计算机复习要点(第三讲)-计算机软件

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2024年1月25日发(作者：)

计算机复习要点（第三讲）

计算机软件

一、关于软件

1、计算机系统：由硬件与软件两部分构成。

2、软件的地位：是人与硬件之间的接口。软件指挥与控制硬件的工作过程。没有软件，计算机系统没有用途。

3、程序与数据的关系

程序：指令的序列。完成对某一类问题的解决，而不是一个特定问题的解决。

与数据的关系：对输入的不同数据，可以产生不同的结果数据。输入的是垃圾数据，输出的必然是垃圾数据。

4、软件：程序、数据、文档资料（即一切与程序相关的资料均是）。记住：文档资料是属于软件的组成部分。

5、软件与程序的关系：程序是软件的主体。理解：没有程序，只有数据或文档，不是软件。

6、软件有哪些特性？

①不可见性：看不见、摸不着。

②适用性：具有功能，能解决用户的问题。

③依附性：在特定的硬件或软件平台上运行。如：WORD软件在WINDOWS操作系统下运行。

④复杂性：不可见性及规模大（代码行数很多）、功能复杂。

⑤无磨损性：软件是二进制，可复制任意多次而没有损耗。

⑥易复制性：是二进制代码。容易复制。

⑦不断演变性：如WINDOWS从3.1版本不断演变到WINDOWS 7

⑧有限责任：软件不做任何保证。后果自负。

⑨脆弱性：由于是二进制代码，很容易修改二进制代码。

7、分类

①按软件权益的处置分：

1)商品软件：需要付费，是到软件的使用权。违犯版权使用软件是盗版。将一个软件复制到多台机器上使用是非法的。除非另外购买了软件的软件许可证（如：购买了100个用户的许可证，就可以复制到100台机器上或者在网络上，安装的一份软件，同时允许100个用户使用软件）。

2)共享软件：具有版权。试用期间，可任意使用、拷贝、分发（不可署名、不可修改后分发）。交了注册费，成为注册用户后，就只有使用权了。

3)自由软件：任意使用、任意拷贝、任意修改、免费、任意分发、允许销售。限制是：对软件源代码的任何修改，都必须向所有的用户公开，而且必须允许此后的用户进一步修改和拷贝的权利。因此，自由软件不是绝对自由。

附：理查德•斯塔尔曼是自由软件的创始人。GNU是自由软件工程（开发类UNIX系统，结果是：LINUX自由软件）。FSF---自由软件基金会。GPL---自由软件的通用公共许可证（即：自由软件的非版权原则：自由拷贝、自由分发、自由…….）。

注意：自由软件与免费软件的区别：免费软件是不需要付费就可使用（使用权）。只有使用第 1 页 共 9 页

权，通常没有修改权、拷贝权、署名权等。自由软件通常都是免费软件，免费软件不一定是自由软件。

②按应用分：

1) 系统软件

给应用软件的开发、运行提供支撑、管理与使用计算机提供方便的软件。

常见的系统软件：（记住下表）

操作系统：WINDOWS系列、UNIX、LINUX、Android（手机、平板操作系统）

数据库管理系统（DBMS）：DB2、Oracle、Microsoft SQL Server、Sybase、MySQL、Access、VFP、Foxbase、VFoxPro等。

编译程序：C/C++/Java/Fortran的编译程序。

实用工具：磁盘清理程序、碎片整理程序、备份程序、杀毒软件、防火墙。

BIOS也是系统软件。

系统软件的特征：与硬件有很强的交互性、对硬件资源进行统一管理、起基础性和支撑作用（即：是应用软件的运行平台）。在计算机系统中，系统软件必不可少。

2) 应用软件（记住一些常用的软件的名字，以便判是不是应用软件、以及什么功能）

文字处理软件： Word、Adobe Acrobat、 WPS、 FrontPage等

电子表格软件： Excel等

图形图像软件： AutoCAD、Photoshop、CorelDraw、3DS MAX等

媒体播放软件： Media Player、Real Player、Winamp等

网络通信软件： Outlook Express、MSN、QQ、ICQ等

演示软件： PowerPoint等

信息检索软件： Google，天网，百度等

个人信息管理软件： Outlook，Lotus Notes

测试：

1. SQL Server,Access,FoxPro都是_______________.

A. 支撑管理软件系统 B. 应用管理软件系统 C. 用管理软件系统 D. 数据库管理系统

2. 下列不属于文本处理软件的是_______________.

A. FrontPage B. WPS C. PhotoShop D. NotePad

3. 系统软件通常包括操作系统,_______________,数据库管理系统,实用工具与工具软件.

A. 定制系统 B. 通用系统 C. MS Office套件 D. 语言处理程序

二、操作系统

1、作用：

①为计算机中运行的程序管理和分配各种软硬件资源。（大管家功能，管理所有的资源）

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②为用户提供友善的人机界面。（如WINDOWS的GUI---图形用户界面）

③为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台。（程序员开发程序）

记住：GUI含义是：图形用户界面。

ICON含义是：图标。用于形象化地表示：文件、程序、设备等对象。

裸机：没有安装任何软件的计算机。没有软件，裸机没有什么用。

2、操作系统将计算机硬件变成一台功能“虚计算机”，屏蔽了硬件的细节。

3、安装了操作系统，就是将它的程序代码安装在外存（如：硬盘）上，不是内存。

4、操作系统的启动：

第一步：执行BIOS中加电自检。与操作系统无关。

第二步：执行BIOS中引导装入程序（自举程序）。与操作系统无关。

第三步：装入并执行硬盘上的主引导记录（512字节的机器代码程序），不同操作系统，主引导记录程序不同。与操作系统相关。主引导记录装入并执行操作系统的引导程序。

第四步：操作系统本身（操作系统的引导程序再不断地装入并执行操作系统本身）。

注意：启动过程中会读取CMOS中参数数据。若CMOS中数据丢失，则系统可能无法正常启动。

5、操作系统共有四大管理：多任务管理（CPU管理）、存储管理（对内存的管理）、文件管理、设备管理。

6、什么是多任务处理？

①指多个任务在计算机中同时运行，每个任务都可以使用包括CPU在内的几乎全部软硬件资源。任务是指装入内存并启动执行的一个程序。为了支持多任务处理，操作系统中有一个处理器调度程序负责把 CPU时间分配给各个任务，使得多个任务“同时”执行。调度程序采用按时间片轮转的方法，给每个任务都能轮流得到一个时间片的CPU时间，在时间片结束后，再将CPU交给下一个任务。这样，只要一个CPU就可以“同时”执行多个任务。

时间片到后，无论程序执行到何处，WINDOWS都强制使它让出CPU，这就是：抢占式多任务。Win3.1中采用的是非抢占式多任务，win95及以后WIN系统，都是：抢占式多任务

目的：提高CPU的利用率。

注意：若是单核心CPU，任何时刻只有一个任务在执行。若是双核，则任一时刻，真正有2个任务在执行。WINDOWS操作系统本身也与应用程序一起参与CPU轮转。故如果只有一个应用程序，同样要进行CPU轮转，不可能一直占用CPU。

②借助于“任务管理器”，可以查看到有哪些任务同时在运行。

③前台任务与后台任务：

1)前台任务：能接受用户输入(击键或按击鼠标)的窗口只能有一个，称为活动窗口，它所对应的任务称为前台任务。

2)后台任务：除前台任务外，所有其它任务均为后台任务

3)前台任务与后台任务的区别：

前台任务对应的窗口(活动窗口)位于其它窗口的前面。

活动窗口的标题栏比非活动窗口颜色更深(深蓝色)。

前台任务与后台任务的共同点：都在计算机中运行。

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4)前台任务与后台任务的切换：

为了输入信息到某个后台任务中去，必须切换窗口(单击要激活的后台任务窗口的任何部位, 或单击任务栏中对应的任务按钮）。

5)无论是前台任务，还是后台任务，都能得到CPU的时间片轮转，得到CPU的执行。不能认为：后台任务得不到CPU的执行。

7、什么是存储管理？

对内存的管理，不包含外存。功能是：内存分配和回收、虚拟内存管理、内存共享和保护等。

虚拟存储技术的基本思想是：程序员是针对虚拟内存空间设计与编写程序的（虚拟内存大小：由地址线及硬盘空间决定。最大物理内存空间大小由芯片组决定）。当程序装入时，不必将其全部读入到内存，而只需将当前需要执行的一部分程序和数据页面读入内存，就可让程序开始执行。当执行到不在物理内存中的程序时，通过虚拟内存调试算法，进行页面调度，程序继续执行。

注意（记住）：虚拟内存调度算法是：LRU。（将最近最少使用的页面调换出去。）记住算法的名字。

注意（记住）：调度的单位：页。（将虚拟内存中的程序划分成许多个页，一页大小如：4KB）

注意（记住）：Windows XP中的虚拟内存的交换文件是 pagefile. sys，位于系统盘的根目录下。

8、文件管理：文件是一组相关信息的集合，它存储在软盘、硬盘、光盘等外存储器上。

在Windows系统中允许使用长文件名，长达255个字符。

文件说明信息包括：文件名、文件类型、文件物理位置、文件长度、文件时间（创建时间、最近修改时间、最近访问时间等）、文件创建者、文件属性等。

文件属性用于将文件标注为系统文件、隐藏文件、存档文件或只读文件。

文件目录：通过文件名可以快速方便地获取文件的说明信息。提高文件的检索速度、允许文件在不同的目录中使用相同的名字、允许多个用户共享一个文件。

文件管理：文件系统在存储介质上为创建文件分配空间，为删除文件而回收空间，并对空闲空间进行管理。

注意（记住）：文件说明信息是保存在该文件的目录中，文件的内容（程序或数据）是保存在磁盘的数据区中。

注意（记住）：文件“系统属性”：表示该文件是WINDOWS操作系统自身内部的文件，若删除文件会提出警告。在资源管理器中通常不显示出来（除非在资源管理器中设置了“显示全部文件”）

注意（记住）：文件“存档属性”：是由WINDOWS操作系统中的文件备份程序使用的，用于决定文件是否需要备份。备份过后，存档属性自动清除。若备份后又修改过文件，则文件的存档属性又自动加上（表示又需要备份了）。

注意（记住）：文件“压缩属性”：文件保存到磁盘上时，文件中的内容是否要进行压缩。

注意（记住）：文件“加密属性”：文件保存到磁盘上时，文件中的内容是否要进行加密（以便不让无关用户了解文件内容）。

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注意（记住）：文件“编制索引属性”：帮助编制该文件的索引，以便快速进行检索。

注意（记住）：WINDOWS中采用树状结构来组织文件夹。每一个盘（逻辑盘如：C：盘、D：盘等）只有一个根文件夹。根文件夹不能被删除。根文件夹中可以有文件和其它子文件夹。

注意：物理盘与逻辑盘的区别。物理盘可能只有一个，但可以将物理盘进行分区（划分成几块），每一个分区对应一个逻辑盘（如：C盘、D盘等），因而一个物理盘，对应多个逻辑盘。用户使用看到的是逻辑盘。

文件夹是最大优点是：对文件的共享和保护提供了方便。一个文件夹设置为“共享”，含义是：文件夹中所有的文件都可以为网络上其它用户所共享使用。

提高类的知识点：

①硬盘采用的文件管理程序有：FAT16（用于2GB以下硬盘）、FAT32（2GB以上硬盘，WINDOWS XP下最大是32GB,单个文件最大4GB）、NTFS（硬盘最大2TB）.

②CD-ROM采用是：CDFS文件管理程序。

③CD-RW和DVD采用的是：UDF文件管理程序。

9、设备管理：设备管理任务是协调 I/O设备与 CPU和内存的工作，为用户提供使用外部设备的最佳接口，以方便用户使用计算机。在Windows系统中，设备管理程序的结构由底向上是：设备驱动程序、I/O系统组件（含 1／O管理程序）、与应用程序的接口、应用程序。另外，Windows中的设备管理程序还支持“即插即用”（PnP）功能。

10、常用操作系统特性

①WIN XP :最大支持内存4GB，2个CPU。有32位版本XP和64位版本XP。单用户、多任务、分时。

②WIN 7:直接支持多点触控，手写识别，多显卡支持。还有“虚拟WIN XP的工作模式（使得WIN7好像WIN XP一样运行，两者几乎完全兼容）”，有32位版本和64位版本。单用户、多任务、分时。

③UNIX和LINUX：主要用于巨型机、大型机上作为网络操作系统（英文缩写：NOS）使用。多用户、多任务、分时。

测试：冲剌P26

三、程序设计语言

1、软件的主体是程序。程序的核心是算法。

2、分类：机器语言、汇编语言、高级语言。

复习：（第二章）

什么是机器语言？就是CPU的指令系统。是二进制数。是硬件唯一的可直接执行的语言。不可移植。（这是因为不同机器的CPU的指令系统不同，因而机器语言不同。）

什么是汇编语言？就是符号语言。几乎直接对应二进制的机器指令。不能直接执行。（要先通过汇编程序(一种系统软件)，将汇编语言程序整个汇编成机器语言程序，然后才能执行。）也是不可移植的。（这是因为它几乎直接对应二进制的机器指令，而不同CPU，其指令系统通常不同。因此不可移植。）

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注：问：机器语言写的程序都是系统软件。错误。机器语言可以写任何软件（不一定非是系统软件）。

什么是高级语言？就是面向人的语言（机器语言与汇编语言是面向机器的语言）。高级语言写的程序是可移植的（这是因为它远离机器，不面向机器，因而抽象级别高），但不可直接执行。

如何执行高级语言的程序？（注意理解记忆）

方法1：先通过编译程序（一种系统软件）变成等价的机器语言程序，然后再运行该机器语言程序。

方法2：取出高级语言程序中的一条语句，立即按语句的含义进行解释执行。然后再取下一条语句，解释执行。反复这样做。

比较（注意理解记忆）：方法1称为：编译方式。方法2称为解释方式。编译方式特点：程序运行性能高，用于写复杂性的程序。会生成等价的机器语言程序，但人机交到性差。解释方式特点：程序的人机交互性好，不生成等价的机器语言程序。程序运行性能不高。适用于不复杂或性能要求不高的场合。

高级语言与机器语言（或汇编语言）比较：高级语言开发的效率高，机器语言开发的效率差。但机器语言执行性能高，高级语言执行性能差些。高级语言不能直接执行，而机器语言可直接执行。

3、程序设计语言中的基本成分：数据成分、运算成分、控制成分和传输成分。

①数据成分：用来描述程序所处理的数据对象，如对数据类型和结构的说明。

几种常见的数据类型：算术数据类型；枚举数据类型，是一组枚举值提供便于记忆的标识符；数组数据类型，是一组类型相同的有序数据的集合；指针数据类型，表示数据对象的地址；用户自定义类型（可以定义自己的数据类型）。

如：int a=2; 这是数据成份。变量a与数值2都是数据成份。Int是变量a的数据类型，是整型。

记住： 数据类型决定了数据或变量在内存中占用的字节数量（即：数据的大小）。数据的作用域是表示数据在哪个范围内可以使用的。

②运算成分：用来描述程序所包含的运算，如算术和逻辑表达式。

③控制成分：用来表达程序中的控制构造。

④传输成分：用来表达程序中数据的传输，如I／O语句与赋值语句（如：x=3;含义：将数值3传送给变量x中）。

如：printf(“Hello”);或者：scanf(“%d”,&x);都是传输成份。

1) (必须知道)任何正规程序都可以由三种结构组成：顺序结构、条件选择结构和重复结构。

2) If (P) A else B 含义是：若P为真，做A，否则做B。A与B不会同时执行。

3) While(P) S 含义是：当P为真时，反复做S，一直做到P为假为止。注意：S可能一次也不执行。即：S执行的次数，最少是0次。因为：先判P，若P一开始就为假，则S没有执行的机会。

4) (大致了解一下)For(P1;P2;P3) A 含义是：P1;while(P2){A；P3}。

4、常用程序设计语言

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Fortran(面向过程、用于科学与数值计算，Fortran2003 是面向对象的)

VB（面向对象、可视化、事件处理）

Java(面向对象、用于网络平台、可跨平台运行)

C（面向过程、通用程序设计语言、适合于开发系统软件、效率高）

C++(从C语言发展而来、面向对象、)

C#（面向对象、运行于.NET平台、可跨平台运行、从C++、Java中发展而来）

LISP（符号操作及表处理、用于人工智能）

PROLOG（逻辑式编程语言、用于人工智能）

ADA（模块化语言、用于实时控制、并发多任务如：飞行器控制）

MATLAB（面向矩阵数学运算，数学计算）

COBOL（面向过程、适用于商业、金融）

VBA（面向对象、嵌入在OFFICE软件中运行。常见的宏病毒就是用VBA编制）

Javascript和VBScript(面向对象、嵌入在网页中运行)

补：什么是面向对象？

①对象：就是将数据及对其的操作（运算）封装在一起，作为一个整体看待。也是新的数据类型。

②（简单记忆）程序设计语言中提供了封装、继承、多态机制。封装，理解就是：数据的隐藏。

5、编译程序与解释程序

1)汇编语言源程序---汇编程序---机器语言程序

2）源程序---编译程序---目标程序（二进制，可浮动定位，不能直接运行）---连接程序(将系统的库文件代码连接到目标程序中)---可执行的机器代码程序（二进制）---装入（将代码装入到内存中运行）---运行---结果。

简要归纳：第一步：编译程序

第二步：连接程序

第三步：装入、运行

测试：P28

6、算法

1)什么是算法？

解题的方法与步骤。

记住：算法是解决某一类问题的，而不是一个特定的问题。

2)算法必须满足的特性：

①确定性。即精确性。不能有二义性。如：放少许油（违犯了算法的确定性）。

②有穷性。执行了有限步操作后算法终止。

③能行性。操作都是在计算机的能力范围之内，且在有限时间内能完成。

④输出。算法必须至少有一个输出。但可以没有输入（即：0个输入）

3）算法与程序的关系(能理解，做选择题即可)

①一个算法，可以对应多个程序（有些用C写，有些用java写，且具体编写方式都可以有第 7 页 共 9 页

差异）

②算法必须是有穷的，而程序可以是死循环的（无限循环）。

③算法可以用：图形、伪代码等表示。而程序必须用程序设计语言来设计。

④若一个问题的解决无法表示为计算机算法，则计算机将无法解决。也无法写出程序。

4）开发计算机应用的核心是：设计出算法，并用程序语言写出程序（即开发成为软件）

5)计算机求解问题的主要步骤：

①理解问题

②设计出算法

③用程序语言写出程序

④运行程序，获得结果

⑤根据结果，对算法进行评估。

记住：算法的设计方法是：由粗到细、由抽象到具体、逐步求精。

6）算法如何表示？

文字说明、图形（如：流程图）、伪代码、程序设计语言。记住：算法不一定非要使用程序设计语言表示。

7）如何评价与选择算法？

若一个问题，有多个算法，则如何选择算法？哪一个好？除了正确性之外，从时间资源与空间资源上进行分析。

8）时间复杂度

（会计算）若已知算法的操作步骤数目是：2n2+3+3,则时间复杂度是O(n2)

若已知算法的操作数目：120，则时间复杂度是O(1)。含义：常量级。

时间复杂度从好到坏是：

O(1)-O(logn)-O(n)-O(nlogn)-O(n2)-O(n3)-O(2n)-O(3n)-O(nn)

时间复杂度越小，算法越好。

例：算法A时间复杂度是O(nlogn),算法B时间复杂度是O(n2),哪个算法好？算法A好。

9、空间复杂度

算法在运行时所需要的空间多少。

若一个算法的空间复杂度是O(1),该算法称为：原地工作的算法。

测试：若一个算法所需要的空间与问题规模无关，则该算法是原地工作的。

答：正确。因为，一个算法所需要的空间与问题规模无关，则空间复杂度是O(1)，故正确。

7、数据结构

1)数据结构包含三方面内容：

①逻辑结构（或抽象结构）

②存储结构

③操作（或运算）

3) 什么是逻辑结构？

抽象地描述数据及数据之间的关系。包含四个：

①集合。（属于同一个。如：一蓝子鸡蛋，关系是：鸡蛋都属于同一个蓝子）

②线性结构。（反映线性关系。紧跟它前面的只有一个，紧跟它后边只有一个。如：银行窗口前的排队。）

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③树结构（层次关系。如：家谱）

树的特点：除根结点外，其它结点的父结点是唯一的。

④图或网状结构。（任意关系）

4）什么是存储结构？

逻辑结构在计算机内存中的实现。

线性结构在内存中有两种实现方式：顺序实现和链接表实现。

①顺序实现：连续内存空间，若元素在i位置，则它前一个肯定在i-1,后一个肯定在i+1处。适合于随机访问，不合适于插入、删除操作（因为：插入或删除会带来大量元素的前后移动，性能差）

②链接表实现：空间不要求连续。每一个元素在内存空间上都增加一个指针，用于存储紧跟该元素的下一个元素的地址。需要的空间比顺序实现要多。但适合于插入、删除操作。因为不需要前后大量移动元素。记住：链接表实现中，特点：元素指针可以为空（用NULL表示），元素指针也可以全不空（此时链表是一个环）

5）瑞士计算机科学家尼•沃思（）在20世纪70年代曾经提出过一个著名公式：

“数据结构+算法 = 程序”

之后他又提出：

“计算机科学就是研究算法的学问”

测试：P27---P29

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