公司为16位字长计算机开发的、基于字符（命令行）方式的单用户、单任务的个人计算机OS。2．WINDOWS是Microsoft开发的一个多任务的OS，它采用图形窗口界面，使用户对计算机的各种复杂操作只需通过点击鼠标即可轻松地实现。3．UNIX是通用、交互式、多用户、多任务应用领域的主流OS之一，是被业界公认的工业化标准的OS。UNIX也是目前惟一能在各种类型计算机的各种硬件平台上稳定运行的OS。4.Linux是20世纪90年代推出的一个多用户、多任务的OS。它与UNIX完全兼容，具有UNIX最新的全部功能和特性。Linux的设计是为了在Intel微处理器上更有效的运行。它的最大特点在于它是一个源代码公开的免费OS，其内核源代码可以免费传播。第28页/128MS-DOSMS-DOS16位机、基于字符（命令行）方式的OS1970年美国INTEL公司研制出地1个微处理器；1974年诞生80系列芯片80X（8080、8086、80186、286、486）；如今改为以“Pentium”为其产品系列号。1974年美国APPLE公司推出第1台微机（8088芯片），采用Macintosh操作系统；1981年世界最大的计算机公司IBM推出第1台IBM-PC机，它购买Microsoft公司的MS-DOS作为其PC机的OS，定名为PC-DOS。由于MS-DOS采取开放的策略，使其占据了PC机的主要市场份额，成为PC的主流OS。第29页/128UNIXUNIX中、小型机的、工业标准化的OS1969年美国AT&T公司的BELL实验室在PDP-7小型机上开发出UNIX（汇编语言版本）；1973年推出UNIX第5版（C语言版本）；因此，而获美国计算机界最高奖—ACM图灵奖；1992年据美国Infocorp公司调查,装UNIX的机器占全世界计算机市场的36%;在美国,90%的大学使用UNIX,这些大学的计算机系均开设UNIX操作系统的课程;UNIX已成为通用的、交互式的、多用户、多任务应用领域中小型机的主流操作系统之一。第30页/128WINDOWSWINDOWS是高档微机、多任务、基于图形界面的主流OS1983年11月，MICROSOFT公司推出WINDOWS操作环境；1992年，推出WINDOWS3.1(不是独立的OS);1993年推出WINDOWSNT，网络版操作系统;1995年推出WINDOWS95。1998年推出WINDOWS98。2000年2月推出Windows20