第4章计算机软件系统

1、科学出版社科学出版社计算机导论计算机导论第第4 4章章 计算机软件系统计算机软件系统掌握计算机软件的定义掌握计算机软件的定义了解计算机软件和硬件的关系了解计算机软件和硬件的关系掌握软件的分类方法掌握软件的分类方法掌握常用工具软件的使用方法掌握常用工具软件的使用方法了解办公信息系统的组成和常用的办公软件了解办公信息系统的组成和常用的办公软件了解程序设计语言的组成元素了解程序设计语言的组成元素了解良好的程序设计风格了解良好的程序设计风格掌握软件系统的工作原理掌握软件系统的工作原理学习目标学习目标主要内容主要内容计算机软件概述计算机软件概述1第第4 4章章 计算机软件系统计算机软件系统常用工具软件常

2、用工具软件2办公自动化软件办公自动化软件3程序设计基础程序设计基础4软件系统的工作原理软件系统的工作原理54.1 4.1 计算机软件概述计算机软件概述计算机计算机软件的定义软件的定义计算机软件是指用计算机指令和计算机算法语言编写的程序，以及运行程序所需的计算机软件是指用计算机指令和计算机算法语言编写的程序，以及运行程序所需的文档、数据。文档、数据。计算机计算机软件的软件的特点特点1. 软件是一种逻辑实体。不是具体的物理实体，具有抽象性。软件是一种逻辑实体。不是具体的物理实体，具有抽象性。2. 软件的生产与硬件等产品的生产不同。软件的开发没有明显的制造过程。软件的生产与硬件等产品的生产不同。软件

3、的开发没有明显的制造过程。3. 软件实现的功能改变或修改相对硬件容易，升级换代比硬件快。软件实现的功能改变或修改相对硬件容易，升级换代比硬件快。4. 软件的开发和运行受到计算机系统的限制，对系统有不同程度的依赖。软件的开发和运行受到计算机系统的限制，对系统有不同程度的依赖。 5. 软件是复杂的。软件是复杂的。6. 软件开发工作涉及许多社会因素，如机构、体制及管理方式等问题，甚至涉及人软件开发工作涉及许多社会因素，如机构、体制及管理方式等问题，甚至涉及人的观念和心理。的观念和心理。4.1 4.1 计算机软件概述计算机软件概述软件与硬件的关系软件与硬件的关系硬件是软件运行的基础，软件是对硬件功能的

4、扩充和完善，软件的运行最终都被转硬件是软件运行的基础，软件是对硬件功能的扩充和完善，软件的运行最终都被转换为对硬件设备的操作。许多硬件所能达到的功能往往需要软件的配合来实现。换为对硬件设备的操作。许多硬件所能达到的功能往往需要软件的配合来实现。软件和硬件是计算机系统不可分割的两个部分，它们相互依赖、相互影响、相互促软件和硬件是计算机系统不可分割的两个部分，它们相互依赖、相互影响、相互促进。进。软件的分类软件的分类(根据软件的用途分类根据软件的用途分类)4.2 4.2 常用工具软件常用工具软件什么是工具软件什么是工具软件一般来说，工具软件是指除操作系统、大型商业应用软件之外的一些软件。大多数一般

5、来说，工具软件是指除操作系统、大型商业应用软件之外的一些软件。大多数工具软件是共享软件、免费软件、自由软件或者软件厂商开发的小型商业软件，主工具软件是共享软件、免费软件、自由软件或者软件厂商开发的小型商业软件，主要包括系统安全工具、文件传输工具、文件文档工具、翻译转换工具、音频视频工要包括系统安全工具、文件传输工具、文件文档工具、翻译转换工具、音频视频工具、图形图像工具等几大类。具、图形图像工具等几大类。工具软件的获取途径工具软件的获取途径购买安装光盘、通过专门网站购买安装光盘、通过专门网站(华军软件园、天空软件、太平洋下载、中关村下载、华军软件园、天空软件、太平洋下载、中关村下载、非凡软件站

6、等非凡软件站等)下载、通过官方网站下载。多数工具软件可以先下载试用版，试用满下载、通过官方网站下载。多数工具软件可以先下载试用版，试用满意后购买正版。意后购买正版。工具软件的工具软件的安装与卸载安装与卸载一般情况下，软件的安装是先运行该软件的安装文件一般情况下，软件的安装是先运行该软件的安装文件setup.exe或者或者install.exe，然然后按照向导的提示完成后按照向导的提示完成安装。安装。软件的卸载方式有如下三种：利用软件自带的卸载程序卸载；使用软件的卸载方式有如下三种：利用软件自带的卸载程序卸载；使用Windows系统自系统自带的带的“添加添加/删除程序删除程序”卸载；使用专用的卸

7、载工具卸载软件。卸载；使用专用的卸载工具卸载软件。4.2 4.2 常用工具软件常用工具软件Adobe Reader超星阅览器超星阅览器CAJ全文浏览器全文浏览器学习软件学习软件网络蚂蚁网络蚂蚁网际快车网际快车FlashGet迅雷迅雷影音传送带影音传送带下载软件下载软件Windows Media PlayerRealPlayer暴风影音暴风影音KMPlayer影音娱乐软件影音娱乐软件Google翻译翻译金山爱词霸金山爱词霸海词在线词典海词在线词典译典通译典通有道词典有道词典金山词霸金山词霸灵格斯词霸灵格斯词霸词典工具词典工具图像浏览软件图像浏览软件ACDSee4.3 4.3 办公自动化软件办公自

8、动化软件什么是办公自动化什么是办公自动化办公自动化（办公自动化（Office Automation ,简称简称OA）通常是指办公人员运用计算机技术、通）通常是指办公人员运用计算机技术、通信技术、系统科学、管理科学等先进的科学技术，并借助于先进的设备进行事务处信技术、系统科学、管理科学等先进的科学技术，并借助于先进的设备进行事务处理、管理控制和决策分析等办公活动的综合。它是由办公人员和办公设备加上现代理、管理控制和决策分析等办公活动的综合。它是由办公人员和办公设备加上现代科技手段构成的、服务于某种目标的信息处理系统，其目的是为了提高办公活动的科技手段构成的、服务于某种目标的信息处理系统，其目的是

9、为了提高办公活动的效率和办公工作的质量。效率和办公工作的质量。办公信息系统（办公信息系统（Office Information System，简称，简称OIS）的特点）的特点1. 办公自动化是综合多门学科的发展迅速的新型学科。办公自动化是综合多门学科的发展迅速的新型学科。 2. 办公信息系统是人机会话的信息系统。办公信息系统是人机会话的信息系统。 3. 办公信息系统应实现对文字、数据、语音、图形和图像等信息的一体化处理过程。办公信息系统应实现对文字、数据、语音、图形和图像等信息的一体化处理过程。 4. 办公自动化以提高办公效率和办公质量为目的。办公自动化以提高办公效率和办公质量为目的。4.3

10、4.3 办公自动化软件办公自动化软件办公信息系统的组成办公信息系统的组成办公自动化技术办公自动化技术硬件设备硬件设备软件软件信息采集、处理技术电话机、计算机、扫描仪、刻录机、打印机、复印机、传真机、一体机、打卡机、录音机、数码相机、摄像机等。操作系统、图像处理软件、音视频处理软件等。信息传输、控制技术音视频播放设备、投影仪、服务器、路由器、交换机、集线器等。操作系统、播放软件、通信协议、防火墙、通信软件、加密软件等。信息存储技术刻录机、服务器、光盘塔、硬盘列阵、移动硬盘、U盘等。操作系统、数据库、数据压缩软件、恢复软件等。表表4.14.1办公信息系统的软硬件构成办公信息系统的软硬件构成4.3

11、4.3 办公自动化软件办公自动化软件常用的办公软件常用的办公软件1. WPS Office是一个集文字处理、电子表格、文档演示、邮件管理、网页浏览和图片是一个集文字处理、电子表格、文档演示、邮件管理、网页浏览和图片浏览等功能于一身的办公组合系统浏览等功能于一身的办公组合系统，WPS完整体验了国内办公的全部过程。完整体验了国内办公的全部过程。WPS包括包括金山文字、金山表格、金山演示三部分，其文档格式分别兼容金山文字、金山表格、金山演示三部分，其文档格式分别兼容Microsoft Word、Excel、PowerPoint文档格式。文档格式。2. Microsoft Office是一套由微软公司

12、开发的办公软件，它为是一套由微软公司开发的办公软件，它为Microsoft windows和和Apple MAC OS X而开发。而开发。Office标准版中包含标准版中包含Word、Excel、Outlook、PowerPoint、FrontPage等，在办公软件领域占据统治地位等，在办公软件领域占据统治地位 ，其文档格式，其文档格式DOC等已等已成为行业标准。成为行业标准。 3. Lotus是一种包括表格处理、数据库管理和统计图表绘制三大功能的综合应用软件。是一种包括表格处理、数据库管理和统计图表绘制三大功能的综合应用软件。4. Adobe Photoshop是一个由是一个由Adobe S

13、ystems开发和发行的图像处理软件，分为图开发和发行的图像处理软件，分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作等功能像编辑、图像合成、校色调色及特效制作等功能 。4.3 4.3 办公自动化软件办公自动化软件常用的办公软件（续）常用的办公软件（续）5. AutoCAD是目前国内外最为广泛使用的计算机辅助设计绘图软件包，利用计算机帮是目前国内外最为广泛使用的计算机辅助设计绘图软件包，利用计算机帮助用户进行图形处理和计算，辅助用户完成产品设计中的绘图工作。如今助用户进行图形处理和计算，辅助用户完成产品设计中的绘图工作。如今AutoCAD已已被广泛应用于机械、建筑、电子、航天、造船、石油化工、土木工

14、程、冶金、地质、被广泛应用于机械、建筑、电子、航天、造船、石油化工、土木工程、冶金、地质、气象、纺织、轻工和商业等各领域。气象、纺织、轻工和商业等各领域。6. Flash是一种用于制作、编辑动画和电影的软件，是一种用于制作、编辑动画和电影的软件，用它可以制作出一种扩展名用它可以制作出一种扩展名为为 .swf的动画文件，这种文件可以插入的动画文件，这种文件可以插入HTML里，也可以单独成为网页，已成为网络里，也可以单独成为网页，已成为网络动画的标准格式。动画的标准格式。7. Authorware是是Macromedia公司推出的功能强大的多媒体创作工具，它为创作者提公司推出的功能强大的多媒体创作

15、工具，它为创作者提供了供了 一个基于流程图和设计图标的开发环境，具备多媒体素材的集成能力和超强的交一个基于流程图和设计图标的开发环境，具备多媒体素材的集成能力和超强的交互控制能互控制能 力。力。4.4 4.4 程序设计基础程序设计基础程序设计语言程序设计语言 程序设计语言的发展演变：计算机程序设计语言经历了从机器语言、汇编语言到高级程序设计语言的发展演变：计算机程序设计语言经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展历程。语言的发展历程。机器语言汇编语言高级语言由由和的二进制代码按一定规则组成的，并能被机器直接理和的二进制代码按一定规则组成的，并能被机器直接理解和执行的指令集合。解和执行的指令集

16、合。机器语言不易被程序员理解。机器语言不易被程序员理解。为了克服机器语言的缺点，人们将机器指令的代码用英文助记为了克服机器语言的缺点，人们将机器指令的代码用英文助记符来表示，例如用符来表示，例如用ADD表示加、表示加、JMP表示程序跳转等。汇编语表示程序跳转等。汇编语言是面向机器的语言。言是面向机器的语言。高级语言接近于数学语言或自然语言，同时又不依赖于计算机高级语言接近于数学语言或自然语言，同时又不依赖于计算机硬件，编出的程序能在所有计算机上通用。硬件，编出的程序能在所有计算机上通用。4.4 4.4 程序设计基础程序设计基础程序设计语言（续）程序设计语言（续） 用高级语言编写的程序称为高级语

17、言源程序，也不能直接执行，必须经过语言处理程用高级语言编写的程序称为高级语言源程序，也不能直接执行，必须经过语言处理程序的解释或编译后才能执行。解释或编译是把源程序翻译成机器语言的过程。序的解释或编译后才能执行。解释或编译是把源程序翻译成机器语言的过程。（执行）（编译）高级语言源程序机器语言目标程序执行结果编译程序（解释并执行）高级语言源程序解释程序执行结果4.4 4.4 程序设计基础程序设计基础程序设计语言（续）程序设计语言（续） 高级语言的基本元素：高级语言的基本元素：1. 符号系统：符号系统：规定了程序语言所使用的基本字母、数字和特殊符号。一般有数字规定了程序语言所使用的基本字母、数字和

18、特殊符号。一般有数字09，26个英文字母，？个英文字母，？*&#+-等特殊符号组成。等特殊符号组成。2. 变量：变量：变量是程序小的基本实体，代表某个被处理的具体数据，并且在程序执行过变量是程序小的基本实体，代表某个被处理的具体数据，并且在程序执行过程中它所代表的数据可以发生变化。程中它所代表的数据可以发生变化。3. 数据类型：数据类型：数据类型是具有同种性质的数据的集合。字符型、整型、实数型、逻辑数据类型是具有同种性质的数据的集合。字符型、整型、实数型、逻辑型等为基本数据类型，数组、结构体等为构造数据型等为基本数据类型，数组、结构体等为构造数据 类型。类型。4. 表达式：表达式：由运

19、算符连接起来的一个字符串，表达要对有关参加运算的实体，如变量、由运算符连接起来的一个字符串，表达要对有关参加运算的实体，如变量、常量、函数等实施运算。常见的有常量、函数等实施运算。常见的有算术表达式算术表达式、关系表达式关系表达式、逻辑表达式逻辑表达式。5. 语句：语句：语句语句般可以由语句定义符、基本元素般可以由语句定义符、基本元素(如变量、常量、函数等如变量、常量、函数等)、表达式和、表达式和分隔符号构成。分隔符号构成。6. 控制结构：控制结构：控制结构规定了程序中语句的执行顺序。在程序设计语言中至少提供顺控制结构规定了程序中语句的执行顺序。在程序设计语言中至少提供顺序结构、选择结构和循环

20、结构三种基本结构。序结构、选择结构和循环结构三种基本结构。7. 程序：程序：由若干个语句按语法以列表的形式构成、不同的语言其程序的外在表现不同。由若干个语句按语法以列表的形式构成、不同的语言其程序的外在表现不同。8. 注释：注释：注释是程序的非有效部分，仅供人在阅读理解程序时使用。注释是程序的非有效部分，仅供人在阅读理解程序时使用。4.4 4.4 程序设计基础程序设计基础结构化程序设计：结构化程序设计：程序算法+数据结构程序设计的基本方法与步骤：程序设计的基本方法与步骤：1. 深入理解待解问题，搞清楚待解问题的本质和所隐含的要求。深入理解待解问题，搞清楚待解问题的本质和所隐含的要求。2. 根据

21、问题所要处理数据的特点，对数据进行抽象与组织。根据问题所要处理数据的特点，对数据进行抽象与组织。结构化程序设计是以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立结构化程序设计是以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立的模块。其基本思想是采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法。的模块。其基本思想是采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法。任何程序都可由顺序、选择、重复三种基本控制结构构造。任何程序都可由顺序、选择、重复三种基本控制结构构造。 图4-10程序三种控制结构4.4 4.4 程序设计基础程序设计基础良好的程序设计风格良好的程序设计风格 1. 编码格式和编码约定在整个

22、程序中保持编码格式和编码约定在整个程序中保持致。致。2. 程序中应给出必要的注释，尤其在变量定义、调用接口、参数传递处，在对程序进程序中应给出必要的注释，尤其在变量定义、调用接口、参数传递处，在对程序进行修改时，应注明修改原因、时间和修改人等。行修改时，应注明修改原因、时间和修改人等。3. 对变量、函数、过程的命名应遵从见名知义原则，避免含义不清的书写。标志符可对变量、函数、过程的命名应遵从见名知义原则，避免含义不清的书写。标志符可以采用如下规范的命名体系之一：匈牙利命名法、以采用如下规范的命名体系之一：匈牙利命名法、GNU编程风格、编程风格、Java 命名规则等。命名规则等。4. 采用缩进书

23、写格式，突出程序的逻辑层次结构。采用缩进书写格式，突出程序的逻辑层次结构。5. 一般一般行只写行只写条语句，使用括号间隔表达式或语句的组成部分，使各组成部分清条语句，使用括号间隔表达式或语句的组成部分，使各组成部分清晰。晰。6. 尽量避免使用复杂、不易理解的算术表达式和逻辑表达式。尽量避免使用复杂、不易理解的算术表达式和逻辑表达式。7. 使用结构化或面向对象的编程技术，提高程序的可重用性和可扩展性。使用结构化或面向对象的编程技术，提高程序的可重用性和可扩展性。8. 除非必须如此，应尽量避免多任务或多重处理。除非必须如此，应尽量避免多任务或多重处理。9. 提高程序的健壮性，预防用户的操作错误，做

24、到废进废出。提高程序的健壮性，预防用户的操作错误，做到废进废出。4.5 4.5 软件系统的工作原理软件系统的工作原理程序和指令集程序和指令集 计算机指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能完成的某一操计算机指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能完成的某一操作。指令是计算机运行的最小单位。作。指令是计算机运行的最小单位。指令格式则是指令字用二进制代码表示的结构形式，由操作码字段和操作数（地址码）指令格式则是指令字用二进制代码表示的结构形式，由操作码字段和操作数（地址码）字段组成。字段组成。操作码：表征指令的操作特性与功能。操作码：表征指令的操作特性与功能。操作数

25、：通常指定参与操作的操作数的地址。操作数：通常指定参与操作的操作数的地址。一台计算机所能支持的全部机器指令的集合就是该计算机的指令集。一台计算机所能支持的全部机器指令的集合就是该计算机的指令集。CPU的指令集从的指令集从主流的体系结构上分为精简指令集和复杂指令集，而普通的计算机处理器基本上是使主流的体系结构上分为精简指令集和复杂指令集，而普通的计算机处理器基本上是使用的复杂指令集。用的复杂指令集。4.5 4.5 软件系统的工作原理软件系统的工作原理处理器逻辑处理器逻辑 微处理器内包含数以公里计的精密电路，以及数以百万计的微型元件，这些元件分为微处理器内包含数以公里计的精密电路，以及数以百万计的微型元件，这些元件分为很多种不同的操作单元，如运算器和控制器。很多种不同的操作单元，如运算器和控制器。运算器分为算术逻辑运算单元和寄存器，算术逻辑运算单元（运算器分为算术逻辑运算单元和寄存器，算术逻辑运算单元（ ALU）主要完成对二进）主要完成对二进制数据的定点算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与、或、非）。运算器只能完成运制数据的定点算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与、或、非）。运算器只能完成运算，而控制器用于控制着