计算机导论第十四周总结

一、软件概述


1.软件定义:

软件是计算机的重要组成部分。软件是指能指挥计算机工作的程序与程序运行时所需要的数据,以及与这些程序和数据相关的文档说明。软件是用户与机器的接口。


2.软件与硬件


(1)硬件

硬件是看得见摸得到的实体,如CPU、存储器、显示器、键盘等。

(2)软件

软件是相对硬件而言的,是看不见摸不着无形的东西。计算机的硬件只能按照程序员给予它的指令按部就班地运行。

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软件和硬件是一个完整的计算机系统中互相依存的两大部分,其关系主要体现在以下几个方面:

(1)硬件和软件互相依存。硬件是软件赖以工作的基础,软件的正常工作是硬件发挥作用的唯一途径。计算机系统必须要配备完善的软件系统才能正常工作。

(2)硬件和软件无严格界线。随着计算机技术的发展,在许多情况下,计算机的某些功能既可以由硬件实现,也可以由软件来实现。

(3)硬件和软件协同发展。硬件的高速发展为软件的发展提供了支持,软件依托硬件的高速运算能力和大容量的存储而发挥作用。

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3.软件兼容性

软件兼容问题是指软件与硬件、操作系统或其他软件之间的冲突问题。造成不兼容的原因很多,主要有以下几个方面。

(1)操作系统不兼容

不同的操作系统几乎不兼容。针对Windows系统开发的软件,在Linux系统上可能无法运行。

(2)硬件不兼容

有的软件对机器的内存要求较高,当机器实际内存达不到要求时,软件或者运行慢或者根本就不能运行,如3D MAX。

有的软件需要有高质量的显卡才能生成高质量的图形,而实际使用的机器可能不满足要求,如Adobe Premiere 。

(3)软件之间不兼容

不同软件同时安装时可能会发生冲突。如微软的Studio.NET 2002和Office 2003,如果同时安装在一台机器上,软件不能正常使用。


二、系统软件

系统软件是用来管理、监控和维护计算机的软件,它是为整个计算机系统所配置的、必不可少的软件,其他程序都在它的支持下编写和运行。

1.操作系统

(1)基本介绍

a.操作系统是最基本、最重要的系统软件,由一组控制计算机系统并对计算机系统进行管理的程序组成,是用户与计算机硬件系统的接口,并为用户和应用软件提供了访问与控制计算机硬件的桥梁。

b.每台计算机都至少需要一种操作系统,没有操作系统,计算机就无法启动。只有安装操作系统后,计算机才能执行读、写或计算操作。

c.计算机的基本输入/输出系统(BIOS),用于启动操作系统,装载操作系统的过程称为自举或引导。

d.计算机系统完成引导后,只有一部分操作系统驻留在计算机内存中。常驻内存的这部分叫内部命令,其他的外部命令,只在使用时才被装载到内存。 

(2)操作系统的五大管理功能

a.作业管理:包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等;

b.文件管理:又称为信息管理;

c.存储管理:实质是对存储“空间”的管理,主要指对主存的管理;

d.设备管理:实质是对硬件设备的管理,其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收;

e.进程管理:实质上是对处理机执行“时间”的管理,即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。

(3)操作系统的分类

a.根据使用环境和对作业处理方式,分为批处理系统(MVX、DOS/VSE),分时系统(Windows、UNIX、XENIX、Mac OS),实时系统(iEMX、VRTX、RTOS、RT Linux)。

b.根据所支持的用户数目,分为单用户系统(MSDOS、OS/2),多用户系统(UNIX、MVS、Windows)。

c.根据硬件结构,分为网络系统(Netware、Windows NT、OS/2 warp)、分布式系统(Amoeba)、多媒体系统(Amiga)。

d.按照操作系统所提供的功能进行分类,分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、单用户操作系统、网络操作系统和分布式(多处理器)操作系统等。

2.几种常见的计算机操作系统

(1)DOS

磁盘操作系统,1981年微软推出的最早的操作系统。它不需要十分强劲的硬件系统来支持,当Windows出问题时,还得需要在DOS环境下才能得到解决。它是单用户单任务操作系统。

(2)Windows

从微软1985年推出Windows 1.0以来,Windows系统不断更新。从最初运行在DOS下的Windows 3.x,到风靡全球的Windows 9x、Windows 2000、Windows XP,Windows 7,Windows成为新一代的操作系统大亨。

(3)Linux

Linux是多用户多任务操作系统。它是由芬兰赫尔辛基大学的学生Linus B. Torvolds在1991年首次编写实现的。其标志性图标是一个可爱的小企鹅。由于其源代码的免费开放,使其在很多高级应用中占有很大市场。被业界视为打破微软Windows垄断的希望。

(4)UNIX

UNIX操作系统,是一个强大的多用户、多任务操作系统,支持多种处理器架构,按照操作系统的分类,属于分时操作系统,于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。


三、应用软件

应用软件是为解决各类实际问题而设计的软件,是最终用户所需要的软件,计算机软件中应用软件多于系统软件。


1.通用应用软件

文字处理软件、电子表格软件和数据库管理软件都属于通用应用软件,主要为完成一些基本任务而设计的,又称为基础应用软件。


2.专用应用软件

专用应用软件是专门为少数用户设计的、目标单一的应用软件,如用于某实验仪器的数据采集与数据处理的专用软件、某机床设备的自动控制软件、为专门学习某门课程而设计的辅助教学软件等。

专用应用软件用于特殊领域或行业,一般用户几乎接触不到。


3.中间件

中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机/服务器的操作系统之上,管理计算机资源和网络通信。

中间件是目前比较热门的软件,从技术上讲,它介于系统软件和应用软件之间。


四、软件工程

1.软件危机

许多软件项目不能满足客户的要求

许多软件项目超出预算和时间安排


(1)软件危机的表现

a.对软件开发成本和进度的估计常常很不正确b.用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生

c.软件产品的质量往往靠不住

d.软件常常是不可维护的

e.软件通常没有适当的文档资料

f.软件成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升

g.软件开发生产率提高的速度远远跟不上计算机应用迅速普及深入的趋势


(2)软件危机的原因

a.软件是逻辑产品,开发进度、成本难以估计b.缺乏或不完整、不一致的文档给维护带来困难

c.用户对软件需求的描述往往不够精确,有遗漏,有二义

d.软件开发人员对需求的理解与用户的本来愿望有差异

e.大型软件项目需多人协同完成,缺乏管理经验

f.开发人员不能有效地、独立自主地处理大型软件的全部关系

g.缺乏有力的方法学和工具的支持

h.软件项目的特殊性和人类智力的局限性


(3)克服软件危机的途径

a.消除错误的概念和做法

b.推广使用成功的开发技术和方法

c.使用软件工具和软件工程支持环境

d.加强软件管理



2.软件工程


(1)软件工程的定义

“以工程化的方式组织软件的开发”。从而使软件生产规范化,提高了开发质量,降低了成本,控制开发进度。


(2)软件工程包含的内容

a.软件开发技术。包括软件开发方法学、软件工具、软件工程环境。

b.软件工程管理。包括软件管理、软件工程经济学。


(3)软件开发过程

软件有一个从孕育、诞生、成长、成熟到衰亡的生存过程,这个过程即为软件的生命周期


a.问题定义——要解决的问题是什么

b.可行性研究——对上一个阶段所确定的问题是否有行得通的解决办法

c.需求分析——为了解决这个问题,目标系统需要做什么

d.总体设计——概括地说,应该如何实现目标系统

e.详细设计——如何具体地实现这个系统

f.程序开发

g.软件测试

h.软件维护

软件开发过程


3.软件行业职业简介

软件行业职业按需求可以分为以下几类。

a.项目管理类:项目经理、质量保证工程师。

b.开发类:需求分析师、开发工程师、人机系统开发工程师、系统分析师、系统架构师。

c.测试类:测试工程师、产品测试经理。

d.系统类:网络工程师、基础设施工程师

e.安全类:网络安全管理员、安全开发工程师。

f.维护类:数据库管理员、系统管理员。

g.销售类:售前工程师、售后技术工程师、系统集成工程师。

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