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　　第5章 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

　　5.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

　　1.程序

　　程序是計(jì)算任務(wù)的處理對(duì)象和處理規(guī)則的描述.必須裝入機(jī)器內(nèi)部才能工作。它控制著計(jì)算機(jī)的工作流程，實(shí)現(xiàn)一定的邏輯功能，完成特定的設(shè)計(jì)任務(wù)，計(jì)算機(jī)解題也要完成模型抽象、算法分析和程序編寫(xiě)三個(gè)過(guò)程。

　　2.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

　　程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是軟件的基礎(chǔ)和組成，也稱為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，是用來(lái)定義計(jì)算機(jī)程序的語(yǔ)法規(guī)則，由單詞、語(yǔ)句、函數(shù)和程序文件等組成。按其指令代碼的類型分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。

　　(1)機(jī)器語(yǔ)言

　　在計(jì)算機(jī)中，指揮計(jì)算機(jī)完成某個(gè)基本操作的命令稱為指令。所有的指令集合稱為指令系統(tǒng)，直接用二進(jìn)制代碼表示指令系統(tǒng)的語(yǔ)言稱為機(jī)器語(yǔ)言。

　　機(jī)器語(yǔ)言是唯一能被計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)理解和執(zhí)行的語(yǔ)言。因此，機(jī)器語(yǔ)言的處理效率最高，執(zhí)行速度最快，且無(wú)需“翻譯”。但機(jī)器語(yǔ)言的編寫(xiě)、調(diào)試、修改、移植和維護(hù)都非常繁瑣，程序員要記憶幾百條二進(jìn)制指令，這限制了計(jì)算機(jī)的發(fā)展。

　　(2)匯編語(yǔ)言

　　匯編語(yǔ)言是機(jī)器語(yǔ)言中地址部分符號(hào)化的結(jié)果，或進(jìn)一步包括宏構(gòu)造。使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，機(jī)器不能直接識(shí)別，要由一種程序?qū)R編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言(目標(biāo)程序)，這種起翻譯作用的程序叫匯編程序，再鏈接成可執(zhí)行程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。

　　(3)高級(jí)語(yǔ)言

　　高級(jí)語(yǔ)言的表示方法比低級(jí)語(yǔ)言的表示方法更接近于待解問(wèn)題，高級(jí)語(yǔ)言是最接近人類自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)公式的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，基本上脫離了硬件系統(tǒng)，所以高級(jí)語(yǔ)言具有可讀性好、可移植性好的特點(diǎn)。使用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序在計(jì)算機(jī)中是不能直接執(zhí)行的，必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序.所以執(zhí)行效率低。常見(jiàn)的高級(jí)語(yǔ)言有BASIC語(yǔ)言、FORTRAN語(yǔ)言、C語(yǔ)言、Pascal語(yǔ)言等。一般一個(gè)高級(jí)語(yǔ)言源程序必須經(jīng)過(guò)“縮譯”和“連接裝配”兩步后才能成為可執(zhí)行的機(jī)器語(yǔ)言程序。

　　目前，常用的編譯程序有C、Visual C++、Visual Basic等高級(jí)語(yǔ)言。

　　3.進(jìn)程與線程

　　進(jìn)程，顧名思義，是指進(jìn)行中的程序。是操作系統(tǒng)中的一個(gè)核心概念。進(jìn)程=程序+執(zhí)行，進(jìn)程是一塊包含了某些資源的內(nèi)存區(qū)域，操作系統(tǒng)會(huì)利用進(jìn)程把工作劃分為一些功能單元。當(dāng)一個(gè)程序正在執(zhí)行時(shí)，進(jìn)程會(huì)把該程序加載到內(nèi)存空間，系統(tǒng)就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，但程序執(zhí)行結(jié)束后，該進(jìn)程也就消失了。進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的，進(jìn)程有一定的生命期，而程序可以長(zhǎng)期保存;一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。

　　在Windows XP操作系統(tǒng)下，按【Ctrl+Alt+Delete】快捷鍵，可以打開(kāi)任務(wù)管理器在任意時(shí)間查看所有的應(yīng)用程序和進(jìn)程。若是終止某個(gè)進(jìn)程，按“結(jié)束任務(wù)”按鈕即可(這是在應(yīng)用程序出現(xiàn)異常時(shí)而不能正常退出時(shí)才這樣做)。

　　為了更好地實(shí)現(xiàn)并發(fā)處理和共享資源，提高CPU的利用率，目前許多操作系統(tǒng)把進(jìn)程再“細(xì)分”為線程。線程也是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，在引入線程的操作系統(tǒng)中，通常都是把進(jìn)程作為分配資源的基本單位，而把線程作為獨(dú)立運(yùn)行和獨(dú)立調(diào)度的基本單位。

　　5.2軟件系統(tǒng)及其組成

　　軟件是用戶和硬件之間的接口(或界面)，用戶通過(guò)軟件能夠使用計(jì)算機(jī)硬件資源。可見(jiàn)，軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。計(jì)算機(jī)軟件按其功能主要分為系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件。

　　1.系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的軟件。主要負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，使之可以協(xié)調(diào)工作。

　　常見(jiàn)的系統(tǒng)軟件主要有操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和系統(tǒng)輔助處理程序等。

　　(1)操作系統(tǒng)

　　操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的重要組成和核心部分，是管理計(jì)算機(jī)軟件和硬件資源、調(diào)度用戶作業(yè)程序和處理各種中斷，保證計(jì)算機(jī)各個(gè)部件協(xié)調(diào)、有效工作的軟件。目前微機(jī)上使用的Windows屬于單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。常見(jiàn)的系統(tǒng)軟件有Linm、UNIX、MS DOS等。

　　(1)語(yǔ)言處理系統(tǒng)

　　語(yǔ)言處理系統(tǒng)是對(duì)軟件語(yǔ)言進(jìn)行處理的程序子系統(tǒng)，是軟件系統(tǒng)的另一大類型，早期的第一代和第二代計(jì)算機(jī)所使用的縮程語(yǔ)言，一般是由計(jì)算機(jī)硬件廠家隨機(jī)器配置的。

　　語(yǔ)言處理系統(tǒng)的主要功能是各種軟件語(yǔ)言的處理程序,它把用戶用軟件語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的各種源程序轉(zhuǎn)換戚為可為計(jì)算機(jī)識(shí)別和運(yùn)行的目標(biāo)程序，從而獲得預(yù)期結(jié)果。

　　(2)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的軟件，是有關(guān)建立、存儲(chǔ)、修改和存取數(shù)據(jù)庫(kù)中信息的技術(shù)。把各種不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，以便能夠有效地進(jìn)行查詢、檢索管理這些數(shù)據(jù)，是運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)的主要目的。

　　據(jù)庫(kù)庫(kù)管理的主要內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用、數(shù)據(jù)庫(kù)的重組、數(shù)據(jù)庫(kù)的重構(gòu)、效據(jù)庫(kù)的安全管控、報(bào)錯(cuò)問(wèn)題的分析和匯總以及處理以及數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的日常備份等。

　　(3)系統(tǒng)輔助處理程序

　　系統(tǒng)輔助處理程序主要是指一些為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供服務(wù)的工具軟件和支撐軟件，如調(diào)試程序、系統(tǒng)診斷程序、編輯程序等。這些程序的主要作用是維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，方便用戶在軟件開(kāi)發(fā)和實(shí)施過(guò)程中的應(yīng)用。

　　2.應(yīng)用軟件

　　應(yīng)用軟件是為滿足用戶不同問(wèn)題、不同埂域的應(yīng)用需求而提供的那部分軟件。它可以拓寬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，放大硬件的功能。

　　常用的應(yīng)用軟件為辦公軟件(如WPS、Microsoft office等)、多媒體處理軟件、Internet工具軟件、財(cái)務(wù)軟件、繪圖軟件(如Photo-shop)等。

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