7月自考《管理信息技术》第四章讲义

管理信息技术 第4章计算机软件,重点问题,1. 计算机常用的高级语言的主要用途是什么？ （辅导书P62） 2. 第四代语言（4GL）的特点是什么？ 常用第四代语言（JAVA、VB）的特点。（辅导书P64） 3. 结构化程序设计与面向对象程序设计方法的思想和基本概念。 4. 操作系统的定义、功能及常用操作系统的特点（WINDOWS、UNIX）。 5. 了解常见应用软件的功能和特点：WORD、EXCEL 、Project、图形处理软件。 6. 数据库系统的特征是什么？ 其主要组成是什么？（数据库、数据库管理系统DBMS、DBA、硬件和软件平台）。解释数据库、数据库管理系统。 7. DBMS的功能是什么？ 8. 结合实例理解关系数据库中的基本概念。包括：关系、属性（列、字段）、元组（行、记录）、属性域、主键和外键（作用）、关系完整性的概念（3类完整性规则） 9. 结合实例，指出关系中存在的问题。,4.1 计算机软件系统,一、软件的概念和特点 软件是指计算机程序及有关程序的技术文档资料。 软件=程序，文档，数据，其中： 程序：是为了使计算机解决特定问题而编排的步骤，用各种语言来编写。 文档：是描述程序操作和使用的有关资料。 软件的特点： 软件是一个逻辑实体而非物理实体. 软件的开发可以不依赖于任何硬件，但二者相互影响、相互转化和相互促进发展. 软件开发方式：手工作坊式工程化自动化，人工集约生产方式资源集约生产方式. 软件开发是一项高智力的群体活动. 软件开发成本高.,4.1 计算机软件系统,二、软件的发展 机器语言汇编语言高级语言4GL（接近自然语言、可视化、面向对象、非过程化）。 软件开发经历手工作坊式工程化自动化。,4.1 计算机软件系统,三、计算机软件系统 教材图4-1（P139）各种软件之间的层次关系。 系统软件：计算机的管理、控制、维护、使用以及程序安装等与硬件配套管理的基础软件。 操作系统：功能是管理和控制计算机系统的各种资源，合理地组织计算机的工作流程，以充分发挥计算机系统的效率；是用户和计算机之间的接口。 数据库管理系统DBMS：数据库管理系统是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件，它建立在操作系统的基础上，对数据库进行统一的管理和控制。 程序设计语言： 各种服务程序和工具软件： 应用软件：为利用计算机解决各种实际问题而编制的程序。 专业应用程序：面向特定应用领域的软件。 通用软件或软件包：软件包是按一个合理的结构和方式组织在一起的一个应用软件的集合体，通用性较好。,4.1 计算机软件系统,三、计算机软件系统 思考题：试比较各种软件之间的联系与区别。 系统软件与应用软件 各种系统软件 通用软件包与专用软件,4.2 计算机程序设计语言,一、基本概念 计算机语言：把人与计算机之间进行信息交换的语言称为计算机语言。 编程：使用计算机语言来表达对计算机的要求称之为编程。 翻译：在分析源语言的构成规则之后，对源语言进行语义上等价的变换。 源程序：将被翻译的汇编语言或高级语言称为源语言，用其编写的程序称为源程序。 目标程序：翻译后的机器语言称为目标语言，用其编写的程序称为目标程序。 语言处理程序：将源程序变成等价的低级语言的过程称为语言处理过程，起翻译作用的程序称为语言处理程序。,4.2 计算机程序设计语言,一、基本概念,4.2 计算机程序设计语言,二、各种程序设计语言 1.机器语言：优点能被计算机直接理解和执行，无需翻译，效率高，执行速度快。缺点不直观，容易出错，面向机器，通用性差。 2.汇编语言：是符号化的机器语言（符号语言），用助记符的符号来代替机器语言中的操作码，用地址符号来代替机器语言中的地址码，也是一种面向机器的语言。优点：比机器语言在程序可读性方面、维护性方面加强，同时也保持了机器语言执行速度快、占存储空间小等优点；缺点：面向机器（缺乏通用性、易出错、需要由汇编程序将其翻译成机器语言等）。,4.2 计算机程序设计语言,二、各种程序设计语言 3.高级语言：即第三代语言、面向过程的语言。编程时必须告诉计算机“如何做”，即算法。与人类的自然语言及数学语言比较接近；通用性强，即与机器的硬件无关。典型的语言有Basic、FORTRAN、PASCAL、C、COBOL等。 Basic初学者通用符号指令码。解释执行语言。其后代Visual Basic（简称VB）已成为一种功能强大的应用开发工具。 FORTRAN用于科学与工程计算方面的语言。引入了变量、子程序、函数的概念。 COBOL通用商业语言（Common Business Oriented Language），结构与FORTRAN类似，但更适合于对大量数据进行管理的商业应用。很多大公司的核心应用程序仍保留在COBOL上。 C1972年由美国的Dennis Ritchie创建并首先在UNIX系统上使用（Unix的内核是用该语言写的）。C语言允许产生机器代码、说明数据类型几定义数据结构，其强大的功能、简洁的形式、较高的运行效率和硬件控制能力，使其成为80年代最流行的程序设计语言。 PASCAL教学语言，支持函数和过程两种子程序。后来在其基础上发展起来的Delphi成为目前极为流行的开发工具。,4.2 计算机程序设计语言,二、各种程序设计语言 3.高级语言：也称为结构化语言。结构化程序一般由3种基本结构组成。 顺序 分支（条件） 循环,4.2 计算机程序设计语言,分支结构： IF P THEN A ELSE B END IF,4.2 计算机程序设计语言,循环结构： DO WHILE P A END DO,4.2 计算机程序设计语言,二、各种程序设计语言 4.第四代语言4GL 特点： 面向问题 非过程化：即用户只需说明“做什么”，而不必说明如何做。 接近于自然语言。 可视化语言：运用了面向对象的一些思想。VB 面向对象语言：C+，JAVA 面向对象=对象、对象类+消息通信+结构与连接+继承+ 封装,4.2 计算机程序设计语言,二、各种程序设计语言 VB的特点： 是一种可视化编程语言。 适合开发图形化用户界面。 特别适合开发基于C/S结构系统的应用程序。（客户端开发工具） 采用面向对象技术，没有复杂的编程流程。 事件驱动的。 继承了Basic语言简单易用的特点。,4.2 计算机程序设计语言,三、高级语言的翻译 翻译：在分析源语言的构成规则基础上，对源语言进行语义上等价的变换。起翻译作用的程序称为语言处理程序。 源语言：被翻译的汇编语言或高级语言。用其编写的程序称为源程序，而翻译后的机器语言称为目标语言，用其编写的程序称为目标程序。 高级语言源程序的翻译方式有两种： 解释方式：直接将源程序引入内存，然后逐行读取它，经过解释程序对其进行翻译和查错。其特点是：不产生目标程序，边解释边执行。一般用于比较容易解释的程序语言，如BASIC、FoxPro等。 编译方式：通过编译程序，将高级语言源程序一次性全部“翻译”成机器语言表达的目标程序后，再执行目标程序。特点：生成目标程序，执行时可以脱离源程序和编译程序；执行效率高、速度快；一次编译后，可多次重复执行。 一般来说，高级语言采用编译方式；4GL采用解释方式。但也有例外。,4.3 操作系统,一、操作系统的定义、作用和功能 1.定义：操作系统(Operating Systems)是直接控制和管理计算机系统的硬件资源、软件资源和用户的程序和数据的程序的集合，是用户和计算机之间的接口，并提供了软件的开发和应用环境。操作系统是系统软件的核心。其他系统软件，如语言处理程序、数据库管理系统DBMS等也是在它的支持下运行的。 2.作用： 提高系统的资源利用率。如CPU的合理调度、存储空间的利用和管理、各种外部设备的调用等。（资源管理） 提供方便友好的用户界面。从用户的角度来看，操作系统是他们和计算机之间的一个接口(界面)。例如，DOS为用户提供了字符型界面；Windows系列为用户提供了图形化用户界面GUI(Graphic User Interface)。 提供软件的开发与运行环境。所以有时操作系统又被称为软件平台。,4.3 操作系统,一、操作系统的定义、作用和功能 3.功能：操作系统的主要功能包括：处理器管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理 处理器管理：主要内容是处理器调度。 单道程序：程序的执行是严格按照顺序方式执行的。资源利用率低。 多道程序：多个作业同时调到内存中，这些作业不是顺序执行，而是以并行方式执行的。需要解决资源冲突的问题。 内存管理：软件必须调到内存后才有可能得到执行。 内存的分配：分配方式有分区管理、页式管理、段式管理和段页式混合管理。 内存的扩充： 内存的保护：在访问内存之前应该检查操作数地址是否在该程序所分配的存储空间之内。由硬件提供支持，由软件实现。,4.3 操作系统,一、操作系统的定义、作用和功能 3.功能：操作系统的主要功能包括：处理器管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。 设备管理：针对外设的管理，包括输入输出设备。外设与主机的速度不匹配。主要技术包括： 中断技术：当外部设备每进行一个数据的输入输出操作之后，便向处理器发出中断请求，处理器暂停原程序的执行，转向处理输入输出操作，待这一操作完成后即返回，处理器可以继续执行原来的程序。 通道技术：通道是用于专门处理输入输出操作的硬件机构。主要木司是对外部设备的输入输出操作进行控制，以实现内存和外存之间的数据交换。 缓冲技术：内存中开辟的一片连续的存储单元，称为缓冲区。当需要输入输出信息时，输入设备以较慢的速度把信息先存入缓冲区，缓冲区存满后，一次性将这批信息快速存入内存，等待执行。可节省时间。,4.3 操作系统,一、操作系统的定义、作用和功能 作业管理 作业是用户通过计算机要完成的一个任务，是指一组程序、相关的原始数据以及某种形式的控制说明。作业管理就是对用户的作业进行调度和控制，并向用户提供使用操作系统的接口（界面）。作业管理是直接面向用户的、是操作系统的最外层。 用户和计算机的接口：两种接口，一是程序接口（即系统调用），它是操作系统为用户提供的彝族系统调用命令。用户可以在源程序使用这些调用命令；另一种是命令接口（作业级用户接口），用户通过输入设备输入命令来告诉操作系统执行所需要的功能，它包括作业控制命令和键盘操作命令。还有环境接口，即用户界面，为用户提供一个易用的操作平台。 作业调度：即在若干用户作业中，如何选择作业进入运行状态。作业有四种状态：提交状态：指用户将自己的程序和数据放在输入设备上，等待输入；后备状态：指计算机系统响应用户要求，把作业输入到直接存取的后援存储器上，等待调度；执行状态：指从作业进入内存开始运行直到计算机完成为止的时段；完成状态：指计算机完成作业后到退出系统的状态。,4.3 操作系统,一、操作系统的定义、作用和功能 3.功能：操作系统的主要功能包括：处理器管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。 文件管理 文件：存储在外部介质上各种数据和信息的总称。 文件的存取管理：包括文件的建立、打开、读写、关闭、删除和改变目录等。 文件存储空间的管理：簇是对文件进行分配、翻译和读取的最小空间单位。 文件目录管理：文件目录是为了对文件存取进行控制和保护而设置的文件管理，文件目录是文件说明（包括文件名、文件类型、文件属性、文件长度、文件建立或修改日期等）的集合。 文件的共享与安全保护：不同用户使用同一文件称为文件共享；限制非法用户使用或破坏文件的措施称为文件的安全。可以通过设置文件的存取权限、设置口令、密码等方式实现文件的安全。,4.3 操作系统,二、常用的操作系统 DOS DOS（disk operating system）是磁盘操作系统的缩写，是PC机上使用最广泛的操作系统之一，也是一个典型的单用户单任务的操作系统。,4.3 操作系统,二、常用的操作系统 Windows操作系统 Windows 98的功能特点有: Windows 98是一个真正的32位的操作