系统软件与应用软件

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软件开发与建造房屋的类比
一般需要多个专业团队 （公司）来共同建造。 需 要的是：
认真的建模 认真定义的建造过程 功能强大的工具 标准化 构件化
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系统生存周期（System Life Cycle）
初步调查
（Preliminary investigation）
系统维护
（Systems maintenance）
用户按下 ‘P’ 键
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Hi，OS ，打印我 送到你那里的工资 报表文件 ！
Hi，激光打印机， 把我送给你的数据 打印出来 ！
激光打印机 开始打印
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系统软件
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管理和控制计算机的要求
计算机有许多部件，需要对它们进行统一管理，包括： 内存和外存； 各个部件之间的通信与协调运行。
物流（特快专递、货运、...）
商业与服务业（超市、宾馆、旅游、...）
企业管理
电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ商务
电子政务
Computers are everywhere !
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软件开发过程
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软件开发是智力密集型的工作
到目前为止，无论是系统软件还是应用软件，还主要靠人
（通常是许多人一起合作）来进行开发（development）；
还有许多与硬件有关的、公共的事情： 接受输入设备（例如键盘）送来的数据； 把数据存储到外存，或者从外存读取所需要的数据； 把数据送给输出设备（例如显示器、打印机等）。
这些事情： 完全可以用程序来做。因为计算机不仅可以为用户计算，还可以 为自己计算。 不应当由每一个程序都来做，而应当由专门的程序来做。
帮助人来诊断与排除系统故障（Troubleshooting） 防病毒（Antivirus） 安装（Install）和卸载（Uninstall）计算机中的程序 对系统中的程序和数据进行备份（Backup） 对文件进行压缩（File compression），以减少存储空间，提高传送
速度
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系统加载后执行。
解释程序（Interpreter）：对高级语言程序逐句地进行翻译，产生
对应的机器语言指令序列并执行之。
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语言处理系统
编译－链接－加载－执行的过程：
源程序 编译 目标程序
链接
加载
可执行程序
其他目标程 序与程序库
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执行
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语言处理系统
不同的高级语言有不同的编译程序或解释程序。目前主要
的高级语言有：
C++、C# 、C
Java
Visual Basic PASCAL、Delphi
Ada
Fortran
COBOL
计算机的机器指令不同，汇编程序就不同。
链接程序通常与操作系统有关，可以链接同一操作系统中
不同语言的编译程序或汇编程序所产生的目标程序。
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计算机专业人员应当怎样看待语言处理系统？
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操作系统
自身的运行方式：
开机即开始运行，关机时终止运行；
开机时，由ROM中的程序从外存读入操作系统的一部分 到内存并运行它，再由运行中的操作系统自己把操作系 统的其他部分读入内存并执行之； 关机时，操作系统终止其他程序后，最后才终止运行。
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计算机专业人员应当怎样看待操作系统？
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多媒体技术
多媒体指令集 多媒体数据的表示技术 大容量的存储技术 音频/视频处理技术 多媒体计算机显示技术 光盘与光盘驱动器技术 其他技术，如宽带综合业务数据网等
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多媒体计算机的基本特征
多媒体计算机的集成性 是指将多种媒体有机地组织在一起，共同表达一个完整的多 媒体信息，使文字、声音、图形、图像等一体化。
只在特定领域或场合使用的软件；
完成的是专门的任务。
应用软件的共同特征：
具有友好的界面，一般应是 GUI。
能有效地防止各种最终用户可能产生的使用错误。
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常用的通用应用软件
字处理程序（Word processing programs）。如：
Microsoft Word
互联网工具。如：
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系统软件
这类软件不需要用户的干预，就能处理技术上很复杂 的、繁杂的、一般用户处理不了的那些事情。 这类软件包括：
操作系统 语言处理系统 数据库管理系统 系统实用程序
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操作系统
操作系统的功能（Basic functions）：
处理器管理：负责在多道程序之间分配，使每道程序都 能高效而有序的执行。 存储器管理：内存空间的分配和回收，地址转换和内存 保护，内存的虚拟存储器扩充。 设备管理：统一管理各种已登入系统的外部设备并负责 外设和主机之间的信息交换。 文件管理：统一管理各种以文件形式保存在外存上的信 息，负责文件的建立、读、写、复制和删除等。 作业和进程管理：对程序运行进行管理。
浏览器（Browser）软件：Microsoft IE 电子邮件（E-Mail）软件： Microsoft Outlook
个人数据库。如：
Microsoft Access
电子表（Spreadsheets） 。如：
Lotus 1-2-3
Microsoft Excel
图形化展示工具。如：Microsoft PowerPoint
（Design）
产生文档
（Documentation）
编码
（Code）
测试
（Test）
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对程序设计的建议
不要急于动手写程序。
应当先对这个程序所面向的问题进行认真的分析，用规范
的语言（能够用数学语言最好）来阐述分析的结果。
认真考虑解决这个问题的方案，把关键的步骤一一列出来，
这就是初步的算法（Algorithm）。
软件工程：对软件开发过程进行管理和控制的技术。
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软件开发与建造房屋的类比
由一个团队来建造是最有效、时 间最快的。 需要的是：
认真的建模 认真定义的建造过程 功能强大的工具
一个人就可以建造。
需要的是：
最小限度的设计（建模，
modeling）
简单的建造过程
简单的工具
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不能把程序看成隐私。所写的程序一定要让别人能够看懂，
不要故意在细节上耍小聪明。
学会读别人写的程序，特别是高手写的程序（例如操作系
统、程序库等）。
大家将来会体会到，程序设计的水平高低主要在于数据结
构（Data structure）的设计与实现。
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多媒体技术
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设备驱动程序
外设本身也是靠既定的程序（即设备驱动程序）来 控制的，使得外设与计算机系统能够进行通信。 大部分设备驱动程序是在计算机启动时被操作系统 加载到内存中并开始运行的，还有一些就包含在操 作系统之中。 来源：
操作系统内含 设备供应商提供 从互联网下载（ Download ）
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应用软件
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什么是应用软件？
应用软件是由信息系统或计算机的使用者（称为最
终用户，End users）来使用的那些软件。
应用软件可分为两大类：
通用应用软件（General-purpose applications）
被广泛使用的软件；
完成的是常见的任务。
专用应用软件（Special-purpose applications）
因此，计算机专业人员应当能够设计和实现与用户 对话的语言。
认真学习语言处理系统的原理和技术是必要的。
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系统实用程序
是专门用于系统维护（System maintenance）的程序：
解决系统出现的一些问题； 提高系统的运行效率； 保护系统，使得系统能够安全、可靠、持续地运行。
基本的实用程序所具有的功能：
系统分析
（Systems analysis）
系统实现
（Systems implementation）
系统设计
（Systems design）
系统开发
（Systems development）
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程序的开发过程
规格说明
（Specification）
维护
（Maintenance）
（数据结构与算法）设计
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语言处理系统
类别：
编译程序（Compiler）：将高级语言程序翻译成对应的汇编语言程 序，或者直接翻译成对应的机器语言程序（称为目标程序（Object program)，存储于外存，不能直接执行） 。 汇编程序（Assembler）：将汇编语言程序翻译成对应的目标程序。 链接程序（Linker）：将一个或多个目标程序与一个或多个相关的 程序库（Library，也是由一些目标程序构成）组织在一起，产生可 执行代码（Executable code）并存入外存，在需要运行时再由操作
翻译时，要对源程序进行检查，来保证翻译后的程序是可 执行的。但是，语言翻译程序无法保证程序的执行结果是 否正确，这要靠程序设计人员自己来判断。这是因为，在 正确地表达了一个错误的源程序时，语言翻译程序只能肯
定源程序的表达方式（语法，Syntax）是正确的，而没有能 力判断出程序的内涵（语义，Semantics）是错误的。
当然要能够熟练地通过操作系统来使用计算机，但绝不能满足于只会 手工使用操作系统。 在开发应用系统时：
能够通过系统功能调用，来充分、有效地利用操作系统已有的功能， 而不是一切白手起家； 能够充分发挥操作系统同时运行多个应用程序的能力，这就是并发
程序设计（Concurrent programming）；
软件
软件可分为两大类
系统软件(system software) 应用软件(application software)
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*
应用软件、系统软件、硬件之间的层次关系
Hi，财务系统，键 盘输入的是‘P’， 看着办吧！
Hi ，OS ，发生了 一个事件：‘P’ 键 被按下了！
应用软件 系统软件 计算机硬件
计算机上所使用的语言并不限于程序设计语言：
计算机总是要与用户对话的。对话时所使用的语言应当易于用户理 解和使用，可能是文字语言，可能是图形语言，还可能就直接是用 户的声音或图像。 与用户对话的语言，必须能够被翻译成计算机中的程序能够理解和 执行的方式。 用户在使用对话语言时，不可能不犯错误，因此需要把能够判断清 楚的错误都查出来，而不能稀里糊涂地执行。
交互性 通过软件增强人与计算机双向交流信息的能力。
处理信息形式的多样性 非纸张输出形式 实时性
媒体的定义
• 媒体是一种分发和表示信息的方法，例如，文本、图 形、图像和声音。
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多媒体计算机
多媒体计算机（MPC)：能处理多种媒体的计算机，它能综合处理文字， 声音，图形，图像等多种媒体信息的计算机系统。 MPC联盟规定多面体计算机系统由5个基本部件组成：
PC机、CD-ROM、声卡、音箱和Windows操作系统 MPC 4.0，它为将PC机升级成MPC提供了一个指导原则，要求在普通微机 的基础上增加以下4类软、硬件设备 ： ① 声/像输入设备 光驱、话筒、扫描仪、录音机、摄像机等。 ② 声/像输出设备 音效卡、刻录光驱、投影仪等。 ③ 功能卡 电视卡、视频采集卡、视频输出卡、网卡、VCD压缩卡等。 ④ 软件支持 ： 音响、视频和通讯信息以及实时、多任务处理软件。
开发工作完成后，要向用户交付，并继续进行维护和扩充。 因此，软件的开发与维护有一个过程，其持续时间少则几 个月，多则十几年。 软件开发是一种高风险工作。如果对软件开发过程不进行 科学的、系统的管理，几乎可以肯定将导致软件开发的失 败。
1960年代末，出现了软件危机（Software crisis）。
操作系统是一类水平最高的软件，要认真学习其设计思想，以及表 示和管理各种资源的手法，再应用到自己的开发工作中去。 建议在学过《操作系统》课程后，读一读经典操作系统的源程序。
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语言处理系统
高级语言，汇编语言，机器语言
将用高级语言或汇编语言编写的程序（源程序，Source programs），翻译成等价的机器语言程序。
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专用应用软件
专用应用软件是信息系统中直接面向最终用户、进行相应的业务处理
与数据管理的那些部件。如管理信息系统，计算机集成制造系统等。
专用应用软件通常与应用领域有关。常见的领域是：
财务
金融（银行、证券、保险、...）
交通（航空、铁路、公路、水运、海运、城市交通、...）
通信（固定电话、移动通信、网络管理、...）