计算机的软件系统

2016-10-24 13:33:30 | 113人围观 | 评论:

软件系统是指程序、程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。计算机的软件相当丰富，通常将软件分为系统软件和应用软件两大类。实际上，系统软件和应用软件的界限并不十分明显，有些软件既可认为是系统软件，也可认为是应用软件，如数据库管理系统等。
1．系统软件
系统软件是指管理、控制、监视、维护计算机系统正常运行的各类程序集合，是用户与计算机间联系的桥梁。一般地，系统软件通常包括操作系统、程序设计语言、语言处理程序、各种服务程序和数据库管理系统等。
① 操作系统
操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源、以方便用户使用计算机的程序的集合。其主要的功能是进行CPU管理、存储管理（内存管理）、文件管理、设备管理和作业管理（即用户程序调度管理）等。因此，操作系统为用户提供了使用计算机的接口，同时，使计算机系统的资源也能得到有效的利用。
操作系统是最基本的软件系统，现代计算机系统不能没有操作系统，其功能在很大程度上直接决定了整个计算机系统的性能。
目前，典型的操作系统有DOS、Windows、UNIX、Linux、Mac OS、安卓等。
② 程序设计语言
人与人之间交流需要语言，人与计算机之间交流同样需要语言，即为程序设计语言。按照计算机语言对硬件的依赖程度，通常把程序设计语言分为4类：机器语言、汇编语言、高级语言和第四代程序设计语言。
机器语言：是由二进制代码“0”和“1”组成的一组指令代码，是唯一能被计算机直接识别和执行的语言。它的优点是占用内存小、执行速度快。缺点是编写程序工作量大、程序可读性差。
汇编语言：是一种面向机器的程序设计语言。用助词符（Memonic）代替操作码，用地址符号（Symbol）代替地址码。如用ADD表示加法（Addition），用SUB表示减法（Subtraction），用MOV表示移动（Move）等。汇编语言在编写、阅读和调试方面比机器语言有很大进步，而且运行速度快。但编程复杂，可移植性差。这种程序必须经过翻译（称为汇编），变成机器语言程序才能被计算机识别和执行。汇编语言虽然比机器语言直观，但它与机器语言是一一对应的，仍然只能在一种计算机上运行，互不通用。
高级语言：是一种独立于机器的算法语言，不依赖于具体计算机指令系统，它是直接使用人们习惯的、易于理解的英文字母、数字、符号来表达的计算机编程语言。因此，用高级语言编写的程序，简洁、易修改，编程效率高、具有很好的通用性和可移植性。常用的高级语言有面向过程的，如BASIC、PASICAL、FORTRAN、C语言等，有面向对象的，如Delphi、C++、Visual Basic、JAVA（一种新型的跨平台的面向对象程序设计语言，适用于网络应用开发）等。采用这些面向对象的高级语言能更方便地编制程序处理问题。
第四代程序设计语言：简称4GL，是面向问题的、非过程化的程序设计语言。使用这种语言设计程序时，用户不必给出解题过程的描述，只需要向计算机提出所要解决的问题，至于如何完成、采用什么算法和代码等则由计算机软件来解决。
③ 语言处理程序
无论是第二代的汇编语言、第三代的高级语言还是第四代的面向问题的语言，用它们编制的源程序都不能在计算机上直接运行，而需要借助于语言处理程序“翻译”成目标代码后，才能够被机器执行。因此，程序又有源程序和目标程序之分。
源程序：用汇编语言或高级语言编制的程序叫源程序。其中，用汇编语言编制的程序叫汇编语言源程序，用高级语言编制的程序叫高级语言源程序。计算机不能直接识别和执行这些源程序，只有将源程序“翻译”成目标代码后，计算机才能识别和执行。
目标程序：目标程序是指源程序经过翻译加工后得到的机器语言程序，可由计算机直接执行。目标程序也被称为目标代码、目的程序或结果程序。
高级语言源程序计算机无法识别，必须通过“翻译程序”翻译成机器语言形式的目标程序，计算机才能识别和执行。这种“翻译”通常有两种方式，即编译方式和解释方式。
编译方式：翻译工作由编译程序完成。如同笔译在纸上记录翻译后的结果。编译程序对整个源程序经过编译处理，产生一个与源程序等价的目标程序；目标程序还可能要调用一些其他语言编写的程序和程序库中的标准子程序，通过连接程序将目标程序和有关的程序库组合成一个完整的可执行程序，如图1所示。该种方式执行速度快，修改源程序后都必须重新编译。一般高级语言（C/C++、PASCAL、FORTRAN、COBOL等）都是采用编译方式。
解释方式：翻译工作由解释程序来完成。解释程序对源程序进行逐句分析，若没有错误，将该语句翻译成一个或多个机器语言指令，然后立即执行这些指令；若解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。解释方式不生成目标程序，如图2所示。

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图1 编译过程	图2 解释过程

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