第4章 计算机软件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第,4,章,计算机软件,2,主要内容：,4.1,软件的发展,4.2,软件的概念与特点,4.3,软件的分类,4.4,常用应用软件简介,4.5,计算机语言与程序设计,3,1801,年，法国机械师,杰卡德,完成了“自动提花编织机”的设计制作。,杰卡德编织机奏响了,19,世纪机器自动化的序曲,。伦敦出版的,不列颠百科全书,，,JACQUARD,（杰卡德）一词意思就是“提花机”，他的名字已经与提花机融为一体。,他为程序控制机器开辟了广阔的前景,。,打孔工人,最早的“程序录入员”,4,世界上第一位软件工程师,爱,达奥古斯塔,预言：,计算机应该发展成一个可用符号来表示任何事物的装置,计算机可以用在纺织机械上，用卡片存储复杂的花样,计算机可以用来绘图、演奏音乐,贡献：,变量、递归、程序算法,计算三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序,5,1981,年,美国国防部花了,10,年的时间,研制了一种计算机全功能混合语言,并成为军方数千种电脑的标准。为了纪念爱达夫人,这种语言被正式命名为,ADA,语言,并赞誉她是“世界上第一位软件工程师”。,6,4.1,软件的发展,第一个阶段（,19491959,）：早期专业服务公司，这些专业的服务公司专门为一些客户订做大型软件项目。,1954,年，美国航空公司要求,IBM,开发,SABRE,飞机预订系统，,IBM,组织了,200,名软件工程师，耗资,3000,万美元，历时,10,年终于在,1964,年完成了系统的全部开发。,世界上公认的第一家软件公司是在,1955,年由两位前,IBM,同事利用,4,万美元创立的计算机惯用法公司（,Computer Usage Company,）。,7,4.1,软件的发展,第二阶段（,1956,年,1981,年）：独立软件产品的出现。,Cullinane,公司是历史上第一家公开上市的软件公司，主要销售,IDMS,一个针对,IBM,主机的数据库系统。,1975,年，比尔,盖茨和保罗,艾伦创立微软公司；,1976,年成立的著名数据库公司,Oracle,。,Cullinane,公司创始人,John Cullinane,微软公司创始人,比尔,盖茨,Oracle,公司创始人,拉里,埃里森,8,4.1,软件的发展,第三阶段（,1981,年,至今）：软件公司从热衷于为企业提供解决方案，推广至服务大众市场。,1981,年，,IBM,个人计算机推出。,在,80,年代和,90,年代，随着个人计算机的发展普及，许多软件企业开始从为大型机专有操作系统提供软件服务转向为个人计算机提供软件。,9,4.2,软件的概念与特点,“,软件（,software,）,”,一词最早出现于,20,世纪,60,年代。,GB/T 1145789,中的定义，,软件,是指与计算机系统的操作相关的计算机程序、规程、规则以及任何与之有关的文件。,软件包括程序（,program,）和文档（,document,）两部分。,程序是按既定算法，采用某种计算机语言编写的解决某个问题的指令序列。,文档是指用自然语言或者形式化语言所编写的文字资料和图表，用来描述程序的内容、组成、设计、功能规格、开发情况、测试结果及使用方法，如程序设计说明书、流程图和用户手册等。,10,软件的复杂性,要求必须撰写文档资料,软件的复杂性举例：,程序规模：,Windows XP,源程序约有,5000,万行,人员队伍：,Vista,及新版,Office 2007,两个团队开发设计成员总共,9000,余人,开发周期：,Vista,的开发经历,6,年,，发布时间一拖再拖,资金投入：,微软为,Vista,投入,90,亿美元,，包括,Vista,未来的配套及合作伙伴的投入，预计在,180,亿美元,以上，如果加上新版,Office,的成本，投入资金在,240,亿,270,亿美元,之间,11,软件的特点,（,1,）,软件是一种逻辑实体,，而不是具体的物理实体。因此，它具有抽象性。,（,2,）,软件没有明显的制造过程,。对软件的质量控制，必须立足于软件开发方面。软件一旦被开发成功，利用拷贝技术可以用很低的成本大量产生该软件的副本。,（,3,）软件的,数字化特性,使其在使用过程中无磨损、老化的问题。,（,4,）软件对硬件和环境有着不同程度的,依赖性,，为了解除这种依赖性，在软件开发中提出了软件移植的问题。,12,（,5,）软件的开发至今尚未完全摆脱,手工作坊式,的开发方式，生产效率低。,（,6,）,软件是复杂的,。软件的复杂性可能来自它所反映的实际问题的复杂性，也可能来自程序逻辑结构的复杂性。,（,7,）,软件的成本相当昂贵,。软件开发需要投入大量的、高强度的脑力劳动，成本非常高，风险也大。,（,8,）,软件工作牵涉很多社会因素,。许多软件的开发和运行涉及机构、体制和管理方式等问题，还会涉及人们的观念和心理，这些因素直接影响到项目的成败。,软件的特点,13,4.3,软件的分类,按,软,件,功,能,划,分,系,统,软,件,应,用,软,件,按,软,件,产,权,性,质,划,分,共,享,软,件,商,业,软,件,自,由,软,件,计算机软件的作用,软件,用户,硬件,用户,2560,2970,3260,101000000000,101110011010,110010111100,SALES,计算机软件的作用,只有硬件系统的计算机,”,裸机,”,软件,硬件,物质基础,灵魂,管理系统资源,提高系统效率,方便用户使用,扩大机器功能,硬件的能力非常有限，只是速度极高而已,没有软件，硬件几乎什么任务也完成不了,1,、系统软件,系统软件,是支持计算机用户能方便的使用和,管理计算机系统（硬件、软件）,的软件。,功能：,对整个计算机系统（硬件、软件）进行调度、管理、监视和服务；,方便用户使用计算机；,可扩充机器功能；,提高机器的使用效率。,特点：,与硬件系统联系紧密,不依赖于特定的应用领域,硬件,系统软件,应用软件,计算机用户,1),操作系统（,Operating System OS,）,直接运行在,“裸机”,上的,最基本的系统软件,，任何其他的软件都必须在操作系统支持下才能运行。,硬件,系统软件,应用软件,计算机用户,操作系统,2),语言处理程序,指起翻译作用的,翻译程序,，它能将,汇编语言,和,高级语言编制,的程序翻译成等价的,机器语言程序,。,硬件,系统软件,应用软件,计算机用户,操作系统,计算机语言处理程序,19,3),数据库管理系统（,Database Management System, DBMS,）,硬件,系统软件,应用软件,计算机用户,操作系统,计算机语言处理程序,数据库管理系统,20,4),实用工具,指一类对软件开发特别有用的工具程序,，它们可以用来帮助对其他程序进行开发、修复或者优化性能等。,硬件,系统软件,应用软件,计算机用户,操作系统,计算机语言处理程序,连接,程序,调试,程序,测试,程序,诊断,程序,数据库管理系统,21,2,、应用软件,1),通用应用软件,应用于许多行业和部门的应用软件,2),定制应用软件,针对具体实际问题,为开发的应用软件,完全按照用户的特定需要而专门开发,办,公,软,件,包,图形,图像,软件,杀,毒,软,件,教,务,系,统,订,票,系,统,银,行,业,务,通用应用软件,定制应用软件,22,通用应用软件,办公软件包（文字处理、电子表格）,图形图像处理软件,动画制作软件,网络服务软件,媒体播放软件,压缩和解压缩软件,防病毒软件,学习软件,娱乐软件,23,通用应用软件,24,定制应用软件,25,按,软,件,功,能,划,分,操作系统,计算机语言处理程序,数据库管理系统,连接,程序,调试,程序,测试,程序,诊断,程序,系,统,软,件,应,用,软,件,办,公,软,件,包,图,形,图,像,软,件,杀,毒,软,件,.,教,务,系,统,订,票,系,统,银,行,业,务,通用应用软件,定制应用软件,支,撑,软,件,26,应用软件,专门用于帮助最终用户,解决各种具体应用问题,的软件,系统软件,不是为了解决某种具体应用，而是为了：,方便用户使用计算机,使计算机有效、安全、可靠地运行,给应用软件的开发与运行提供支持,应,用,软,件,语言处理程序,DBMS,Tools,网络与通信软件,操作,系,统,系统软件和应用软件的关系,硬件,28,4.4,常用应用软件简介,办公软件,图形和图像处理软件,动画制作软件,网络服务软件,数据库应用软件,压缩和解压缩软件,防病毒软件,29,办公软件,办公软件是专门为办公自动化服务的，其中涉及到对文字、数字、表格、图形、图像等多种多媒体信息的处理，一般包括文字处理、电子表格、桌面排版、演示软件等。,30,图形和图像处理软件,图形和图像软件主要应用于工程设计、科学计算、文化艺术等领域。常用的图像软件有,PhotoShop,；常用的绘图软件有,AutoCAD,、,CorelDraw,等。,31,动画制作软件,动画制作软件可以提供各种那个动画编辑功能，还可以提供如场景变换、角色更替等功能。常用的动画制作软件有,Animator Pro,、,Flash,、,3D Studio MAX,等。,32,网络服务软件,网络服务软件主要包括,Web,浏览器、电子邮件、,FTP,软件等。,33,数据库应用软件,常见的数据库应用软件有银行业务系统、超市销售系统、铁路售票系统、学校教学管理系统、图书馆管理系统等。,34,压缩和解压缩软件,压缩软件用于将大容量的文件压缩成容量小的文件，以减少占用的计算机容量。目前常用的压缩软件有,Winzip,和,Winrar,等。,35,防病毒软件,常用的有金山毒霸、瑞星杀毒、江民杀毒软件、诺顿防病毒软件、卡巴斯基杀毒软件等。,36,4.5,计算机语言与程序设计,程序设计语言极其分类,常用计算机语言介绍,语言处理程序,程序设计的步骤和方法,程序的基本组成,37,计算机程序的概念,指用某种计算机,程序设计语言,编写的，为解决某个实际问题或完成某项任务的,指令序列,。,Private,Sub,cmdComp_,Click,(),Rem,计算圆的面积,Dim,r,As,Single,，,Area,As,Single,r =,Val,(txtInput1.,Text,),Area = 3.14159 * r * r,txtCircle.,Text,=,Str,(Area),End Sub,【,任务,】,输入圆的半径,r,，计算圆的面积,Area,输入半径,计算面积,输出面积,【,语言,】,Visual Basic,1.,程序设计语言及其分类,38,（,1,）程序设计语言（计算机语言）,程序设计语言,指编写计算机程序所用的语言,是人与计算机进行交流的工具。,计算机硬件仅仅知道,0,和,1,有问题需要计算机解决的人,交流的鸿沟,39,（,1,）程序设计语言（计算机语言）,程序设计语言,指编写计算机程序所用的语言,是人与计算机进行交流的工具。,程序设计语言,计算机硬件仅仅知道,0,和,1,有问题需要计算机解决的人,40,（,2,）按发展过程，程序设计语言分为：,低级语言,高级语言,硬件,依赖于机器,系统软件,硬件,独立于机器,机,器,语,言,汇,编,语,言,41,（,2,）按发展过程，程序设计语言分为：,低级语言,高级语言,机,器,语,言,汇,编,语,言, 第一代语言,机器语言,指令,由,“,0,”,和,“,1,”,组成的二进制代码，规定了计算机执行的一个操作。,计算机能执行的,指令,的集合，称为,指令系统,。,机器语言,就是计算机的,指令系统,。,MIPS,计算机上求最大共约数的机器程序,(16,进制表示,),每条机器指令均为,32,个二进位, 第一代语言,机器语言,指令,由,“,0,”,和,“,1,”,组成的二进制代码，规定了计算机执行的一个操作。,计算机能执行的,指令,的集合，称为,指令系统,。,机器语言,就是计算机的,指令系统,。,操作码,操作数,10110000,00001111,00101100,00001010,11110100,寄存器,AX,00001111,【,任务,】,计算,15+10,00001010,00011001,优点：,能在计算机上直接执行；,占用空间少，执行速度快；,缺点：,不同机器的指令系统不同，,通用性差,；,难学、难记、难修改、,易出错,；,编程工作量大,；,45, 第二代语言,汇编语言,用,助记符,代替,机器语言,中二进制代码（指令）,ADD,加法,SUB,减法,MOV,数据传输,操作码,操作数,10110000,00001111,00101100,00001010,11110100,00001111,【,任务,】,计算,15+10,00001010,MOV AX,15,ADD AX,10,HLT,将,15,传送到,AX,寄存器,将,AX,内容加,10,，结果在,AX,中,翻译,成计算机能识别的,机器语言,，才能被执行。,优点：,占用空间少，执行速度快；,缺点：,不同机器的指令长度、寻址方式、寄存器数目、指令表示等都不一样，,通用性差,；,编程工作量大,；,高级语言,目的：,克服汇编语言的缺陷，提高编程和维护的效率,特点：,接近人们日常使用的自然语言,(,英语,),，容易理解、记忆和使用。,有,严格的语法规则,，富有,逻辑性,。,A = 15 + 10,MOV AX,15,ADD AX,10,HLT,48,高级语言,翻译或编译,成计算机能识别的,机器语言,，才能被执行。,优点：,不必受机器制约，,通用性强,；,不必了解机器的指令系统，集中解决问题本身，,编程效率高,。,缺点：,占用空间大；,执行速度比,机器语言,、,汇编语言,慢；,49,（,2,）按发展过程，程序设计语言分为：,低级语言,高级语言,机,器,语,言,汇,编,语,言,人工智能,Lisp,、,Prolog,用于军事,Ada,50,51,52,指起翻译作用的,翻译程序,，它能将,汇编语言,和,高级语言编制,的程序翻译成等价的,机器语言程序,。,硬件,系统软件,应用软件,计算机用户,操作系统,计算机语言处理程序,数据库管理系统,连接,程序,调试,程序,测试,程序,诊断,程序,3.,语言处理程序,53,MOV AX,15,ADD AX,10,HLT,A = 15 + 10,计算机语言处理程序,源程序,10110000,00001111,00101100,00001010,11110100,00001111,00001010,目标程序,54,分类：,根据所处理语言和处理方法,计算机语言处理程序,汇,编,程,序,编,译,程,序,解,释,程,序,55,汇编程序,处理语言,汇编语言,处理方法,对汇编语句逐条翻译成机器语言,MOV AX,15,ADD AX,10,HLT,10110000,00001111,00101100,00001010,11110100,源程序,目标程序,56,编译程序,处理语言,高级语言,源程序,编,译,程,序,目标,程序,连,接,程,序,可执行文件,.EXE,执行,结果,扫描一遍或多编,计算机,57,解释程序,处理语言,高级语言,DIM,A,A = 15 + 10,PRINT,A,END,解,释,程,序,定义变量,A,，保存计算结果,15,与,10,相加的结果放入,A,中,输出,A,程序结束,源程序,执行,结果,逐行翻译，逐行执行,BASIC,、,Visual Basic,、,VBScript,、,Java,、,JavaScript,等都是解释执行的语言,计,算,机,58,编译程序与解释程序的区别,编译程序,处理方法,对,源程序,扫描一遍或多编，生成高效运行的,目标程序,，再由计算机执行。,特点：,效率高，实现复杂。,解释程序,处理方法,对,源程序,逐行扫描（一遍），逐行翻译，逐行执行。,特点：,结构简单、易于实现，效率较低。,“,口译,”,“,笔译,”,4.,程序设计的步骤和方法,（,1,）问题建模：,（,2,）算法设计；,（,3,）编写程序代码；,（,4,）编译调试运行程序；,（,5,）整理程序文档资料。,程序设计的步骤,4.,程序设计的步骤和方法,（,1,）结构化程序设计,结构化程序设计是一种功能分解的方法，它采用自顶向下、逐步求精的方法，将整个系统的复杂功能逐层分解，直到每个模块具有明确的功能和适当的复杂度，每个模块由三种基本结构组成。,（,2,）面向对象程序设计,是在,20,世纪,80,年代提出的，也是目前流行的程序设计方法。这种设计方法的特点是程序模块化程度高，代码复用性、灵活性、可扩展性强，开发和维护效率高，并与可视化技术相结合，改善了人机界面。,程序设计的方法,61,THE END,