計(jì)算機(jī)一級(jí)軟件課程.ppt

1.4 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)=硬件+軟件,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的，兩者缺一不可！,軟件、硬件和用戶的關(guān)系,硬件的能力非常有限，只是速度極高而已 沒有軟件，硬件幾乎什么任務(wù)也完成不了,計(jì)算機(jī)通過軟件才能進(jìn)行信息處理,不同的軟件，完成不同的任務(wù),同一軟件處理不同的數(shù)據(jù)，完成不同的任務(wù),什么是程序？,程序是告訴計(jì)算機(jī)做什么和如何做的一組指令(語句)，這些指令(語句)都是計(jì)算機(jī)能夠理解并能夠執(zhí)行的一些命令 程序的特性： 用于完成某一確定的信息處理任務(wù) 使用某種計(jì)算機(jī)語言描述如何完成該任務(wù) 預(yù)先存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，啟動(dòng)運(yùn)行后才能完成任務(wù),程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系,程序所處理的對(duì)象和處理后得到的結(jié)果統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)（分別稱為輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)） 程序必須處理合理的輸入數(shù)據(jù)，否則不會(huì)產(chǎn)生有意義的輸出 程序和數(shù)據(jù)具有相對(duì)性,程序與軟件是什么關(guān)系？,軟件往往指的是設(shè)計(jì)比較成熟、功能比較完善、具有某種使用價(jià)值、且有一定規(guī)模的程序 軟件既包含程序、也包含與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)和文檔： 程序是軟件的主體 數(shù)據(jù)指的是程序運(yùn)行過程中處理的對(duì)象和必須使用的一些參數(shù)（如三角函數(shù)表、英漢詞典等） 文檔指的是與程序開發(fā)、維護(hù)及操作有關(guān)的一些資料（如設(shè)計(jì)報(bào)告、維護(hù)手冊(cè)和使用指南等） “軟件” 強(qiáng)調(diào)的是產(chǎn)品、工程、產(chǎn)業(yè)或?qū)W科等宏觀方面的含義，“程序”更側(cè)重技術(shù)層面的含義 軟件和程序本質(zhì)上相同，在不會(huì)發(fā)生混淆的場(chǎng)合，軟件和程序兩個(gè)名稱經(jīng)?；煊茫⒉粐?yán)格加以區(qū)分,2. 計(jì)算機(jī)軟件的特性,計(jì)算機(jī)軟件有哪些特性？ (1),1. 不可見性(是無形的，不能被人們直接觀察、欣賞和評(píng)價(jià)) 2. 適用性(可以適應(yīng)一類應(yīng)用問題的需要 ) 3. 依附性(依附于特定的硬件、網(wǎng)絡(luò)和其他軟件 ) 4. 復(fù)雜性(規(guī)模越來越大，開發(fā)人員越來越多，開發(fā)成本也越來越高) ，例如：,軟件的復(fù)雜性 舉例,程序規(guī)模：Windows XP源程序約有5000萬行 人員隊(duì)伍：Vista及新版Office 2007兩個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)設(shè)計(jì)成員總共9000余人 資金投入：微軟為Vista投入90億美元，包括Vista未來的配套及合作伙伴的投入，預(yù)計(jì)在180億美元以上，如果加上新版Office的成本，投入資金在240億270億美元之間 開發(fā)周期：Vista的開發(fā)經(jīng)歷6年，發(fā)布時(shí)間一拖再拖,計(jì)算機(jī)軟件有哪些特性？ (2),5. 無磨損性(功能和性能一般不會(huì)發(fā)生變化 ) 6. 易復(fù)制性(可以非常容易且毫無失真地進(jìn)行復(fù)制 ) 7. 不斷演變性(軟件的生命周期 ) ，例如： 1989年Word 1.0 1997年推出Word 97 2000年推出Office 2000 2003年 Office 2003 最新版本是Office 2007,8. 有限責(zé)任(有限保證) 9. 脆弱性(黑客攻擊、病毒入侵、信息盜用),Windows版本演變,計(jì)算機(jī)軟件與知識(shí)產(chǎn)權(quán),軟件是智力活動(dòng)的成果，受到知識(shí)產(chǎn)權(quán)(版權(quán))法的保護(hù) 版權(quán)授予軟件作者(版權(quán)所有者)享有下列權(quán)利： 拷貝、發(fā)布、修改、署名、出售、 保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的目的：確保腦力勞動(dòng)受到獎(jiǎng)勵(lì)并鼓勵(lì)發(fā)明創(chuàng)造，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)就是保護(hù)腦力勞動(dòng)人員，使他們發(fā)揮創(chuàng)造能力，社會(huì)也會(huì)從他們的成果中受益 購買一個(gè)軟件，用戶僅僅得到了該軟件的使用權(quán)，并沒有獲得它的版權(quán) 隨意進(jìn)行軟件拷貝和分發(fā)是一種違法行為,3. 計(jì)算機(jī)軟件的分類,從用途對(duì)計(jì)算機(jī)軟件分類,系統(tǒng)軟件 不是為了解決某種具體應(yīng)用，而是為了： 給用戶使用計(jì)算機(jī)提供方便 給應(yīng)用軟件的開發(fā)與運(yùn)行提供支持 使計(jì)算機(jī)有效、安全、可靠地運(yùn)行,應(yīng)用軟件 專門用于幫助最終用戶解決各種具體應(yīng)用問題的軟件 分類(按開發(fā)方式)： 定制應(yīng)用軟件 通用應(yīng)用軟件 幾乎所有領(lǐng)域、所有人都需要使用 設(shè)計(jì)精巧，易學(xué)易用 商品化，價(jià)格較低,什么是系統(tǒng)軟件？,系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件資源和軟件資源的軟件， 主要包括操作系統(tǒng)、各種語言的處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。 舉例： 基本輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS） 操作系統(tǒng)（如Windows、Unix、Linux等） 程序開發(fā)工具與環(huán)境（如C語言編譯器等） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） 實(shí)用程序（Utility，如磁盤清理程序、備份程序、殺毒軟件、防火墻等）,系統(tǒng)軟件有哪些特性？,與計(jì)算機(jī)硬件有密切的關(guān)系，能對(duì)硬件進(jìn)行統(tǒng)一的控制、調(diào)度和管理； 具有通用性，能為多種應(yīng)用軟件的開發(fā)和運(yùn)行提供支持與服務(wù) 在任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)軟件都是必不可少的 在購買計(jì)算機(jī)時(shí)，通常計(jì)算機(jī)供應(yīng)廠商會(huì)提供給用戶一些最基本的系統(tǒng)軟件，否則計(jì)算機(jī)無法工作。,系統(tǒng)軟件有哪些?,操作系統(tǒng)（OS） 操作系統(tǒng)是控制、管理計(jì)算機(jī)硬件資源和軟件資源的大型系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)所有軟、硬件系統(tǒng)的組織者和管理者，它能合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制用戶程序的運(yùn)行，為用戶提供各種服務(wù)。 操作系統(tǒng)由許多具有控制和管理功能的子程序組成。 典型的操作系統(tǒng)有：DOS、UNIX、Windows、OS/2、NetWare及Linux等。,系統(tǒng)軟件有哪些?,語言處理系統(tǒng) 機(jī)器語言 它是計(jì)算機(jī)能唯一識(shí)別并執(zhí)行的語言，不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)的機(jī)器語言有所不同。 優(yōu)點(diǎn)：程序的執(zhí)行效率高 缺點(diǎn)：其編寫的程序難寫、難讀、易出錯(cuò)、難移植 匯編語言 匯編語言又稱符號(hào)語言，是機(jī)器語言的符號(hào)化表示。 高級(jí)語言 人工智能高級(jí)語言 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）,語言處理系統(tǒng) 機(jī)器語言 現(xiàn)在已不直接用機(jī)器語言編制程序,系統(tǒng)軟件有哪些?,語言處理系統(tǒng) 匯編語言,系統(tǒng)軟件有哪些?,優(yōu)點(diǎn)： 操作數(shù)直接使用十進(jìn)制,缺點(diǎn)： 大型程序難以開發(fā) 依賴于具體計(jì)算機(jī),系統(tǒng)軟件有哪些?,語言處理系統(tǒng) 高級(jí)語言 目的：克服匯編語言的缺陷，提高編程和維護(hù)的效率 特點(diǎn)： 接近人們?nèi)粘Ｊ褂玫淖匀徽Z言（主要是英語）容易理解、記憶和使用 可在不同計(jì)算機(jī)上通用 對(duì)使用的符號(hào)、詞匯、語法和語義等各種語言成分都有嚴(yán)格的規(guī)定 意義：使程序設(shè)計(jì)的難度降低，導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入新的階段,高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展,50年代：Fortran，ALGOL 60年代：COBOL語言 70年代：Pascal 語言，C語言，BASIC語言 80年代： Ada語言，PROLOG語言，LISP語言 90年代起：面向?qū)ο笳Z言C+、 JAVA、C#等,FORTRAN語言,FORTRAN是FORmula TRANslation （公式翻譯）的縮寫詞，它是一種主要用于數(shù)值計(jì)算的面向過程的程序設(shè)計(jì)語言。FORTRAN語言的特點(diǎn)是接近數(shù)學(xué)公式，簡(jiǎn)單易用 目前最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是FORTRAN2003,BASIC和Visual Basic語言,BASIC語言的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易學(xué) Visual BASIC(VB)語言是微軟公司基于BASIC發(fā)展而來的一種程序設(shè)計(jì)語言，特點(diǎn)是： 是一種可視化的、面向?qū)ο蟮?、采用事件?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言 具有高效率、簡(jiǎn)單易學(xué)及功能強(qiáng)大的特點(diǎn) 可以高效、快速地開發(fā)Windows 環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件,Pascal語言,1968年由N.Wirth提出，1973年正式發(fā)表。 Pascal語言是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言 適用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、尤其是系統(tǒng)軟件開發(fā)等,C語言和C+語言,C語言是19721973年間由ATT公司Bell實(shí)驗(yàn)室開發(fā)而成 C語言兼有高級(jí)語言的優(yōu)點(diǎn)和匯編語言的效率，有效地處理了簡(jiǎn)潔性和實(shí)用性、可移植性和高效性之間的矛盾 C+語言以C語言為基礎(chǔ)發(fā)展而成，既有數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο竽芰?，運(yùn)行性能高，又能與C語言兼容，因而C+語言迅速流行，成為當(dāng)前面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的主流語言,Java語言,由SUN Microsystem公司于1995年發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮?、用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的程序設(shè)計(jì)語言 基本特征是： 適用于網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境 具有一定的平臺(tái)獨(dú)立性 安全性和穩(wěn)定性好 Java語言受到各種應(yīng)用領(lǐng)域的重視，取得快速的發(fā)展，在Internet上已推出了用Java語言編寫的很多應(yīng)用程序,系統(tǒng)軟件有哪些?,語言處理系統(tǒng) 人工智能高級(jí)語言 人工智能高級(jí)語言不要求用戶給出問題的求解算法，只需要指出求解問題、輸入數(shù)據(jù)和指出輸出格式，就可以得到求解結(jié)果。 又稱面向問題的語言、非過程語言或描述性語言。,系統(tǒng)軟件有哪些?,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） 是管理數(shù)據(jù)庫的軟件，主要解決數(shù)據(jù)處理中非數(shù)值計(jì)算問題，常用于各種管理信息系統(tǒng)。,1.4.2 系統(tǒng)支撐軟件,支持其他軟件實(shí)施設(shè)計(jì)、開發(fā)和維護(hù)的軟件稱為支撐軟件。,1.4.3 應(yīng)用軟件,應(yīng)用軟件是針對(duì)某一專門目的而開發(fā)的軟件。,關(guān)于微軟的辦公軟件Office,歷史與發(fā)展 內(nèi)容與功能：以O(shè)ffice2003為例，共包含7個(gè)主要的軟件：,成功軟件的經(jīng)驗(yàn)是什么？它們都具有如下特點(diǎn)： 1 它們能替代現(xiàn)實(shí)世界已有的其他工具，而且使用起來比已有工具更方便有效 2 它們能完成已有工具很難完成甚至完全不可能完成的事，擴(kuò)展了人們的能力 3 ,從軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)軟件進(jìn)行分類,商品軟件 共享軟件(shareware) 具有版權(quán)，可免費(fèi)試用一段時(shí)間，允許拷貝和散發(fā)（但不可修改），過了試用期若還想繼續(xù)使用，就得交一筆注冊(cè)費(fèi)，成為注冊(cè)用戶。 自由軟件 (freeware)（開放源代碼軟件） 用戶可共享，并允許隨意拷貝、修改其源代碼，允許銷售和自由傳播。但是，對(duì)軟件源代碼的任何修改都必須向所有用戶公開，還必須允許此后的用戶享有進(jìn)一步拷貝和修改的自由。 自由軟件的重大意義,2.1 Windows操作系統(tǒng),2.1.1 操作系統(tǒng)的概述 2.1.2 典型操作系統(tǒng)介紹 2.1.3 Windows操作系統(tǒng),OS屏蔽了計(jì)算機(jī)中幾乎所有物理設(shè)備的技術(shù)細(xì)節(jié)，為使用、開發(fā)和運(yùn)行其他軟件提供了一個(gè)高效、可靠的平臺(tái)。 OS非常龐大和復(fù)雜，它由許多程序模塊組成,沒有安裝任何軟件的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī), 裸機(jī)是無法使用的 操作系統(tǒng)是最重要的一種系統(tǒng)軟件，幾乎所有計(jì)算機(jī)都要安裝OS,2.1.1操作系統(tǒng)概述,操作系統(tǒng)（Operating System，簡(jiǎn)稱OS）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)軟件， 它統(tǒng)一管理和調(diào)度計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件資源和軟件資源，它是保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件和硬件資源協(xié)調(diào)一致，有條不紊工作的軟件。用戶通過它使用計(jì)算機(jī)。,1. 什么是操作系統(tǒng),(1) 處理器管理 允許多個(gè)程序同時(shí)運(yùn)行的操作系統(tǒng)稱為多道程序系統(tǒng)。 多道程序系統(tǒng)中，對(duì)某一處理器而言，任一時(shí)刻僅能執(zhí)行一道程序，系統(tǒng)中各程序是交替執(zhí)行的。 多道程序同時(shí)在系統(tǒng)中運(yùn)行，它們共享系統(tǒng)資源，但操作系統(tǒng)也必須承擔(dān)系統(tǒng)資源的管理任務(wù)，包括對(duì)處理器的分配管理。 處理器的分配和運(yùn)行都是以進(jìn)程為基本單位，因此，處理器管理也可稱為進(jìn)程管理。,2. 操作系統(tǒng)的管理對(duì)象,(1) 處理器管理 進(jìn)程（Process）：進(jìn)程是指在系統(tǒng)中一個(gè)正在運(yùn)行的應(yīng)用程序，即一個(gè)程序被加載到內(nèi)存，就建立了該程序的進(jìn)程。程序是計(jì)算機(jī)的指令集合，是一個(gè)靜態(tài)的概念；進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，是程序的一次執(zhí)行過程，一個(gè)程序可以多次執(zhí)行，每次執(zhí)行就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程在它的整個(gè)生命周期中，始終在就緒、運(yùn)行、掛起的狀態(tài)中變化著直到進(jìn)程結(jié)束才撤銷。 線程（Threads）：隨著軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，為了更好地實(shí)現(xiàn)并發(fā)處理和共享資源，提高CPU的利用率，目前許多操作系統(tǒng)把進(jìn)程再細(xì)分成線程。線程又被稱為輕量級(jí)進(jìn)程，是系統(tǒng)分配處理器時(shí)間資源的基本單元。每個(gè)進(jìn)程包含一到多個(gè)線程，它可與同屬一個(gè)進(jìn)程的其它線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源。,2. 操作系統(tǒng)的管理對(duì)象,為什么需要操作系統(tǒng)？,控制基本的輸入/輸出操作,分配系統(tǒng)中的資源,管理存儲(chǔ)器空間,監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)運(yùn)行和故障,維護(hù)計(jì)算機(jī)安全,操作系統(tǒng)的重要作用,三項(xiàng)主要作用： （1）為計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的程序管理和分配系統(tǒng)中的各種軟硬件資源 （2）為用戶提供友善的人機(jī)界面（圖形用戶界面） （3）為開發(fā)和運(yùn)行應(yīng)用程序提供高效率的平臺(tái) 其它輔助功能： 輔導(dǎo)用戶操作（幫助功能） 顯示系統(tǒng)狀態(tài) 處理軟硬件錯(cuò)誤 保護(hù)系統(tǒng)安全,基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS,基本輸入/輸出系統(tǒng)是存放在主板上只讀存儲(chǔ)器(flash ROM) 中的一組程序（也稱為firmware, 固件 ） 主要包含4個(gè)部分： 加電自檢程序 (診斷計(jì)算機(jī)故障) 系統(tǒng)自舉（裝入）程序 (啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作) CMOS設(shè)置程序 (設(shè)定和修改計(jì)算機(jī)配置) 基本外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序 (控制基本的I/O操作) 計(jì)算機(jī)斷電后，BIOS程序和CMOS中的數(shù)據(jù)仍保持不變 需要時(shí)BIOS程序可以升級(jí)(update),操作系統(tǒng)的啟動(dòng)(boot up),ROM BIOS,RAM,CPU,CMOS,操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)內(nèi)存的態(tài)勢(shì),什么是任務(wù)，什么是多任務(wù)處理？,“任務(wù)”指的是要計(jì)算機(jī)做的一件事，計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)任務(wù)通常就對(duì)應(yīng)著運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序 “單任務(wù)處理”與“多任務(wù)處理” 單任務(wù)處理：前一個(gè)任務(wù)完成后才能啟動(dòng)后一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行，任務(wù)是順序執(zhí)行的 多任務(wù)處理(Multitasking)：允許計(jì)算機(jī)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，任務(wù)是并發(fā)執(zhí)行的 多任務(wù)處理舉例： 編輯PPT講稿 + 播放音樂 + 收發(fā)郵件 多任務(wù)處理的優(yōu)點(diǎn)： 大大提高了用戶的工作效率 大大提高了計(jì)算機(jī)的使用效率,如何知道有哪些任務(wù)在運(yùn)行？,每啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用程序，OS就會(huì)打開一個(gè)相應(yīng)的窗口，通常一個(gè)窗口就是一個(gè)任務(wù) 每啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用程序，OS就會(huì)在任務(wù)欄上顯示一個(gè)相應(yīng)的任務(wù)按鈕(程序按鈕)，通常一個(gè)按鈕就是一個(gè)任務(wù) 窗口可以放大或縮小，甚至可以“最小化”，但任務(wù)的運(yùn)行不受其影響 使用“任務(wù)管理器”程序可以了解每個(gè)任務(wù)的運(yùn)行情況,什么是前臺(tái)任務(wù)與后臺(tái)任務(wù)？,前臺(tái)任務(wù)：能接受用戶輸入(擊鍵或按擊鼠標(biāo))的窗口只能有一個(gè)，稱為活動(dòng)窗口，它所對(duì)應(yīng)的任務(wù)稱為前臺(tái)任務(wù) 后臺(tái)任務(wù)：除前臺(tái)任務(wù)外，所有其它任務(wù)均為后臺(tái)任務(wù) 前臺(tái)任務(wù)與后臺(tái)任務(wù)的區(qū)別： 前臺(tái)任務(wù)對(duì)應(yīng)的窗口(活動(dòng)窗口)位于其它窗口的前面 活動(dòng)窗口的標(biāo)題欄比非活動(dòng)窗口顏色更深(深藍(lán)色) 前臺(tái)任務(wù)與后臺(tái)任務(wù)的共同點(diǎn)：都在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行 前臺(tái)任務(wù)與后臺(tái)任務(wù)的切換： 為了輸入信息到某個(gè)后臺(tái)任務(wù)中去，必須切換窗口(單擊要激活的后臺(tái)任務(wù)窗口的任何部位, 或單擊任務(wù)欄中對(duì)應(yīng)的任務(wù)按鈕）,如何結(jié)束任務(wù)的運(yùn)行？,每一個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)都要占用大量的系統(tǒng)資源(存儲(chǔ)器、CPU、屏幕等)，所以當(dāng)不再需要某個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，就應(yīng)該退出這個(gè)應(yīng)用程序，釋放它所占用的資源 多數(shù)應(yīng)用程序都設(shè)計(jì)成交互式控制的方式，所以運(yùn)行完畢后必須由用戶退出該程序。 Windows XP中退出應(yīng)用程序的幾種方法： 最快速的方法，是左擊應(yīng)用程序窗口右上角的紅色“叉子”按鈕 左擊窗口左上角的控制按鈕，在彈出菜單中選擇“關(guān)閉” 在應(yīng)用程序的“文件”菜單中，選擇“退出” 通過OS的任務(wù)管理器，強(qiáng)迫結(jié)束任務(wù),OS如何支持多任務(wù)處理？,為什么可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理？ CPU速度極高，必須并且可以充分發(fā)揮CPU的效能 CPU與I/O(外圍設(shè)備)的并行工作 各個(gè)外圍設(shè)備之間并行工作 實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理要解決哪些問題？ CPU如何管理和調(diào)度 存儲(chǔ)器空間如何分配和管理 I/O設(shè)備和I/O操作如何管理和控制 誰來解決上述問題？ 不是應(yīng)用程序自己，而是操作系統(tǒng)(OS) !,Windows中的處理器管理,Windows為了確保每個(gè)已經(jīng)啟動(dòng)的任務(wù)都有機(jī)會(huì)運(yùn)行，它采用“搶先式”多任務(wù)處理技術(shù)： 由硬件計(jì)時(shí)器大約每10-20ms發(fā)出1次中斷信號(hào)，Windows立即暫停當(dāng)前正在運(yùn)行的任務(wù)，查看當(dāng)前所有的任務(wù)，選擇其中的一個(gè)交給CPU去運(yùn)行 只要時(shí)間片結(jié)束，不管任務(wù)有多重要，也不管它執(zhí)行到什么地方，正在執(zhí)行的任務(wù)就會(huì)被強(qiáng)行暫時(shí)終止 上述的任務(wù)調(diào)度，每秒鐘要進(jìn)行幾十次幾百次 實(shí)際上，操作系統(tǒng)本身的若干程序也是與應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)行的，它們一起參與CPU時(shí)間的分配。當(dāng)然，不同程序的重要性不完全一樣，它們獲得CPU使用權(quán)的優(yōu)先級(jí)也有區(qū)別,2. 操作系統(tǒng)的管理對(duì)象,(2)存儲(chǔ)管理和虛擬存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器資源包括內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。 內(nèi)存中存放著正在運(yùn)行的程序 外存中存放著程序文件及數(shù)據(jù) 當(dāng)外存中的文件及數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中時(shí)，需要得到內(nèi)存空間，當(dāng)多個(gè)程序文件同時(shí)加載時(shí)，如何來管理內(nèi)存呢？,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)內(nèi)存儲(chǔ)器的布局,內(nèi)存儲(chǔ)器空間劃分為2個(gè)部分：系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，用戶區(qū)用來存放正在運(yùn)行的應(yīng)用程序,分析： 允許同時(shí)運(yùn)行多少程序？數(shù)目有沒有限制？ 程序的大小和數(shù)據(jù)的規(guī)模受不受限制？ 程序與程序相互之間會(huì)不會(huì)互相干擾？,存儲(chǔ)管理的任務(wù),為每個(gè)任務(wù)分配存儲(chǔ)空間，任務(wù)結(jié)束之后收回存儲(chǔ)空間 轉(zhuǎn)換地址，當(dāng)多進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行時(shí)，將程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理地址 對(duì)存儲(chǔ)空間進(jìn)行擴(kuò)充，使應(yīng)用程序的存儲(chǔ)空間不受實(shí)際存儲(chǔ)容量大小的限制 解決方案虛擬存儲(chǔ)器(Virtual Memory) 對(duì)存儲(chǔ)空間進(jìn)行保護(hù) 保護(hù)操作系統(tǒng)所在區(qū)域不被應(yīng)用程序修改 保護(hù)每個(gè)應(yīng)用程序的私有區(qū)域不被其他程序修改,虛擬存儲(chǔ)器示意圖,硬盤中專門劃出一個(gè)“交換區(qū)”，作為物理內(nèi)存的補(bǔ)充，稱為“虛擬內(nèi)存”,2. 操作系統(tǒng)的管理對(duì)象,(3)設(shè)備管理 緩沖區(qū)管理：解決CPU和外設(shè)速度不匹配的矛盾。 設(shè)備分配：根據(jù)用戶的I/O請(qǐng)求和相應(yīng)的分配策略，為該用戶分配外部設(shè)備以及通道，控制器等，實(shí)現(xiàn)CPU與通道和外設(shè)之間的通信。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)：是指驅(qū)動(dòng)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行I/O操作的程序。 設(shè)備無關(guān)性：又稱設(shè)備獨(dú)立性，即用戶編寫的程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無關(guān)，由操作系統(tǒng)把用戶程序中使用的邏輯設(shè)備映射到物理設(shè)備。,（按名存取） （按地址存?。?2. 操作系統(tǒng)的管理對(duì)象,（4）文件管理,什么是文件(file) ？,文件是存儲(chǔ)在外存儲(chǔ)器中的一組相關(guān)信息的集合，例如： 一個(gè)程序 一張數(shù)碼相片 一只MP3歌曲 一封電子郵件 文件是外存中信息的存取(讀出/寫入)單位 計(jì)算機(jī)中所有的程序和數(shù)據(jù)都組織成為文件存放在外存儲(chǔ)器中，并使用其名字進(jìn)行存取操作,復(fù)習(xí)：文件名和文件類型,文件的名字由兩部分組成：(主文件名) .擴(kuò)展名 主文件名(簡(jiǎn)稱文件名)是文件的主要標(biāo)識(shí)，不可省略 文件擴(kuò)展名(類型名)由“.”加34個(gè)英文字母組成, 用于區(qū)分文件的類型: 程序文件(可執(zhí)行文件)：.exe .com 文件中包含的是可以由CPU執(zhí)行的程序的二進(jìn)制代碼 數(shù)據(jù)文件： 純文本文件(.txt) PDF文件(.pdf) Word文件(.doc) 投影片文件(.ppt) 數(shù)碼照片文件(.jpg) MP3音樂文件(.mp3) 文件中包含的是由程序處理的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制代碼 處理不同類型的數(shù)據(jù)文件一般需要使用(關(guān)聯(lián))不同的程序！ 文件名字使用西文(或中文)字符組成，但不能使用某些特殊字符(如 ？ * :“”等),Windows XP 的文件,允許使用長(zhǎng)文件名，即文件名最多可包含255個(gè)中文或西文字符 英文字母的大、小寫只在形式上加以區(qū)分，實(shí)際上不予區(qū)別 （例如： Text.DOC 與 text.doc 是同一個(gè)文件） 常用程序文件的擴(kuò)展名： .exe .com .dll .bat 常用數(shù)據(jù)文件的擴(kuò)展名：,文件的組成和文件說明信息,每一個(gè)文件都由2部分組成：,Windows XP 的文件組織,文件目錄在Windows中稱為文件夾 每個(gè)邏輯盤(物理盤或硬盤上的分區(qū))是一個(gè)根文件夾 文件夾中既可包含文件，也可包含文件夾 (子文件夾),子文件夾又可存放文件和子文件夾, 形成樹狀多級(jí)文件夾結(jié)構(gòu),根節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)都是文件夾,葉節(jié)點(diǎn)都是文件,為什么使用多級(jí)文件夾？ 1）有利于文件分類存儲(chǔ) 2）允許文件同名(在不同 文件夾中時(shí)) 3）便于文件共享和保護(hù),Windows XP中文件如何定位？,計(jì)算機(jī)中的每個(gè)文件都有一個(gè)確定的位置 文件的位置由存放文件的邏輯驅(qū)動(dòng)器號(hào)、文件路徑以及文件名組成： 驅(qū)動(dòng)器號(hào)(盤符) + 文件路徑 + 文件名,例 右圖中文件02.ppt的位置是： D:數(shù)據(jù)概論講稿02.ppt,從根文件夾到文件所在文件夾所順序經(jīng)過的一串文件夾，其間用“”相互隔開,文件管理和文件系統(tǒng),文件系統(tǒng)需要解決的問題： 有效管理外存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間 實(shí)現(xiàn)對(duì)文件方便而快速的存取操作 對(duì)軟盤、硬盤、光盤、優(yōu)盤等不同外存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理 統(tǒng)一本地文件/遠(yuǎn)程文件的存取操作 實(shí)現(xiàn)文件的安全存取,文件系統(tǒng)是OS的一個(gè)組成部分，它負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)中的文件，使用戶(和程序)能很方便地進(jìn)行文件的存取操作,3. 人機(jī)對(duì)話接口,用戶向計(jì)算機(jī)發(fā)出的任何操作命令，都是由操作系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話接口程序接收、解釋給計(jì)算機(jī)硬件，命令動(dòng)作的實(shí)施由計(jì)算機(jī)硬件完成。 操作的反饋信息是硬件報(bào)告給操作系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話接口程序，再由人機(jī)對(duì)話接口程序反饋給用戶或應(yīng)用程序。 任何用戶都是通過操作系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)，使用操作系統(tǒng)主要是使用操作系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話接口。有了操作系統(tǒng)之后，普通用戶才可以非常方便地使用計(jì)算機(jī)。 學(xué)會(huì)幾種不同的操作系統(tǒng)的使用，是很有現(xiàn)實(shí)意義的。,4操作系統(tǒng)的分類,歷經(jīng)多年的發(fā)展，操作系統(tǒng)的種類越來越多，功能上的差異也很大，以適應(yīng)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的硬件配置。按系統(tǒng)的功能為標(biāo)準(zhǔn)分類，可分為批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、并行操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。,（1）批處理系統(tǒng),批處理系統(tǒng)（batch prodessing system）產(chǎn)生于計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期，它把多個(gè)作業(yè)排列成一個(gè)作業(yè)隊(duì)列，然后成批的執(zhí)行，提高CPU的利用率，但用戶的作業(yè)被計(jì)算機(jī)執(zhí)行期間，用戶不能和計(jì)算機(jī)交互，用戶一旦將程序提交系統(tǒng)，就失去了對(duì)程序的控制。直到作業(yè)運(yùn)行完成，才能根據(jù)輸出的結(jié)果分析程序的正確性，并適應(yīng)修改下次再運(yùn)行。該系統(tǒng)一般運(yùn)行于大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。,（2）分時(shí)系統(tǒng),分時(shí)系統(tǒng)（time-sharing system）的產(chǎn)生是為了解決批處理系統(tǒng)的缺點(diǎn)，引進(jìn)“多道程序”概念，把多個(gè)作業(yè)裝入存儲(chǔ)器，將CPU的時(shí)間劃分成若干個(gè)片段，稱為時(shí)間片。操作系統(tǒng)以時(shí)間片為單位，輪流為每個(gè)終端用戶服務(wù)。每個(gè)用戶輪流使用一個(gè)時(shí)間片而使每個(gè)用戶并不感到有別的用戶存在。,（3）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（real time operating system）是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)作出快速響應(yīng)，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行的操作系統(tǒng)。因而，提供及時(shí)響應(yīng)和高可靠性是其主要特點(diǎn)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)有硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)之分，硬實(shí)時(shí)要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須完成操作，這是在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)保證的；軟實(shí)時(shí)則只要按照任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，盡可能快地完成操作即可。,（4）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（network operating system）是基于網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)。是為了管理網(wǎng)絡(luò)中的共享資源，實(shí)現(xiàn)用戶通信以及方便用戶使用網(wǎng)絡(luò)，因而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是作為網(wǎng)絡(luò)用戶與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的接口。 功能 網(wǎng)絡(luò)通信 資源管理 網(wǎng)絡(luò)管理 網(wǎng)絡(luò)服務(wù),（4）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),工作模式（兩種） 客戶機(jī)/服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)分成兩類，一類作為網(wǎng)絡(luò)控制中心或數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，提供文件打印、通信傳輸、數(shù)據(jù)庫等各種服務(wù)。另一類是本地處理和訪問服務(wù)器的客戶機(jī)。 對(duì)等模式 網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)都是對(duì)等的，每一臺(tái)計(jì)算機(jī)即可作為服務(wù)器又可作為客戶機(jī)。 目前常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)由UNIX、NetWare、Windows NT等。,（5）分布式操作系統(tǒng),分布式操作系統(tǒng)(distributed software systems)負(fù)責(zé)管理分布式系統(tǒng)資源和控制分布式程序運(yùn)行。它和集中式操作系統(tǒng)的區(qū)別在于資源管理、進(jìn)程通信和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面。 分布式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，各計(jì)算機(jī)沒有主次之分，在任意兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間可進(jìn)行信息交換和資源共享。 分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別在于分布式操作系統(tǒng)能使系統(tǒng)中若干互連的計(jì)算機(jī)可以互相協(xié)調(diào)工作，共同完成一項(xiàng)任務(wù)。,（6）并行操作系統(tǒng),并行處理技術(shù)包括并行結(jié)構(gòu)、并行算法、并行操作系統(tǒng)、并行語言及其編譯系統(tǒng)。 并行處理方式有多處理機(jī)體系結(jié)構(gòu)、大規(guī)模并行處理系統(tǒng)、工作站群（包括工作站機(jī)群系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)工作站）。,（7）嵌入式操作系統(tǒng),嵌入式操作系統(tǒng)（embedded Operating System ）是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件。 嵌入式系統(tǒng)主要由四個(gè)部分：嵌入式微處理器、外部硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和用戶的應(yīng)用程序（由于多數(shù)嵌入式設(shè)備的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)都是緊密結(jié)合的，在這里我們對(duì)其不加區(qū)分，這也是嵌入式系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)的最大區(qū)別）。,（8）個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（personal computer operating system）是前面所介紹的操作系統(tǒng)技術(shù)的選擇性組合，它的進(jìn)程調(diào)度、多任務(wù)切換、多線程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)功能等都是沿用了操作系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展而形成的。 主要特點(diǎn)：支持單個(gè)用戶使用、采用圖形界面的人機(jī)交互方式、易學(xué)易用、支持網(wǎng)絡(luò)、多媒體和娛樂功能。,2.1.2 典型操作系統(tǒng)介紹,1、DOS操作系統(tǒng) DOS是19811995年的個(gè)人電腦上使用的一種主要的操作系統(tǒng)。由于早期的DOS系統(tǒng)是由微軟公司為IBM的個(gè)人電腦(Personal Computer)開發(fā)的，故而稱之為PC-DOS，又以其公司命名為MS-DOS 。字符界面的DOS系統(tǒng)已被Windows系統(tǒng)替代。,2.1.2 典型操作系統(tǒng)介紹,2、Windows系統(tǒng) Windows是Microsoft公司在1985年11月發(fā)布的第一代窗口式多任務(wù)系統(tǒng)，它使PC機(jī)開始進(jìn)入了所謂的圖形用戶界面（GUI：Graphic User Interface）時(shí)代。從1995年開始，取代DOS在微機(jī)操作系統(tǒng)領(lǐng)域的地位成為無可爭(zhēng)辯的霸主。,3、OS/2系統(tǒng) 1987年IBM公司在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中推出了PS/2（Personal System/2）個(gè)人電腦。PS/2系列電腦大幅度突破了現(xiàn)行PC機(jī)的體系，采用了與其它總線互不兼容的微通道總線MCA，并自行設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)約80%的零部件，以防止其它公司仿制。OS/2系統(tǒng)正是為PS/2系列機(jī)開發(fā)的新型多任務(wù)操作系統(tǒng)。OS/2克服了DOS系統(tǒng)640KB內(nèi)存的限制，具有圖形界面、支持多任務(wù)的32位操作系統(tǒng)。OS/2的整體水平超過當(dāng)時(shí)的Windows 3.X，但因“開放性”差，導(dǎo)致缺乏大量的應(yīng)用軟件的支持而失敗。,2.1.2 典型操作系統(tǒng)介紹,4、MAC系統(tǒng) MAC系統(tǒng)是蘋果機(jī)專用系統(tǒng)，在普通pc上無法安裝的，只能安裝在蘋果電腦上。其操作習(xí)慣與Windows有很大的不同。界面漂亮，處理圖像具有優(yōu)勢(shì)。,2.1.2 典型操作系統(tǒng)介紹,5、Unix系統(tǒng) Unix最初在小型計(jì)算機(jī)上開發(fā)的，后來不斷向微型機(jī)、大、中型機(jī)和多處理機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域滲透，并獲得巨大成功。 Unix在技術(shù)上的成熟度以及穩(wěn)定性、可靠性和安全性等方面性能非常好，目前仍是唯一能在從巨型計(jì)算機(jī)到微型計(jì)算機(jī)的各種硬件平臺(tái)上運(yùn)行的多用戶、多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 Unix系統(tǒng)是1969年問世的，由美國(guó)電報(bào)電話公司（AT&T）的貝爾實(shí)驗(yàn)室研制。并于1973年用C語言重寫了UNIX。用C語言編寫的UNIX代碼簡(jiǎn)潔緊湊，易移植，易讀，易修改，為此后UNIX的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。,2.1.2 典型操作系統(tǒng)介紹,6、Linux系統(tǒng) Linux最初由芬蘭人李納斯托瓦茲 (Linus Torvalds)開發(fā)，其源程序在Internet網(wǎng)上公開發(fā)布。Linux與其他操作系統(tǒng)的區(qū)別在于Linux是一種開放、免費(fèi)的操作系統(tǒng)，而其他操作系統(tǒng)都是封閉的系統(tǒng)，需要有償使用。 缺憾：入門難度高，需要較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。,2.1.2 典型操作系統(tǒng)介紹,1、Windows 壟斷地位的形成因素 微軟開發(fā)出來的Windows完全兼容IBM的兼容機(jī)結(jié)構(gòu)，PC制造業(yè)的統(tǒng)一化造成了成本下降，廉價(jià)的PC加上便宜的Windows操作系統(tǒng)，銷量巨大，采用NT內(nèi)核改良Windows操作系統(tǒng)，系統(tǒng)更加穩(wěn)定，操作界面更加漂亮，操作也變得簡(jiǎn)單，容易上手，造就了Windows的壟斷地位。,2.1.3 Windows 操作系統(tǒng),微軟Windows操作系統(tǒng),特點(diǎn)： 提供了多任務(wù)處理能力 在個(gè)人計(jì)算機(jī)上廣泛使用 采用圖形用戶界面，簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)操作 版本的演變：,2003,Win server 2003,2、Windows Vista簡(jiǎn)介 缺點(diǎn)： 對(duì)硬件配置要求過高 對(duì)各種軟件兼容性差 沒有令人特別激動(dòng)的新特性 優(yōu)點(diǎn)：界面華麗。 普及率不高，將被Windows 7 取代。,2.1.3 Windows 操作系統(tǒng),總結(jié)： 唯美派的追求：蘋果Mac 技術(shù)狂的最愛： Linux 實(shí)用流的選擇：Windows,Vista,程序設(shè)計(jì)語言的成分,程序設(shè)計(jì)語言的要素,字符集（大多使用ASCII字符集） 詞匯： 保留詞 運(yùn)算符 分隔符 標(biāo)識(shí)符 語法：詞法和句法 語義：,程序設(shè)計(jì)語言的4種基本成分,數(shù)據(jù)成分： 用于描述程序所涉及的對(duì)象數(shù)據(jù) 運(yùn)算成分： 用以描述程序中所包含的運(yùn)算（算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、字符串運(yùn)算等） 控制成分： 用以控制程序中所含語句的執(zhí)行順序 傳輸成分： 用以描述程序中的數(shù)據(jù)傳輸操作,程序語言中的數(shù)據(jù)成分,數(shù)據(jù)是客觀事物在計(jì)算機(jī)內(nèi)的(格式化)表示，是程序所操作和處理的對(duì)象 程序中的數(shù)據(jù)通常應(yīng)該先說明、后使用 數(shù)據(jù)說明的內(nèi)容包括： 變量還是常量 它們的標(biāo)識(shí)符(符號(hào)表示) 它們的數(shù)據(jù)類型 ,什么是數(shù)據(jù)類型(data type)？,數(shù)據(jù)類型：用于刻畫數(shù)據(jù)的特性數(shù)據(jù)的取值范圍和允許對(duì)它進(jìn)行哪些操作 C 語言通常支持下列基本數(shù)據(jù)類型：,（基本數(shù)據(jù)類型是大部分CPU能直接支持的數(shù)據(jù)類型，也稱為內(nèi)部類型，是不可分解的）,復(fù)合數(shù)據(jù)類型,通過類型構(gòu)造符把1個(gè)或多個(gè)更簡(jiǎn)單的類型復(fù)合而成的數(shù)據(jù)類型 常見的復(fù)合數(shù)據(jù)類型有： 數(shù)組（含：字符數(shù)組字符串） 結(jié)構(gòu)(記錄) 指針 集合 枚舉 聯(lián)合(變體記錄) 程序員定義的其它數(shù)據(jù)類型(定制類型) 數(shù)據(jù)類型的概念在各種程序設(shè)計(jì)語言中幾乎都有，目的是實(shí)現(xiàn)信息的隱蔽，將程序員不必了解的細(xì)節(jié)都封裝在數(shù)據(jù)類型中 例如使用浮點(diǎn)數(shù)類型時(shí)，可不必了解浮點(diǎn)數(shù)在CPU中如何表示，如何完成運(yùn)算，只需了解其數(shù)學(xué)特性即可,算術(shù)運(yùn)算符：+ - * / % + - 關(guān)系運(yùn)算符： = != 邏輯運(yùn)算符：！ & | 位運(yùn)算符 ： | & 賦值運(yùn)算符：= 及其擴(kuò)展 條件運(yùn)算符：?: 逗號(hào)運(yùn)算符：, 指針運(yùn)算符：* & 求字節(jié)數(shù) ：sizeof 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換：(類型） 分量運(yùn)算符：. - 下標(biāo)運(yùn)算符： 其它 ：( ) -,運(yùn)算成分：運(yùn)算符和表達(dá)式,程序語言中的控制成分,控制成分用來提供一種基本框架，在此基本框架的支持下，將數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算組合成程序 三種控制結(jié)構(gòu)：,例：C語言的9種控制語句,If ( P ) A ; else B 實(shí)現(xiàn)條件選擇結(jié)構(gòu) for ( P1；P2；P3 ) A 實(shí)現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu) while ( P ) A 實(shí)現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu) do A while ( P ) 實(shí)現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu) switch 實(shí)現(xiàn)條件選擇結(jié)構(gòu) goto 無條件選擇結(jié)構(gòu) return 無條件選擇結(jié)構(gòu) continue break,程序設(shè)計(jì)語言處理系統(tǒng),程序設(shè)計(jì)語言的翻譯程序,把甲語言編寫的程序翻譯為等價(jià)的乙語言編寫的程序。其中甲語言程序稱為源程序，乙語言程序稱為目標(biāo)程序,常用的有下列幾種：,編譯程序與解釋程序的區(qū)別,解釋：解釋器直接解釋并且執(zhí)行源語言程序，不產(chǎn)生目標(biāo)程序（相當(dāng)于“口譯”） 編譯：把源程序編譯為機(jī)器語言目標(biāo)程序后，再由計(jì)算機(jī)運(yùn)行（相當(dāng)于“筆譯”）,BASIC、Visual Basic、VBScript、Java、JavaScript等都是解釋執(zhí)行的語言,C、C+等都是需要編譯的語言,編譯程序的處理過程,算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),1 算法 2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)求解問題的步驟,(1) 確定并理解問題； (2) 尋找解決問題的方法與步驟，并將其表示成算法(Algorithm) ； (3) 使用某種程序設(shè)計(jì)語言描述該算法(編程), 并進(jìn)行調(diào)試； (4) 運(yùn)行程序，獲得問題的解答； (5) 進(jìn)行評(píng)估，改進(jìn)算法和程序,1. 什么是算法？,算法是解決問題的方法與步驟,例：有三個(gè)硬幣，其中一個(gè)是偽造的，另兩個(gè)是真的，偽幣與真幣重量略有不同?，F(xiàn)在提供一座天平，如何找出偽幣呢？ 分析： 方法明確而有序 按提供的條件進(jìn)行操作 任何人均可仿照進(jìn)行(共享智能),關(guān)于算法的三方面問題,如何確定算法（算法設(shè)計(jì)）？ 如何表示算法（算法表示）？ 如何使算法更有效（算法分析）？,2. 算法的表示,算法的表示方法,文字說明 流程圖表示 用N-S盒圖表示算法 用PAD圖描述算法 偽代碼（一種介于自然語言和程序設(shè)計(jì)語言之間的文字和符號(hào)表達(dá)工具）,自然語言描述,“比較與的重量，若，則是偽造的；否則再比較與的重量，若，則是偽造的；否則是偽造的?！?缺點(diǎn)： 容易產(chǎn)生歧義，很難 “精確”地進(jìn)行表達(dá) 敘述冗長(zhǎng)，很難清楚地表達(dá)算法的邏輯流程,算法的流程圖表示,流程圖由結(jié)點(diǎn)和有向邊構(gòu)成，它描述了算法所執(zhí)行操作的順序及執(zhí)行操作的條件 流程圖符號(hào) ：,比文字描述簡(jiǎn)明，但當(dāng)算法比較復(fù)雜時(shí)，理解困難，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤,求最大公約數(shù)的偽代碼表示,算法3：輾轉(zhuǎn)相除法求最大公約數(shù) BEGIN input m,n; /*輸入正整數(shù)m和n*/ do rm mod n; m n; n r; while r0; print m； /*輸出最大公約數(shù)*/ END,3. 算法的分析,算法分析的基本內(nèi)容,正確性：給定有效輸入后，經(jīng)過有限時(shí)間的計(jì)算，產(chǎn)生正確的輸出結(jié)果 簡(jiǎn)單性 算法是否容易理解，是否容易驗(yàn)證其正確性，程序是否容易調(diào)試 簡(jiǎn)單的算法效率不一定高，要在保證一定效率的前提下力求算法簡(jiǎn)單 時(shí)間復(fù)雜性(Time Complexity) ： 當(dāng)問題的規(guī)模n充分大時(shí)，運(yùn)行該算法所需要的時(shí)間的數(shù)量級(jí)表示 空間復(fù)雜性(Space Complexity) ： 除原始數(shù)據(jù)之外，額外占用的存儲(chǔ)空間的大小,算法是計(jì)算機(jī)軟件的靈魂,計(jì)算機(jī)的通用性是因?yàn)樗苓\(yùn)行各種各樣的程序，而程序之所以能解決問題，是因?yàn)樗w現(xiàn)了正確的算法 算法所解決的是一類問題而不是一個(gè)特定的問題，例如 排序(sort) 可以是表格內(nèi)容的排序，也可以是文件夾中文件的排序，可以按數(shù)字或文字排序，也可以按日期排序，等等 查找(search)， 可以在文檔中查找某個(gè)單詞或在硬盤中查找某個(gè)文件，也可在Web上查找某個(gè)網(wǎng)頁，等等 開發(fā)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的核心是：根據(jù)實(shí)際問題給出解題的算法，然后再將該算法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)(即開發(fā)成為軟件),計(jì)算機(jī)算法的4個(gè)特點(diǎn),目的：完成某個(gè)特定的信息處理任務(wù) 必須滿足的性質(zhì)： 確定性：算法中每一步操作的含義必須清楚明確，無二義性 能行性： 算法中有待實(shí)現(xiàn)的操作都是計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的，即必須在計(jì)算機(jī)的能力范圍之內(nèi)，且在有限時(shí)間內(nèi)能夠完成 有窮性： 算法在執(zhí)行了有限步操作后必須結(jié)束 算法結(jié)束后至少產(chǎn)生一個(gè)輸出（包括參量或狀態(tài)的變化）,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法(程序)的組成,算法(程序) 由2個(gè)部分組成： 進(jìn)行的操作 所涉及的操作對(duì)象(數(shù)據(jù)),什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 研究如何在計(jì)算機(jī)中表示被處理的對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系，即如何組織數(shù)據(jù)。例如： 選擇排序中，未排序整數(shù)和已排序整數(shù)如何表示？ 排序算法中，排序的對(duì)象若不是整數(shù)而是姓名如何表示？是文件夾中的文件名又如何表示？是表格中的“行”又如何表示？ Word文檔中插入的表格和圖片如何表示？ Windows操作系統(tǒng)中菜單如何表示？對(duì)話框如何表示？窗口如何表示？ 計(jì)算機(jī)下棋時(shí)，棋盤和棋局如何表示？ 精心設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可使算法獲得更高的時(shí)間效率或空間效率,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,1 數(shù)據(jù)的抽象(邏輯)結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包括哪些元素，相互之間有什么關(guān)系等。例如：,2 數(shù)據(jù)的物理(存儲(chǔ))結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)的抽象結(jié)構(gòu)如何在實(shí)際的存儲(chǔ)器中予以實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)元素如何表示，相互關(guān)系如何表示等,3 定義在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的一組運(yùn)算(操作)及其實(shí)現(xiàn)方法,2. 線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),舉例：線性表(Liner-List),定義：若干個(gè)相同類型的數(shù)據(jù)元素組成的一個(gè)有限序列，其中每個(gè)數(shù)據(jù)元素可由多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成。表中有且僅有一個(gè)開始元素和一個(gè)結(jié)束元素，且所有元素都最多只有一個(gè)直接前趨和一個(gè)直接后繼 例：考生成績(jī)登記表(table),數(shù)據(jù)元素已經(jīng)排了序的線性表稱為有序線性表，簡(jiǎn)稱有序表,每個(gè)數(shù)據(jù)元素包含3個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)：準(zhǔn)考證號(hào)、姓名、總分,線性表的運(yùn)算(操作),增加1個(gè)新的數(shù)據(jù)元素 刪除1個(gè)指定數(shù)據(jù)元素 查找指定的數(shù)據(jù)元素 最高分考生 最低分考生 將表中的數(shù)據(jù)元素排序 對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 計(jì)算平均分 ,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)： 借助數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)器中的相對(duì)位置來表示數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系 鏈接表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)： 利用地址指針來表示元素之間的邏輯關(guān)系,例：線性表的實(shí)現(xiàn)方法之1,使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)，在內(nèi)存中順序存放元素：,如果要在表中加一個(gè)姓名:馬 明，結(jié)果為：,分析： 尋找指定的數(shù)據(jù)元素很容易 插入元素或刪除元素很不方便,內(nèi)存地址,線性表的實(shí)現(xiàn)方法之2,使用鏈接表(linked list)實(shí)現(xiàn)： 數(shù)據(jù)元素在內(nèi)存中可不按順序存放，它們之間的順序用“指針”來表示 指針實(shí)際上就是后繼數(shù)據(jù)元素的地址,演示,2種實(shí)現(xiàn)方法的對(duì)比： 數(shù)組實(shí)現(xiàn)的空間開銷少；存取指定元素的速度比較塊 鏈表實(shí)現(xiàn)時(shí)插入/刪除指定元素的速度快，表的長(zhǎng)度不受限制,3. 非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),樹(Tree),“樹”是一種與線性表不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在樹中各數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系具有層次性,樹的數(shù)組實(shí)現(xiàn),說明： 每個(gè)數(shù)組元素有2個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)：一項(xiàng)是樹的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)元素，另一項(xiàng)是該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)所在的數(shù)組元素下標(biāo),樹的鏈表實(shí)現(xiàn),樹的應(yīng)用舉例： 人-機(jī)對(duì)弈時(shí)棋局變化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),X,X,實(shí)驗(yàn)操作,1、Word各細(xì)化知識(shí)點(diǎn) （1）頁面設(shè)置：紙型(A4，B5，16開)，頁邊距（上下，左右），每頁多少行，每行多少字 例：將頁面設(shè)置為：A4紙，上、下頁邊距為4厘米，左、右頁邊距為3.5厘米，每頁38行，每行35個(gè)字符。 （2）加標(biāo)題：輸入文字，設(shè)置格式（字體（宋體，隸書，楷體_GB2312，黑體，華文彩云），字號(hào)（小四，二號(hào)，一號(hào)），字型，字符縮放（100%，150%，200%），字體顏色（紅，綠，藍(lán)） 例：參考樣張，給文章加標(biāo)題“狗體內(nèi)突變基因有望治療人眼失明”，并將標(biāo)題設(shè)置為黑體、二號(hào)字，字符縮放為100，居中顯示。 （3）段落：段前段后間距，行距，首行縮進(jìn)，懸掛縮進(jìn)，首字下沉（下沉文字距正文0.3厘米），對(duì)齊方式（左對(duì)齊，右對(duì)齊，居中對(duì)齊），項(xiàng)目符號(hào)和編號(hào) 例：將正文中小標(biāo)題文字“眼睛疾病”、和“基因變異”設(shè)置為藍(lán)色、“七彩霓虹”動(dòng)態(tài)效果，并加上實(shí)心圓圈的項(xiàng)目符號(hào)。 例：設(shè)置正文第一段首字下沉2行，距正文1厘米，字體為楷體、紅色，其余段落均設(shè)置為首行縮進(jìn)2個(gè)字符（不包括有項(xiàng)目符號(hào)的段落）,實(shí)驗(yàn)操作,1、Word各細(xì)化知識(shí)點(diǎn) （4）頁眉頁腳：奇偶頁不同，自動(dòng)圖文集（第X頁 共Y頁），頁眉頁腳文字格式 例：設(shè)置奇數(shù)頁頁眉為“突變基因”、偶數(shù)頁頁眉為“眼睛疾病”，所有頁的頁腳均為自動(dòng)圖文集“第X頁 共Y頁”，居中顯示； （5）查找替換：設(shè)置文字內(nèi)容，格式，效果 例：將正文中所有“狗”替換為“Dog”，并設(shè)置字體為楷體，小四號(hào)字，褐色。 （6）段落邊框：樣式（方框、陰影），線型（實(shí)線，雙實(shí)線，單波浪線），顏色（紅，綠，藍(lán)），寬度（0.75磅，1.5磅，3磅） 例：給正文第二段加上1.5磅帶陰影的綠色邊框，填充淺黃色底紋。 （7）文字邊框：樣式（方框、陰影），線型（實(shí)線，雙實(shí)線，單波浪線），顏色（紅，綠，藍(lán)），寬度（0.75磅，1.5磅，3磅） （8）頁面邊框：樣式（方框、陰影），線型（實(shí)線，雙實(shí)線，單波浪線），顏色（紅，綠，藍(lán)），寬度（0.75磅，1.5磅，3磅），藝術(shù)型（第一行樣式） 例：設(shè)置頁面邊框?yàn)楹＞G色單波浪線，寬度為1.5磅。,實(shí)驗(yàn)操作,1、Word各細(xì)化知識(shí)點(diǎn) （4）頁眉頁腳：奇偶頁不同，自動(dòng)圖文集（第X頁 共Y頁），頁眉頁腳文字格式 例：設(shè)置奇數(shù)頁頁眉為“突變基因”、偶數(shù)頁頁眉為“眼睛疾病”，所有頁的頁腳均為自動(dòng)圖文集“第X頁 共Y頁”，居中顯示； （5）查找替換：設(shè)置文字內(nèi)容，格式，效果 例：將正文中所有“狗”替換為“Dog”，并設(shè)置字體為楷體，小四號(hào)字，褐色。 （6）段落邊框：樣式（方框、陰影），線型（實(shí)線，雙實(shí)線，單波浪線），顏色（紅，綠，藍(lán)），寬度（0.75磅，1.5磅，3磅） 例：給正文第二段加上1.5磅帶陰影的綠色邊框，填充淺黃色底紋。 （7）文字邊框：樣式（方框、陰影），線型（實(shí)線，雙實(shí)線，單波浪線），顏色（紅，綠，藍(lán)），寬度（0.75磅，1.5磅，3磅） （8）頁面邊框：樣式（方框、陰影），線型（實(shí)線，雙實(shí)線，單波浪線），顏色（紅，綠，藍(lán)），寬度（0.75磅，1.5磅，3磅），藝術(shù)型（第一行樣式） 例：設(shè)置頁面邊框?yàn)楹＞G色單波浪線，寬度為1.5磅。,實(shí)驗(yàn)操作,1、Word各細(xì)化知識(shí)點(diǎn) （9）底紋：填充顏色（灰色-25%，淺黃，淡藍(lán)色），圖案的式樣（5%，15%，25%）、顏色（淺黃，黃色，淡藍(lán)色），應(yīng)用范圍（文字，段落） （10）段落分欄（兩欄，三欄），加分隔線 例：將正文最后一段，分為等寬兩欄，欄間加分隔線。 （11）藝術(shù)字：插入位置，藝術(shù)字樣式（第二行第二列，第三行第四列，第五行第四列），形狀（前遠(yuǎn)后近，兩端近），環(huán)繞方式（緊密型，四周型），藝術(shù)字格式（字體（宋體，隸書，楷體，黑體，華文彩云），字號(hào)（40號(hào)，36號(hào)，32號(hào)） 例：參考樣張，在正文倒數(shù)第二段插入藝術(shù)字“基因突變研究”，采用第三行第一列式樣，設(shè)置其字體為：黑體、36號(hào)字，環(huán)繞方式為緊密型，居中對(duì)齊。,實(shí)驗(yàn)操作,1、Word各細(xì)化知識(shí)點(diǎn) （12）自選圖形：插入位置，自選圖形樣式（前凸帶形，橢圓形標(biāo)注，云形標(biāo)注），插入文字內(nèi)容，自選圖形格式（填充顏色（灰色-25%，淺黃，淡藍(lán)色），線條顏色（紅，綠，藍(lán)），虛實(shí)（實(shí)線，圓點(diǎn)，短劃線），線型（0.75磅，1.5磅，3磅），環(huán)繞方式（緊密型，四周型），文字格式（字體（宋體，隸書，楷體，黑體，華文彩云），字號(hào)（小四，二號(hào)，一號(hào)），字體顏色（紅，綠，藍(lán)），字型）， 例：在文章的第四段位置插入自選圖形“前凸帶形”，輸入文字“眼睛疾病”，將其字體設(shè)置為楷體、小四號(hào)字、藍(lán)色、加粗，并適當(dāng)調(diào)整圖形大小。 例：設(shè)置自選圖形的邊框?yàn)槎虅澗€1磅藍(lán)色，填充色為淺藍(lán)，環(huán)繞方式為四周型。,實(shí)驗(yàn)操作,1、Word各細(xì)化知識(shí)點(diǎn) （13）圖形：插入位置，環(huán)繞方式（緊密型，四周型），圖片大小設(shè)置 例：參考樣張，在正文的倒數(shù)第一段與第二段之間插入圖片“dog.jpg”，并設(shè)置圖片大小為高度5厘米，寬度8厘米，環(huán)繞方式為上下型。 （14）文本框：插入位置，文本內(nèi)容，文本框樣式（橫排、豎排），環(huán)繞方式（緊密型，四周型），文本框格式（填充顏色（灰色-25%，淺黃，淡藍(lán)色），線條顏色（紅，綠，藍(lán)），虛實(shí)（實(shí)線，圓點(diǎn)，短劃線），線型（0.75磅，1.5磅，3磅），文本框的大小，文字格式（字體（宋體，隸書，楷體，黑體，華文彩云），字號(hào)（小四，二號(hào)，一號(hào)），字體顏色（紅，綠，藍(lán)），字型）， 對(duì)齊方式（左對(duì)齊，右對(duì)齊，居中對(duì)齊） 例：參考樣張，在文章第六段適當(dāng)?shù)奈恢貌迦胴Q排文本框，文本內(nèi)容為“奇特基因變異”，設(shè)置其字體格式為黑體、五號(hào)字、紅色。 例：設(shè)置文本框格