[工学]计算机与计算机软件.ppt

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1、工学计算机与计算机软件主要内容 1 计算机系统 2 计算机硬件系统 3 计算机软件系统 4 计算机软件类课程体系 5 计算机软件的数学基础1 计算机系统计计算算机机系系统统硬件硬件软件软件应用软件应用软件系统软件系统软件操作系统操作系统编译系统、语言处理程序编译系统、语言处理程序数据库管理系统数据库管理系统外围设备外围设备主机主机数据处理程序数据处理程序自动控制程序自动控制程序企业管理程序企业管理程序科学计算程序科学计算程序外存储器：磁盘、磁带、光盘外存储器：磁盘、磁带、光盘输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪输出设备：显示器、打印机、绘图仪输出设备：显示器、打印机、绘

2、图仪中央处理器（中央处理器（CPU）：运算器、控制器）：运算器、控制器内存储器：内存储器：ROM、RAM1 计算机系统用 户应用程序系统调用 命令 图标、窗口操作系统计算机硬件2 计算机硬件系统硬件系统由 5 个功能部件组成：算术逻辑部件控制部件存储部件接口线路输入部件接口线路输出部件CPU数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线计算机主机计算机主机计算机外设计算机外设控制部件：控制部件：依照每条指令的运行功能的需要，向各个部件依照每条指令的运行功能的需要，向各个部件或设备提供它们协调运行所需要的控制信号，在整个硬件系或设备提供它们协调运行所需要的控制信号，在整个硬件系统中起到指挥、协

3、调和控制的作用统中起到指挥、协调和控制的作用算术逻辑部件：算术逻辑部件：对数据进行逻辑（与、或、非、异或）、对数据进行逻辑（与、或、非、异或）、移位（逻辑移位、算术移位）和算术运算移位（逻辑移位、算术移位）和算术运算存储部件：存储部件：用来存储程序以及处理过程所产生的临时数据用来存储程序以及处理过程所产生的临时数据和最终数据和最终数据输入部件：输入部件：用来从外部接收输入程序和原始数据用来从外部接收输入程序和原始数据输出部件：输出部件：负责将运算或处理的结果输出到计算机外部负责将运算或处理的结果输出到计算机外部2 计算机硬件系统2 计算机硬件系统总线是一种内部结构，它是总线是一种内部结构，它是

4、CPU、内存、输入、输出设备、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。一般包含三种总线：算机硬件系统。一般包含三种总线：（1）数据总线。）数据总线。用于传送数据信息用于传送数据信息，可把，可把CPU的数据传送到的数据传送到存储器或存储器或I/O接口等部件，也可将其它部件的数据传送到接口等部件，也可将其它部件的数据传送到CPU（2）地址总线。）地址总线。用来传送地址用来传送地址，由于地址只能从，由

5、于地址只能从CPU传向外传向外部存储器或部存储器或I/O端口，所以地址总线总是单向的端口，所以地址总线总是单向的（3）控制总线。）控制总线。用来传送控制信号和时序信号用来传送控制信号和时序信号，传送方向由，传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的，位数则根据系统的实际具体控制信号而定，一般是双向的，位数则根据系统的实际控制需要而定控制需要而定鼠标调制解调器键盘路由器2 计算机硬件系统常用的外部设备常用的外部设备3 计算机软件系统计算机软件的定义计算机软件的定义 运行、维护、管理和应用计算机所需要的以电子格式存运行、维护、管理和应用计算机所需要的以电子格式存在的所有在的所有程序程序和和数据数据，

6、以及说明这些程序的相关资料和，以及说明这些程序的相关资料和文文档档的总和。的总和。 从广义的角度上来讲，计算机软件不仅包括程序、数据从广义的角度上来讲，计算机软件不仅包括程序、数据和文档，还包含了软件基础理论、软件方法、软件开发技术和文档，还包含了软件基础理论、软件方法、软件开发技术与软件开发工具。与软件开发工具。 在软件系统中，程序是主体，数据是程序处理的对象及在软件系统中，程序是主体，数据是程序处理的对象及程序运行所需要的参数，文档则是程序设计、运行、维护所程序运行所需要的参数，文档则是程序设计、运行、维护所需要的资料。需要的资料。计算机软件的分类u3.1 系统软件支持应用软件的基础平台

7、为计算机系统本身的运行而研制和开发的，它包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、驱动程序以及用于诊断和维护计算机的工具软件。u3.2 应用软件以系统软件为基础建立、运行 为用户使用计算机的具体应用目的而研制和开发的，他们包括办公软件、管理软件、设计制造软件等多个类别。3 计算机软件系统3.1.1 操作系统（操作系统（Windows、UNIXLinux等）等）3.1.2 语言处理系统（语言处理系统（Visual Basic等）等）3.1.3 数据库管理系统（数据库管理系统（SQL server、Oracle等）等）3.1.4 实用程序实用程序3.1 系统软件 统一管理和控制计算机系统中的软硬

8、件资源，合理地组织计算机的工作流程、为用户提供一个良好的便于使用的操作环境，以使用户能够高效、方便、灵活地使用计算机系统。 操作系统是整个计算机软件系统的核心，对于计算机系统的运行起着举足轻重的作用。3.1.1 操作系统计算机语言 计算机语言(程序设计语言、算法语言)是人与计算机交换信息的工具。各种程序都是用计算机语言来编写的。 语言处理系统的功能就是对各种计算机语言的源程序进行处理和转换，生成CPU可以直接识别并执行的目标程序。3.1.2 语言处理系统计算机语言的分类 机器语言 是直接用二进制形式的指令代码作为语句的语言，程序使用的数据也由二进制表示。完全由“0”和“1”两种代码组成，它是计

9、算机唯一能直接识别并执行的语言。 程序执行速度快、效率高，但是与指令系统关系密切、移植性差，程序难以编写、难以修改、容易出错。3.1.2 语言处理系统计算机语言的分类 汇编语言 将难以记忆的二进制指令代码用相应的英语缩写（称为助记符）来代替，以改善机器语言难以编写、难以修改、容易出错的缺点。 必须经过计算机中的汇编程序汇编为机器语言目标程序，才能被正常执行。 程序执行速度快、效率高，但是与指令系统关系密切、移植性差。 常用来编写一些自动控制程序、游戏程序、接口和驱动程序。3.1.2 语言处理系统计算机语言的分类 高级语言 与具体计算机指令无关、表达方式更接近于日常使用的自然语言的程序设计语言。

10、 高级语言更易于被掌握和使用，程序设计的效率也相对较高。常用的高级语言有Java语言、C及C+语言、BASIC语言等。 是使用最广泛的程序设计语言。3.1.2 语言处理系统计算机语言的分类 编译和解释 在编译方式下，源程序首先由编译程序翻译为目标代码，然后经过连接生成目标程序并且存储，在需要运行时，只要运行目标程序即可。 在解释方式下，由解释程序对源程序按语句执行的动态顺序进行逐句翻译，生成目标代码，边翻译边执行，不生成目标程序。由某种高级语言编写的源程序在编译程序的作用下，将源程序转换为目标代码目标代码经连接生成目标程序计算机可直接识别并运行目标程序。而源程序通常不随软件提供。3.1.2 语

11、言处理系统DataBase Management System（DBMS） 管理和维护数据库数据的一组软件 主要功能是维持数据库系统的正常工作，接收并响应用户提出的访问数据的各种请求，为数据库管理员提供维护数据库的手段。3.1.3 数据库管理系统 工具软件 为用户使用、维护和诊断测试计算机系统而编制。如磁盘的清理和碎片整理、喷墨打印机打印头的清洗等。 设备驱动程序 系统中的各个输入输出设备都必须有相应的设备驱动程序，在设备驱动程序的支持下，操作系统才能有效地使用和管理这些输入输出设备。3.1.4 实用程序3.2 应用软件3.2.1 办公自动化软件办公自动化软件3.2.2 数据处理软件数据处理软

12、件3.2.3 网络应用服务软件网络应用服务软件3.2.4 图形图像软件图形图像软件3.2.5 娱乐学习软件娱乐学习软件3.2 应用软件应用软件概述 在硬件和系统软件的支持下，面向具体应用领域和具体用户的软件。 应用软件种类繁多、用途广泛，不同的软件对系统运行环境的要求不同，为用户提供的各种功能也不同。 通用应用软件：基于某个应用领域的共同要求而开发 定制应用软件：专门针对某个客户的具体要量身定做3.2.1 办公自动化软件 应用在办公领域的软件包 通常包括文字处理、电子表格、演示软件、工作组管理、电子邮件处理等功能模块，能够完成诸如文本输入、编辑排版、表格计算、统计分析、简报制作、文件传输、邮件

13、收发等许多功能。 如：Microsoft Office Lotus Notes/Domino 数据处理软件就是对数据进行存储、组织、检索、处理的应用软件。 数据处理软件在金融、商业、会计、统计等领域有着广泛的应用。 比较高档的数据处理软件不仅能够对数据进行各种处理，并且能够在统计分析的基础上提供决策依据。3.2.2 数据处理软件 有关网络应用的各种软件。有提供给普通用户使用的浏览器软件和 电子邮件软件等，也有提供给厂商的网络管理软件和网页网站开发软件等。 如：Microsoft Internet Explorer Microsoft Outlook Express Macromedia Dre

14、amweaver Macromedia Flash3.2.3 网络应用服务软件 用来创建、编辑、修改、浏览、打印各种图形和图像。 其中既有针对出版、广告、设计等单位用户的软件，也有供给家庭、个人用户的软件。 分为两大类：处理“矢量图”的软件和处理“位图”的软件如：Adobe公司的Photoshop AutoDesk公司的3D MAX3.2.4 图形图像软件3.2.5 娱乐学习软件 通常以网络或光盘为载体，价格便宜、使用方便。 包括游戏软件、音乐欣赏和媒体播放软件、教育学习软件等。4 计算机软件类课程体系4.1 程序设计语言4.2 数据结构与算法4.3 操作系统原理4.4 数据库系统原理与应用4

15、.5 编译原理4.6 软件工程4.7 应用软件开发技术4.1 程序设计语言 程序处理器的指令序列 低级语言面向机器的语言 汇编语言程序设计及实验 高级语言面向人的语言 程序设计基础及实验 C语言 C+语言 Java语言4.2 数据结构与算法 数据信息的计算机存储、处理形式 数据结构组织类型及关系 算法加工、处理数据的命令集合（基本步骤） 数值算法求解数值积分、代数方程、微分方程等 非数值算法查找、排序、遍历、插入、删除等 数据结构+算法=程序 算法决定程序的质量4.3 操作系统（OS）原理及实验 OS是最重要的系统软件 运行在计算机硬件之上 用户在OS帮助下，才能方便、快捷、安全、可靠地操纵计

16、算机硬件和运行自己的程序 OS的主要功能：处理机管理、存储器管理、 I/O设备管理、文件管理 OS是计算机病毒程序的主要攻击者4.4 数据库系统原理及实验 存放数据的仓库 大规模数据的管理技术 对所有用户的数据实行统一、集中的管理、操作和维护 基于数据库的计算机应用软件 各种人员、财产的计算机管理信息系统 是应用最广泛的一类应用软件4.5 编译原理 把高级语言程序翻译成等价的低级语言程序4.6 软件工程 软件是一种逻辑实体，与硬件生产方式不同 软件是复杂的、成本相当昂贵 为了经济地生产可靠软件而建立和使用的一系列工程化原则 应用计算机科学、数学及管理科学等原理 借鉴传统工程的原则、方法 目的是提高软件质量、降低成本4.7 应用软件开发技术 数值分析及实验 计算机网络（软件） 可视化编程技术 计算机图形学及实验 人工智能技术及实验 多核程序设计导引及实验5 计算机软件的数学基础 极限、导数、微分、积分 矢量运算、矩阵运算 布尔逻辑、关系运算、树、图 自动机理论 概率论、统计理论 谢谢大家!