计算机软件基础二-1概论.ppt

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1、第1章 计算机软件基础,学习目标：1.1 软件系统的组成与发展1.2 操作系统1.1 语言及语言处理系统 1.4 数据库管理系统1.5 通用应用软件1.6 软件开发1.7 计算机安全及病毒防治,1.1 软件系统的组成与发展,软件系统的组成,软件的概念IEEE：软件是计算机程序、方法、规则、相关的文档以及在计算机上运行它时所必需的数据。软件程序数据文档用户与计算机硬件之间的桥梁。,软件的分类,操作系统,系统软件,应用软件,语言处理程序,数据库管理系统,定制的应用软件,通用应用软件,常用服务程序,解决各种实际问题,使用和管理计算机,支撑软件,应,用,软,件,硬 件,操,作,系,统,语言处理程序,数

2、据库管理系统,网络与通信软件,实用程序与工具软件,用户,计算机应用系统的层次构成如图,软件系统的发展过程,软件系统的发展大致经历了三个阶段：程序设计时代软件（程序系统）时代软件工程学时代软件危机定义：软件开发和维护过程中遇到的一系列严重问题。包括两方面问题:如何开发软件，满足对软件的日益增长的需求如何维护数量不断膨胀的已有软件,软件系统的发展过程,软件工程(software engineering)背景1968年，北大西洋公约组织的学术会议第一次创造了“软件工程”这个词 定义IEEE：软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方法。应用实例纽约时报情报库系统 空间实验室的飞行模拟系统,1.2

3、操作系统(Operating System，OS),操作系统的目标和作用,操作系统的目标 方便性 有效性 可扩充性 开放性 操作系统的作用 OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS作为计算机系统资源的管理者 OS用作扩充机器,操作系统的功能,1.处理机管理功能 创建和撤消进程（线程）对诸进程（线程）的运行进行协调实现进程（线程）之间的信息交换按照一定的算法把处理机分配给进程（线程）,处理机管理功能,进程：可以和其它程序并发执行的一次程序执行，用于描述系统中的各种并发活动。一个进程可以由零个、一个或多个线程构成基本特征：动态性、并发性、独立性、异步性、结构性三种状态：运行态、等待态、就绪态,处

4、理机管理功能,1.进程控制作业(Job)：用户在一次计算过程中要求计算机系统所做工作的集合。2.进程同步两种协调方式：(1)进程互斥方式(2)进程同步方式 1.进程通信直接通信方式 4.调度作业调度&进程调度,处理机管理功能,作业的三种状态：后备状态 收容执行状态 运行完成状态 完成,输出,执行状态,操作系统的功能,2.存储器管理功能主要任务:为多道程序的运行提供良好的环境方便用户使用存储器提高存储器的利用率从逻辑上扩充内存,存储器管理功能,内存分配 静态或动态分配方式内存分配数据结构 内存分配功能 内存回收功能 内存保护设置上界和下界两个界限寄存器,存储器管理功能,地址映射 地址空间逻辑地址

5、/相对地址 内存空间物理地址 内存扩充虚拟(virtual)存储技术 请求调入功能 转换功能,操作系统的功能,1.设备管理功能 主要任务:完成用户进程提出的I/O请求，为用户进程分配其所需的I/O设备提高CPU和I/O设备的利用率提高I/O速度方便用户使用I/O设备,设备管理功能,缓冲(buffer)管理 单缓冲机制、双缓冲机制、公用缓冲机制 设备分配 设备处理 虚拟设备通过假脱机(spooling)技术将原来独享的设备改造成能为若干个用户共享的设备，即把一台物理设备改造成若干台相同的虚拟设备。如打印机的共享,操作系统的功能,4.文件管理功能主要任务：对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使

6、用保证文件的安全性 文件存储空间的管理离散分配方式 以盘块为基本分配单位 目录管理 文件的读/写管理文件的共享与保护,操作系统的功能,5.用户接口 命令接口 联机用户接口 脱机用户接口（批处理用户接口）程序接口 图形接口,操作系统分类,单用户操作系统批处理操作系统单道批处理多道批处理实时操作系统分时操作系统网络操作系统分布式操作系统,微机上的典型操作系统,1.DOS操作系统,2.Windows操作系统,1.UNIX 操作系统,4.Linux操作系统,5.OS/2操作系统,微机上的典型操作系统,PC DOS&MS DOS（单用户操作系统）UNIX（多用户多任务交互式操作系统）Linux（多用户多

7、任务交互式操作系统)Windows（图形窗口式操作系统）OS/2（多任务、图形用户界面操作系统)Netware（网络操作系统）,1.1 语言及语言处理系统,程序设计语言,注意：语言的发展不是高一代取代低一代，而是多代共存。,程序设计语言,机器语言(低级语言)机器指令：由0，1组成并且能被计算机直接理解执行的代码机器语言：机器指令的集合，即计算机可以直接接收、理解的语言特点:直观性差、编写效率低、易出错、可读性差它是面向机器的第一代语言 计算机唯一能识别的语言是机器语言,程序设计语言,汇编语言(低级语言)机器语言的符号表示 定义：用助记符、符号地址、标号等符号来编写程序的语言，也被称为符号语言。

8、特点：易于理解与记忆、占用存储空间少、执行速度快注意：不能在计算机上直接运行，必须先翻译成机器语言 它是面向机器的第二代语言,高级程序设计语言(高级语言)面向过程的第三代语言语言处理程序用于把人们编制的汇编语言和高级语言源程序转换为机器能够理解的目标程序高级语言源程序需经解释或编译后，转换为计算机能直接执行的目标程序。例如：FORTRAN、Pascal、BASIC、C面向对象的语言第四代例如：C+、Java、Delphi,程序设计语言,程序设计语言,1.FORTRAN语言,2.ALGOL语言,1.Java语言,4.C语言和C+语言,汇编程序(assembler)汇编将汇编语言程序(源程序)翻译

9、加工成机器语言程序(目标程序)的过程，由汇编程序完成,语言处理系统,源程序,目标程序,汇编程序,汇编语言程序,机器语言程序,语言处理系统,解释程序(interpreter)将高级程序设计语言编写的源程序按动态的运行顺序逐句进行翻译并执行。编译程序(compiler)将高级程序设计语言编写的源程序翻译成用汇编语言或机器语言表示的目标程序。五个阶段：词法分析、语法分析、中间代码生成、代码优化和目标代码,汇编程序和编译程序都产生目标程序，但解释程序不产生目标程序；解释程序提供人机对话的工作方式，但源程序执行速度比较慢；编译程序对源程序进行编译产生目标程序，将来执行的速度较快。,编译系统的工作过程：,

10、语言处理系统,编译,连接 装配,高级语言 源 程 序,目标程序 模 块,可执行的目标程序,程序库,1.4 数据库管理系统(Data Base Management System，DBMS),数据管理的进展,数据管理：指对数据的组织、编目、存储、检索、维护等，它是数据处理的中心问题。经历三个阶段：人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段,数据库的特点,数据结构化数据库系统与文件系统的根本区别数据冗余度小数据具有独立性即数据和应用程序之间不存在依赖关系物理的独立性 逻辑的独立性 加强了对数据的保护安全性控制：保密性 完整性控制：正确性、有效性、相容性 并发控制故障的发现与恢复,数据库系统,数据库系统

11、构成图,数据库系统由应用程序、DBMS、DBA和DB构成,DBMS 是一组软件的集合，用来定义数据库，帮助和控制用户为增加、删除、修改和检索数据时对数据库的访问和使用，提供数据独立性、完整性和安全性的保障，它是数据库系统的核心。三种类型：层次模型：IMS 网状模型：IDMS，IMAG 关系模型：FoxBASE，FoxPro，Access，Paradox Oracle、Sybase、Informix等 应用程序必须通过DBMS才能访问数据库,数据库管理系统,1.5 通用应用软件,应用软件在计算机硬件和系统软件的支持下，面向具体问题和具体用户的软件。是一些具有一定功能并满足一定要求的应用程序的组合

12、。软件包(package)解决某类典型问题的应用程序组合。如财务管理软件包、统计软件包、运筹学软件包等。,通用应用软件,常用的应用软件,文字处理软件(WPS、Word)电子表格软件(Excel、Lotus 1-2-1)图形、图像软件(AutoCAD、Photoshop)网络通信软件(Outlook、FTP、IE)简报软件(PowerPoint)统计软件(SPSS、SAS),1.6 软件开发,程序设计发展过程,高级语言阶段结构程序设计阶段 程序的正确性程序的三种基本结构：顺序、选择和循环GOTO语句 程序设计方法论 由顶向下法：由顶向下、逐步细化 自底向上的方法：强调程序设计的模块化 软件生产管

13、理,程序设计发展过程,自动程序设计阶段 软件工程支撑环境CASE(computer aided software engineering)程序设计基本方法的进一步改进快速原型法 甚高级语言法/非过程化语言 软件可重用法,软件工程的基本概念,软件生命周期（software life cycle）定义一个软件从定义到开发,使用和维护,直到最终被弃用,需要一个漫长的时期,通常把软件经历的这个漫长的时期称为生命周期。可分为二个时期、五个阶段二个时期：开发期、运行期 五个阶段：分析、设计、编写、测试、运行,软件生命周期,焦点：做什么（What）怎么做（How）目的：理解待解决的问题 完整获取用户的需求参

14、与者：用户、系统分析员 文档：软件需求规格说明书 软件规格说明书,需求分析,软件设计,概要设计（总体设计或结构设计）决定模块间的接口 模块说明书 详细设计（过程设计或模块设计）决定每个模块内部的具体算法 详细设计说明书,任务：,从软件需求规格说明书出发，形成软件的具体设计方案,How,What,软件测试,在整个软件开发中，测试工作量一般占10%40%，甚至50%。测试目的：发现未发现的错误三种层次：模块测试单个程序模块集成测试模块间的接口验收测试对软件质量最全面的考核 文档：测试报告,各类维护活动的根本目的：延长软件生存期,软件维护,开发期,运行期,需求分析,总体设计,详细设计,编码与调试,软

15、件测试,软件维护,文档编制用户文档开发文档管理文档,项目管理,软件质量,评价的几个指标:易维护性可靠性 1.正确性 2.健壮性效率易理解性 1.系统的内部结构清晰 2.系统的人机界面简明清晰,KISS,Keep It Simple and Stupid,1.7 计算机安全及病毒防治,计算机软件的法律保护,计算机软件的著作权（版权）2001 eCourseWare 与计算机软件相关的发明的专利权有关计算机软件中商业秘密的不正当竞争行为的制止计算机软件名称标识的商标权 IBM Unix,信息安全,计算机的安全性指不因人为疏漏和蓄谋作案而使信息泄露、篡改或破坏。中心目标：反泄密、反篡改和反破坏。保护

16、系统的安全措施安全立法安全管理实体安全通信网络安全软件安全信息安全（数据库安全）,信息安全,1985年，美国国防部公布“可信计算机系统评估标准”，计算机安全级别分为4类7级：D，C1，C2，B1，B2，B1，A 为什么要等级保护 等级保护是什么等级保护概念为什么要实行等级保护？等级保护做什么,计算机病毒,计算机病毒是计算机安全中的一个特殊问题计算机病毒是一些人蓄意编制的计算机程序。它能在计算机系统中生存，通过自我复制来传播，在一定条件下被激活，从而给计算机系统造成一定损害，甚至严重破坏,计算机病毒的特点,计算机病毒的特点隐蔽性 病毒想方设法隐藏自身潜伏性 病毒传染合法的程序和系统后不立即发作传

17、染性 自我复制迅速传播激发性 在一定条件下实施攻击 破坏性 病毒设计者的真正意图,病毒程序,安装模块,激发模块,传染模块,感染病毒后的常见症状,屏幕显示出现异常情况 系统运行异常 磁盘存储异常 文件异常 打印机异常 蜂鸣器无故发声等,病毒的一般防治,一、防二、治,以预防为主，养成良好用机习惯,预防微机病毒的方法尽可能使用硬盘中无毒的操作系统启动 尽量不要使用外来盘或拷贝其他人的软件 禁止玩计算机游戏 禁止用户使用自带的软盘或光盘启动系统 使用一些驻留微机内存的防病毒软件包或个人防火墙 采用硬盘写保护软件锁或硬件锁 使用防病毒卡 对身份不明的电子邮件最好不要打开,系统已经感染病毒，应如何清除,用备份文件恢复硬盘分区表和磁盘引导区 用消毒程序检查和消除磁盘上的病毒 删除带病毒文件，然后通过复制恢复相应的备份文件 注意事项：不能在带毒系统下进行病毒清除工作，必须使用磁盘版的杀毒软件启动计算机系统，或者使用无毒的系统软盘启动机器，然后运行杀毒软件进行病毒清除工作。先升级病毒库再杀毒用一张干净的系统引导盘启动机器后，在DOS状态下杀毒（最好的杀毒环境）,