計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論（第二版）教學(xué)課件葛建梅第3章.ppt

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1、第3章計(jì)算機(jī)常用軟件介紹本章主要介紹計(jì)算機(jī)軟件的層次結(jié)構(gòu)，重要系統(tǒng)軟件——操作系統(tǒng)的功能和基本概念以及常用的操作系統(tǒng)（如Windows、UNIX、Linux等）的主要特征。了解軟件生存周期和面向?qū)ο蠓椒ǖ拈_發(fā)過程。3.1計(jì)算機(jī)軟件的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)軟件是指計(jì)算機(jī)中的程序、數(shù)據(jù)及其文檔。計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，計(jì)算機(jī)用戶是通過軟件來管理和使用計(jì)算機(jī)的，一般計(jì)算機(jī)軟件可分為3類：系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。其層次結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。銀行系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、瀏覽器等數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、開發(fā)工具編輯器、編譯器命令解釋器操作系統(tǒng)硬

2、件應(yīng)用軟件支撐軟件系統(tǒng)軟件圖3.1軟件層次結(jié)構(gòu)3.1計(jì)算機(jī)軟件的層次結(jié)構(gòu)（1）系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最靠近硬件層次的軟件。系統(tǒng)軟件用于管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的程序集合，如操作系統(tǒng)、匯編程序、編譯程序等都是系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件與具體的應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)，解決任何領(lǐng)域的問題一般都要用到系統(tǒng)軟件。（2）支撐軟件：是支撐其他軟件的開發(fā)與維護(hù)的軟件，如各種接口軟件、軟件開發(fā)工具和環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等都是支撐軟件。（3）應(yīng)用軟件：是為解決特定應(yīng)用領(lǐng)域問題而編制的應(yīng)用程序，如財(cái)務(wù)管理軟件、火車訂票系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)等都是

3、應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件三者既有分工，又相互結(jié)合，而且相互有所覆蓋、交叉和變動，并不能截然分開。如操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件，但它也支撐了其他軟件的開發(fā)，也可看作是支撐軟件。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件層次結(jié)構(gòu)中，操作系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的軟件。面對復(fù)雜的計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)使用戶真正成為計(jì)算機(jī)的主人。操作系統(tǒng)是對計(jì)算機(jī)硬件功能的第一次擴(kuò)展，使得用戶可以很方便地管理和使用系統(tǒng)資源，并在其上開發(fā)各類應(yīng)用軟件，進(jìn)一步擴(kuò)展計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能。3.2操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）是在計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用需求的推動下產(chǎn)

4、生和發(fā)展起來的，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一種必不可少的系統(tǒng)軟件，它經(jīng)過了從簡單到復(fù)雜的很長的發(fā)展過程，目前已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最基礎(chǔ)最重要的系統(tǒng)軟件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟、硬件資源越來越豐富，用戶要求能更方便、更靈活地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中至少要配置一種操作系統(tǒng)。對于一個學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的學(xué)生和從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的工作者來說，學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的工作原理和了解操作系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法是十分必要的。這樣，將有利于他們利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)各種應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件，因此，操作系統(tǒng)課程已成為計(jì)算科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。這

5、里概要地介紹操作系統(tǒng)的概念和操作系統(tǒng)的功能等知識。統(tǒng)的功能。3.2.1操作系統(tǒng)的概念1．什么是操作系統(tǒng)眾所周知，一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的系統(tǒng)，包括處理器、存儲器、外圍設(shè)備、各種數(shù)據(jù)、文件及信息。我們把這些統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源。如果用戶直接控制、管理和使用這些資源，將是非常麻煩的，用戶不僅要熟記機(jī)器語言（指令系統(tǒng)），而且要了解各種外圍設(shè)備的物理特性，這不僅不方便而且很容易出錯。那么如何才能有效地管理計(jì)算機(jī)中軟、硬件資源，讓它們相互協(xié)調(diào)、高效地工作，并給用戶提供方便的操作手段與環(huán)境呢？操作系統(tǒng)就是承擔(dān)此重任的系統(tǒng)軟件。操作系

6、統(tǒng)屬于軟件中的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)是緊挨著硬件的第一層軟件，是對硬件功能的首次擴(kuò)充，其他軟件則是建立在操作系統(tǒng)之上的。通過操作系統(tǒng)對硬件功能進(jìn)行擴(kuò)充，并在操作系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和支持下運(yùn)行各種軟件。因此，操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中占據(jù)著一個非常重要的地位，它不僅是硬件與所有其他軟件之間的接口，而且任何一種計(jì)算機(jī)，從微型計(jì)算機(jī)到巨型計(jì)算機(jī)都必須在其硬件平臺上加載相應(yīng)的操作系統(tǒng)之后，才能構(gòu)成一個可以協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。只有在操作系統(tǒng)的指揮控制下，各種計(jì)算機(jī)資源才能被分配給用戶所使用。也只有在操作系統(tǒng)的支撐下，其他系統(tǒng)軟件如各類編譯系統(tǒng)、程序

7、庫、運(yùn)行支持環(huán)境才得以取得運(yùn)行條件。沒有操作系統(tǒng)，任何應(yīng)用軟件都無法運(yùn)行。可見，操作系統(tǒng)是一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬、軟件資源的總指揮部。操作系統(tǒng)性能的高低，決定了整體計(jì)算機(jī)的潛在硬件性能能否發(fā)揮出來。操作系統(tǒng)本身的安全可靠程度，決定了整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性。3.2.1操作系統(tǒng)的概念據(jù)此，可給出操作系統(tǒng)一個定義：操作系統(tǒng)是一種系統(tǒng)軟件，它統(tǒng)一地管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟、硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，控制程序的執(zhí)行，并為用戶提供一個良好的、易于操作的工作環(huán)境，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的

8、核心，是用戶和其他軟件與計(jì)算機(jī)裸機(jī)之間的橋梁，是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。不同計(jì)算機(jī)使用者看待操作系統(tǒng)有所不同，長期以來有兩種觀點(diǎn)，一種是虛擬機(jī)的觀點(diǎn)，另一種是資源管理的觀點(diǎn)。虛擬機(jī)的觀點(diǎn)也稱為擴(kuò)展機(jī)的觀點(diǎn)，操作系統(tǒng)是直接配置在計(jì)算機(jī)硬件之上的第一層軟件，它對硬件