计算机基础第三章详解.ppt

第3章 计算机软件系统 《计算机基础》 3.1 计算机软件概述 一、什么是软件 计算机中的程序、数据及文档的集合。 程序：一系列按照某种逻辑结构顺序排列的计算机指令。 数据：向一个程序提供的输入 。 文档：开发、使用和维护程序所需要的图文资料。 IEEE(电气和电子工程师协会)对软件的定义(1983)： 软件是计算机程序、方法、规则、相关的文档资料以及在计算机上运行的程序时所必需的数据的集合。 二、软件发展过程 软件的发展受到应用和硬件发展的推动和制约，其发展过程大致可分为三个阶段： 三、软件的分类 计算机软件可分为3大类：系统软件、支撑软件和应用软件。 系统软件：居于计算机系统中最靠近硬件的一层，其他软件一般通过系统软件发挥作用。如操作系统、编译程序、网络软件系统、数据库系统、人机交互软件系统等。 支撑软件：软件的维护工具和开发环境。如环境数据库、各种接口软件和工具组等。 应用软件：特定应用领域专用的软件。 四、软件与硬件的关系 硬件：构成计算机系统的物理装置。 软件：用计算机指令和算法语言编写的程序以及运行程序所需的文档、数据。 关系：硬件是软件运行的基础 软件是对硬件功能的扩充和完善 软件的运行最终被转换为对硬件的操作 3.2 操作系统 操作系统是所有从事计算机应用、开发和研究的人经常使用的系统软件。 一、什么是操作系统 首先，操作系统是系统软件，是程序模块的集合； 其次，它控制和管理系统内的各种资源：组织控制程序运行，控制设备的使用； 再有，它提供各种服务：改善人机界面、扩充硬件功能和软件支持等。 操作系统是一切软件运行的基础！ 操作系统的特征： 并发性→同时执行多个程序 从宏观上看，这些程序是同时执行的。 例如，写文档的同时可以播放音乐。 从CPU看上，这些是在CPU上交替运行的。 程序并发性体现在两个方面： ①用户程序与用户程序之间的并发执行。 ②用户程序与操作系统程序之间的并发。 共享性→多个并发程序共享系统资源 随机性→程序运行顺序、完成时间以及运行结果都是不确定的。 二、操作系统的功能 1.主要作用 ①管理各种软硬件资源； ②提供良好的用户界面。 2.基本功能 进程(处理机)管理：通过进程管理协调多道程序间的关系，解决对CPU实施分配调度的策略，使用分配和回收CPU资源等。 进程：某程序段一次执行的过程，在运行前被建立，运行后被撤销。 程序和进程：程序是静态的，进程是动态的，一个程序可以由多个进程执行完成。 进程状态：就绪、运行、挂起/等待。 挂起：等待系统分配所需资源； 就绪：已获得资源，等待CPU； 运行：占有CPU且正在运行。 一个程序可以被多个进程执行，一个进程也可以执行多个程序。 操作系统将计算机资源分配给各个进程。 存储管理：管理内存资源。 主要包括对内存合理的分配、保护和扩充 ⑴ 内存的分配与回收： ⑵ 地址映射：把程序中的逻辑地址转换为真正的内存地址，这就是物理地址。 ⑶ 内存保护：保证不同程序在内存有各自的存储空间，互不干扰。 ⑷ 内存扩充：在外存开辟内存的延伸区域，既虚拟内存技术。其容量取决于CPU的寻址能力，一般默认为RAM容量的1.5倍以上。 设备管理：对硬件设备进行管理。 主要包括缓冲区管理、设备分配、设备驱动等。 ⑴ 缓冲区管理：解决CPU与外设之间速度不匹配的矛盾。 ⑵ 设备分配：根据相应的分配策略，为用户分配外部设备以及通道、控制器等。 ⑶ 设备驱动：实现CPU与通道和外设之间的通信。 ⑷ 设备无关性：将用户程序中的逻辑设备映射到物理设备。 文件管理：信息资源以文件的形式存储在外存上，操作系统有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共存、保密和保护问题。 文件：按一定格式建立在存储设备上的一批相关信息的有序集合。 文件名：每个文件必须起一个名字。 主文件名.扩展名/文件类型 目录（文件夹）：文件存放形式 ①磁盘格式化3步曲： 低级格式化：将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区和数据区。 逻辑分区：主分区和若干逻辑分区。 高级格式化：一是装入操作系统，使硬盘兼有系统启动盘的作用；二是对硬盘分区进行初始化，建立文件目录及文件分配表（FAT），以便系统按指定的格式存储文件，建立根目录。 ②建立文件目录： 树形结构 一个