实验数据与建模第一章概述精.ppt

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1、实验数据与建模第一章概述第1页，本讲稿共65页总学时数：34学时先修课程:计算机文化基础 程序设计语言课程教材:计算机软件技术基础 夏清国 编 西北工业大学出版社参考书目:计算机软件技术基础沈被娜 清华大学出版社 计算机软件技术基础麦中凡 北京航空航天大学出版社总学分数:2学分课前的话学时与教材第2页，本讲稿共65页 通过学习，使学生了解当今计算机软件的 主要核心技术；掌握计算机软件的基本基础知识。最终使学生达到对软件开发知其然且知其所以然，具有一定程度的从底层进行软件开发的能力，为计算机的熟练灵活应用打下良好基础。课前的话教学目的第3页，本讲稿共65页学时 讲课人 面向对象的软件开发技术41

2、2 白成刚 数据结构与算法322 白成刚绪 论1教材参考章 授课内 容 章课前的话内容安排 2 沈为群数据库技术基础软件工程技术基础操作系统562 白成刚 4 沈为群第四章第三章第五章第六章复习 2 沈为群 白成刚 第一章4 白成刚 考试 2 沈为群 白成刚 注：在实际讲授中授课内容或课时可能会作一些调整第二章第4页，本讲稿共65页课前的话计算机系列课程之间的联系第5页，本讲稿共65页 上课：占总成绩的20 作业：占总成绩的20（交本）考试：占总成绩的60课前的话考试与作业第6页，本讲稿共65页第一章 绪论1.1 数据结构与算法1.2 软件开发方法1.3 软件工程1.4 数据库技术1.5 操作

3、系统1.6 计算机系统1.7 软件技术概述1.8 程序设计语言课程内容简介计算机软件技术概述第7页，本讲稿共65页1.1 数据结构和算法 程序中往往要处理大量的数据，这些数据采用什么样的方式来组织、存放才能最大限度地方便应用处理，提高程序效率呢？数据结构研究数据的组织形式，包括数据的逻辑结构，物理结构以及在该数据结构上所施加的运算。一类数据结构指的是一类数学模型。数据结构是软件技术基础的基础。第8页，本讲稿共65页1.1 数据结构和算法 算法是对解题方法的精确描述。描述的方式可以是各种各样的。如自然语言，流程图，伪代码等。一个问题可以有多种解题方法，那么就有多个对应的算法。算法的优劣由算法的时

4、间复杂度和空间复杂度来衡量。第9页，本讲稿共65页数据结构与算法 线性表 堆栈和队列 数组 树与二叉树 查找 排序 基本要求：了解掌握线性表数据结构的基本概念，构造原理、存储结构和几个常用的操作算法。重点掌握堆栈、队列的基本概念、存储结构、基本操作和算法。重点掌握二叉树的基本概念、存储结构，二叉树的各种遍历方式和操作算法。掌握查找和排序技术中的常用方法，操作步骤和算法 第10页，本讲稿共65页1.2 软件开发方法 结构化方法自顶向下，逐步细化 模块化结构化程序设计第1 1页，本讲稿共65页自顶向下，逐步细化 由于人类思维能力的限制，如果一次面临的因素太多，就无法作出精确的思维。例如：举办一个生

5、日party布置场地准备食物准备节目邀请客人 自顶向下，逐步细化就是将复杂的问题分解成若干个子问题，直到所有子问题都简单到能用程序设计语言来表达的方法。第12页，本讲稿共65页模块化 把一个程序按功能分解成若干彼此具有一定独立性同时也具有一定联系的组成部分，这些组成部分称为模块。每个程序由一个或多个模块组成。优点：降低复杂度：若P=P1+P2，则C(P)C(P1)+C(P2)软件结构清晰 容易测试和调试 提高软件的可修改性 方便开发任务的分配第13页，本讲稿共65页结构化程序设计强调使用程序的三种基本控制结构（顺序、选择和循环），有限制地使用goto语句。第14页，本讲稿共65页面向对象的软件

6、开发技术 高级程序设计语言的基本特征。结构化程序设计的方法。面向对象的程序设计方法。基本要求：了解高级程序设计语言的基本特点。了解掌握结构化程序设计的基本原理和方法、步骤，描述方法，评价标准。了解掌握面向对象的基本概念，设计方法和特征 第15页，本讲稿共65页1.3 软件工程 产生背景硬件的发展使得计算机的应用领域迅速扩大，同时程序的规模和复杂度也急剧增长。早期手工作坊式的软件开发方式因无法适应这种变化而形成了“软件危机”。主要表现在：开发成本和进度估计不准确，生产效率低。用户对软件系统不满意的现象经常发生。软件产品的质量不可靠。软件常常是不可维护的。软件成本在计算机系统总成本中的比例上升。第

7、16页，本讲稿共65页软件工程概念 软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程学科，采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件。贯穿于这一学科的基本线索是软件生命期学说，它告诉软件研制者和维护者“什么时候做什么以及怎么做”。软件生命期就象人的寿命一样，从出生算到死亡，从产生开发要求算到软件报废为止。包括：软件计划、需求分析、软件开发和软件维护四个时期。第17页，本讲稿共65页软件过程 软件计划 用户想解决什么问题？（软件定义）这个问题能否解决？（可行性分析）需求分析 目标系统应该做成什么样子？软件开发 怎样实现目标系统？（软件设计）系统的具体实现。（软件编码）实现系统与是否符合目标？（软件

8、测试）软件维护 如何保持系统正常运行？第18页，本讲稿共65页软件过程模型：瀑布模型软件计划需求分析软件设计软件编码软件测试软件维护变化的需求第19页，本讲稿共65页软件工程技术基础 软件生存期和软件开发模型。需求分析。软件总体设计。软件详细设计。软件测试与软件测试算法。基本要求 试写出某系统需求分析说明书。试写出某系统概要设计说明书。试写出该系统的测试说明书。试写出该系统的用户使用手册初稿。第20页，本讲稿共65页1.4 数据库技术 数据库是一种强大的数据处理技术。它把应用中所有的数据有结构地集中在一起，并提供对这些数据的存储管理、多用户共享、操纵、安全保护、完整性控制等强大功能。一个国家的

9、信息化程度是衡量该国国力的重要标准，而信息化是以数据库技术为基础的。现代的银行、金融、证券、保险等各行业的高效运营都依赖于数据库技术。第21页，本讲稿共65页数据库技术基础 数据库基础 数据库组织 关系数据库设计 基本要求：了解掌握数据库的概念、功能和基本模型的结构。了解掌握关系数据库中ER数据模型的设计方法 第22页，本讲稿共65页1.5 操作系统 没有安装任何软件的计算机称为裸机。操作系统是直接运行于裸机之上的系统软件，它负责对计算机系统的各种软硬件资源进行管理和分配，为用户提供友好的计算机使用界面和平台。在裸机上配置操作系统之后就构成了操作系统虚拟机。所有其它的程序都在扩充后的机器上运行

10、。第23页，本讲稿共65页应用程序用户程序操作系统虚拟机操作系统裸 机第24页，本讲稿共65页第五章 操作系统 处理机管理。作业管理与控制。设备管理与存储管理。几个常用操作系统介绍。基本要求：掌握操作系统的定义、功能、分类、结构，了解其发展过程与方向。了解掌握处理器的管理功能和工作原理。了解掌握存储管理功能，文件管理功能。了解常用的几个操作系统使用。第25页，本讲稿共65页1.6 计算机系统什么是计算机？计算机是接收、处理和提供数据的装置，它由硬件和软件两大部分组成。计算机就是我们平时常用的PC机吗？PC机只是计算机的一种，计算机家族中还有很多其他的成员。第26页，本讲稿共65页无所不在的嵌入

11、式家族第27页，本讲稿共65页养在深闺的巨型计算机 世界上最快的计算机IBM的Blue Gene/L，拥有超过100万个处理器，每个处理器每秒可运算10亿次。运算能力相当于击败国际象棋世界级棋手的超级电脑“深蓝”的1000倍。占地达两个篮球场之大，重达106吨。第28页，本讲稿共65页1、计算机硬件及发展 什么是硬件？硬件是组成计算机系统的所有电子的、机械的、磁性的、光学的装置和部件。配置一台计算机需要购买哪些东西？存储程序式计算机的工作原理 5大部件：(运算器控制器运算器控制器)存储器输入设备输出设备第29页，本讲稿共65页硬件的发展 发展历史电子管晶体管集成电路 发展规律及特点速度慢速度快

12、体积大容量小体积小容量大外设少、简单外设繁多、复杂外设速度发展慢于CPU速度的发展摩尔定律（假设价格保持不变，处理器芯片上的晶体管数每18个月翻一番）第30页，本讲稿共65页世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于1942年18800个晶体管70000个电阻器18000个电容器重量30吨耗电140千瓦/h5000次加法/s第31页，本讲稿共65页Pentium IV（2000）42,000,000个晶体管时钟频率1.5GHz运算速度为1700 MIPS（MIPS 代表百万指令集每秒）第32页，本讲稿共65页 软件 由计算机程序、数据及文档组成,作为商品以有形介质为媒体进行 易的程序称做软件。软件（software）的定义 程序 是按事先设计的功能和性能要求编写的指令序列 数据 是使程序能正常操纵信息的数据结构 文档 是与程序开发、维护和使用有关的图文材料2、计算机软件第33页，本讲稿共65页程序编写 机器语言 是机器指令的集合，其代码由0、1组成的二进制串表示，不需翻译可直接为机器所接受。汇编语言 为符号化的机器语言。它用助记符和标识符代替机器指令的操作码和地址码。高级语言 是一种与具体的计算机指令系统无关，独立于计算机类型，而且表达方式接近于自然语言或数学语言，容易被人们掌握和书写的语言。如C，Pascal，java。第34页，本讲稿共65页