计算机软件系统概述

计算机软件系统概述

操作系统基础知识

数据输入、数据处理和数据输出等任务。软件可保证硬件的功能得以充分发挥，并为用户提供良好的工作环境。本章按照网络管理员考试大纲的要求，首先简述计算机软件系统和软件技术的发展，再重点介绍操作系统的基本原理，以及几个常用的操作系统。

计算机软件系统概述

软件系统是指为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。程序是完成某一任务的指令或语句的有序集合；数据是程序处理的对象和处理的结果；文档是描述程序操作及使用的相关资料。计算机的软件是计算机硬件与用户之间的一座桥梁。

计算机软件按其功能分为应用软件和系统软件两大类。用户与计算机系统各层次之间的关系如图3-1所示。

1．系统软件

系统软件是指控制计算机的运行，管理计算机的各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。其功能是方便用户，提高计算机使用效率，扩充系统的功能。系统软件具有两大特点：一是通用性，其算法和功能不依赖特定的用户，无论哪个应用领域都可以使用；二是基础性，其他软件都是在系统软件的支持下开发和运行的。

系统软件是构成计算机系统必备的软件，系统软件通常包括以下几种。

1）操作系统

操作系统（Operating System，OS）是管理计算机的各种资源、自动调度用户的各种作业程序、处理各种中断的软件。它是计算机硬件的第一级扩充，是用户与计算机之间的桥梁，是软件中最基础和最核心的部分。它的作用是管理计算机中的硬件、软件和数据信息，支持其他软件的开发和运行，使计算机能够自动、协调、高效地工作。

操作系统多种多样，目前常用的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、Linux、NetWare、Windows 2000、Windows XP/Vista、Windows NT、Windows 2003和Windows 2008等。

2）程序设计语言

人们要使用计算机，就必须与计算机进行交流，要交流就必须使用计算机语言。目前，程序设计语言可分为4类：机器语言、汇编语言、高级语言及第四代高级语言。

机器语言是计算机硬件系统能够直接识别的、不需翻译的计算机语言。机器语言中的每一条语句实际上是一条二进制数形式的指令代码，由操作码和操作数组成。操作码指出进行什么操作；操作数指出参与操作的数或在内存中的地址。用机器语言编写程序时工作量大、难于使用，但执行速度快。它的指令二进制代码通常随CPU型号的不同而不同，不能通用，因而说它是面向机器的一种低级语言。通常不用机器语言直接编写程序。

汇编语言是为特定计算机或计算机系列设计的。汇编语言用助记符代替操作码，用地址符号代替操作数。由于这种"符号化"的做法，因而汇编语言也称为符号语言。用汇编语言编写的程序称为汇编语言程序。汇编语言程序比机器语言程序易读、易检查、易修改，同时又保持了机器语言执行速度快、占用存储空间少的优点。汇编语言也是面向机器的一种低级语言，不具备通用性和可移植性。

高级语言是由各种意义的词和数学公式按照一定的语法规则组成的，它更容易阅读、理解和修改，编程效率高。高级语言不是面向机器的，而是面向问题，与具体机器无关，具有很强的通用性和可移植性。高级语言的种类很多，有面

向过程的语言，例如FORTRAN、BASIC、PASCAL、C等；有面向对象的语言，例如，C++、Visual Basic、Java等。

不同的高级语言有不同的特点和应用范围。FORTRAN 语言是1954年提出的，是出现最早的一种高级语言，适用于科学和工程计算；BASIC语言是初学者的语言，简单易学，人机对话功能强；PASCAL语言是结构化程序语言，适用于教学、科学计算、数据处理和系统软件开发，目前逐步被C 语言所取代；C语言程序简练、功能强，适用于系统软件、数值计算和数据处理等，已成为目前高级语言中使用最多的语言之一；C++、Visual Basic等面向对象的程序设计语言，给非计算机专业的用户在Windows环境下开发软件带来了方便；Java语言是一种基于C++的跨平台分布式程序设计语言。

40余年来，高级语言发生了巨大的变化，但从根本上说，上述的通用语言仍是"过程化语言"。编码的时候，要详细描述问题求解的过程，告诉计算机每一步应该"怎样做"。为了把程序员从繁重的编码中解放出来，还需寻求进一步提高编码效率的新语言，这就是第四代高级语言（4GL）产生的背景。对于4GL语言，迄今仍没有统一的定义。一般认为，3GL 是过程化的语言，目的在于高效地实现各种算法；4GL则是非过程化的语言，目的在于直接实现各类应用系统。前者面

向过程，需要描述"怎样做"；后者面向应用，只需说明"做什么"。

3）语言处理程序

将计算机不能直接执行的非机器语言源程序，翻译成能直接执行的机器语言的语言翻译程序，总称为语言处理程序。

各种高级语言和汇编语言均配有语言处理程序，它们将高级语言和汇编语言编写的程序（源程序）翻译为机器所能理解的机器语言程序（目标程序）。翻译的方法有两种：解释方式和编译方式。前者是对源程序的每个语句边解释边执行，这种方式灵活方便，但效率较低；后者则是把全部源程序一次性翻译处理后，产生一个等价的目标程序，然后再去执行。这种方式效率较高，但不够灵活。早期的高级语言要么是解释方式，要么是编译方式。近年来新发展的语言常常是一个集成环境，既有解释方式的灵活性，又有编译方式的高效性，如Turbo系列的PASCAL、C、BASIC和Visual 系列的C、BASIC、PASCAL、FoxPro等。

4）数据库管理系统

利用数据库系统可以有效地保存和管理数据，并利用这些数据得到各种有用的信息。数据库系统主要包括数据库和数据库管理系统。数据库是按一定方式组织起来的数据集合。数据库管理系统具有建立、维护和使用数据库的功能；

具有使用方便、高效的数据库编程语言的功能；并能提供数据共享和安全性保障。数据库管理系统按数据模型的不同，分为层次型、网状型和关系型3种类型。其中关系型数据库使用最为广泛，例如，SQL Server、FoxPro、Oracle、Access、Sybase、MySQL等都是常用的关系型数据库管理系统。5）工具软件

工具软件又称为服务性程序，是在系统开发和系统维护时使用的工具，完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务，包括编辑程序、链接程序、计算机测试和诊断程序等。这种程序需要操作系统的支持，而它们又支持软件的开发和维护。

测试工具是指测试软件正确性的工具。测试工具主要有两种类型的工具，一类是调试工具，用来帮助软件设计人员排除软件错误，如汇编调试工具Debug，面向源代码的调试工具Turbo Debugger、CodeView等；另一类是测试工具，用来检验软件的正确性和可靠性。

常用的工具软件有PC工具箱（PC Tools）、诊断测试软件（DIAG）、调试软件（Debug）、链接软件（LINK）、处理病毒软件（金山毒霸、瑞星、江民、卡巴斯基）和软件开发工具（Delphi、PowerBuilder）等。

2．应用软件