计算机导论第三讲纯理论

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1、第3章计算机系统的软件计算机导论第3章计算机系统的软件3.1计算机软件概述3.2程序设计语言3.3操作系统3.4软件工程3.1计算机软件概述(P100)1．什么是软件？为运行、维护、管理及应用计算机所编制的所有程序及其文档资料的总和，称为计算机软件。简而言之，软件就是程序及其相关的文档。2．软件的分类操作系统编辑、连接装配程序系统软件语言处理程序汇编程序数据库系统编译程序计算机软件解释程序应用软件软件开发工具与环境实用软件用户程序也有将软件分为三大类，即系统软件、支撑软件和应用软件。这种分法将软件开发工具和环境从应用软件中分出来，将支持其它软件开发与维护的软

2、件，称之为支撑软件。3．计算机系统的组成计算机系统由硬件与软件组成，其层次结构如图3-2所示硬件与软件的关系：（1）硬件是基础，但它只能执行二进制代码表示的机器语言程序。（2）软件加硬件构成了功能更完善，使用更方便的虚拟机（3）硬件与软件在逻辑功能上是等效的，它们之间没有固定不变的分界面（即硬件可软化，软件可硬化）3.2程序设计语言(P103)3.2.1算法与程序什么是算法定义：算法是精确定义的一系列规则，这些规则指出如何从给定问题的输入信息经过有限步骤产生出所求问题的输出信息。不同算法必须遵循的共性（1）确定性：算法的每一种运算必须有确切的定义（2）能行性

3、：算法中有待实现的运算都可在有限时间内完成。（3）输入：一个算法有零个以上的输入。（4）输出：一个算法产生一个或多个输出。（5）有穹性：一个算法总是在执行了有穹步的运算后终止。评价算法优劣的标准（1）空间复杂性S（n）：按算法所编制的程序在计算机中所占用的存储单元的总数。n是问题的规模，显然S（n）是随n的增长而增加。（2）时间复杂性f（n）：按算法所编制的程序在计算机执行时所耗费的时间。显然f（n）随n的增长而增加。2.算法与程序的关系求解问题的程序必须根据算法去编制，如同作战方案必须贯彻作战策略一样。算法是编制程序的依据。当一个算法在指明了所处理的数据及

4、其相互之间的结构关系之后，即可形成解决某类特定问题的可执行的程序。程序==算法+数据结构3.2.2程序设计语言的发展过程程序设计语言的发展已经历了四代，第五代语言尚处于萌芽状态。1．第一代语言：机器语言组成：由二进制指令代码组成，也称二进制语言。特点：（1）机器语言可由计算机硬件直接识别和执行，故用机器语言编制的程序效率较高。（2）人工编写机器语言程序很繁琐，容易出错。（3）通用性差，不同计算机有不同的机器语言。第二代语言：汇编语言组成：由指令的助记符（指令的英文名称的缩写）及相关语法规则组成举例：表中列出了两条汇编语言中的伪指令ORG：起始地址定位伪指令E

5、ND：汇编结束伪指令且指令地址和操作数地址用“符号”START，CON01～CON03表示。它们在“汇编”过程中将由“汇编程序”赋于真正的存储地址。这些都由汇编语言的语法规则所规定。地址标号指令助记符注解START：d1d2d3ORG05HMOVR1，d1MOVR2，d2ADDR1，R2MOVd3，R1OUTPORT，d3HLT05H04HEND定义程序首地址为05H寄存器R1←（d1）寄存器R2←（d2）R1←（R1）+（R2）d3←（R1）端口PORT←（d3）停机存储单元（d1）=05H存储单元（d2）=04H存储单元d3用来存放结果汇编结束特点：（1

6、）用汇编语言编制的程序称为汇编语言程序，它不能为计算机硬件直接识别和执行。必须通过汇编程序（一种系统软件），将汇编语言程序（源程序）“翻译”为机器语言程序（目标程序）后，才能执行。（2）汇编语言指令与机器语言指令一一对应，仍然依赖于计算机的硬件，称它们为低级语言。（3）不同计算机有不同的汇编语言，彼此不能通用。（4）与机器语言相比，记忆指令助记符较记忆指令代码容易，但仍然很繁琐。3．第三代语言：高级语言组成：由表达各种意义的“词”、“数学公式”及特定的语法规则组成。由于它比较接近自然语言，并与机器的指令系统没有直接关系，故称它为高级程序设计语言，或算法语言。

7、举例：常用的高级语言有BASIC，FORTRAN，ALGOL，COBOL，C，PASCAL，PL/I等语句标号语句注解1015202530DATA5，4READA，BLETS=A+BPRINTSEND数据语句，说明5，4为原始数据读语句，令A=5，B=4赋值语句，求A+B之和S输出语句，打印S的值结束语句，本程序结束特点：（1）可在不同的计算机上运行，通用性强。（2）编程方便、简单、直观，不容易出错。（3）用高级语言编写的源程序必须通过编译“或解释”生成机器语言程序（目标程序），才能在计算机上运行。如下图所示：4．第四代语言：在高级语言基础上集成的模块化语言

8、。第四代语言实质上是可以快速开发应用软件的各种高生产