通信工程師考試科目計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

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6.2.2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

硬件是計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行程序的物質(zhì)基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)性能（如：運(yùn)算速度、精度、存儲(chǔ)容量、可靠性等）在很大程序上取決于硬件配置。然而，再好的硬件還需要必要的“軟件”支撐才能充分發(fā)揮其效能。未配備任何軟件，僅由邏輯器件組成的計(jì)算機(jī)叫做“裸機(jī)”，在“裸機(jī)”上只能運(yùn)行由“0”和“1”組成機(jī)器語(yǔ)言程序，這樣的計(jì)算機(jī)效率極低，使用不便。

軟件是指計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)某種特定目的的所運(yùn)行的程序、數(shù)據(jù)和文檔資料的集合。簡(jiǎn)而言之，軟件是程序及有關(guān)數(shù)據(jù)、文檔資料的總稱。

特定工作的最重要的因素。

只有將解決問(wèn)題的步驟編制成程序，并由輸入設(shè)備輸入到主存儲(chǔ)器中，在系統(tǒng)軟件的支持下方可自動(dòng)地進(jìn)行運(yùn)算，也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)除了由硬件系統(tǒng)外，還必須有軟件系統(tǒng)。

軟件系統(tǒng)的組成如下:

應(yīng)用軟件因此軟件可為操作系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

在硬件之上覆蓋的第一層軟件稱為操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)是一種特殊的系統(tǒng)軟件），它是管理計(jì)算機(jī)硬件資源、方便用戶使用的一個(gè)軟件集合。在操作系統(tǒng)之上，計(jì)算機(jī)還提供多種系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件與具體應(yīng)用無(wú)關(guān)，如計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等，使用系統(tǒng)軟件可以開(kāi)發(fā)出具有不同功能的應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件與某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域緊密相關(guān)，專門(mén)用于解決某一個(gè)或某一類應(yīng)用問(wèn)題，如圖書(shū)管理系統(tǒng)、火車售票系統(tǒng)等。

為了使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的，需編制程序來(lái)指揮計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作。為使編制完畢的程序便于使用、維護(hù)和修改，需給程序?qū)懸粋€(gè)詳細(xì)的說(shuō)明，這個(gè)使用說(shuō)明就是程序的文檔，或稱軟件的文檔。

文檔一般包括以下的內(nèi)容。

(1)功能說(shuō)明：程序解決的問(wèn)題，要求輸入的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生輸出的結(jié)果，參考文獻(xiàn)等。

(2)程序說(shuō)明：解決問(wèn)題方法的詳細(xì)說(shuō)明，流程圖，程序清單，參數(shù)說(shuō)明中使用的庫(kù)和外部模塊，數(shù)值精確度要求等。

(3)上機(jī)操作說(shuō)明：硬件要求，計(jì)算機(jī)類型，外圍設(shè)備等。

(4)測(cè)試和維護(hù)說(shuō)明：測(cè)試數(shù)據(jù)，用測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)的結(jié)果，程序中使用的模塊的層次。

1.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是指用來(lái)編寫(xiě)程序的語(yǔ)言，是人和計(jì)算機(jī)之間交流信息所用的一種工具，通常分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言及4GL語(yǔ)言。

(1)機(jī)器語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言是能夠直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言，機(jī)器語(yǔ)言程序是用二進(jìn)制代碼編寫(xiě)的指令序列。

機(jī)器語(yǔ)言程序的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算機(jī)能夠直接執(zhí)行，缺點(diǎn)是難讀、難懂、易出錯(cuò)，因?yàn)椴煌瑱C(jī)器其機(jī)器語(yǔ)言不同，所以不能移植，沒(méi)有通用性。

(2)匯編語(yǔ)言：為克服機(jī)器語(yǔ)言的缺點(diǎn)，人們創(chuàng)造了匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言是用助記符（英文縮寫(xiě)符號(hào)）來(lái)表示機(jī)器的指令，所以匯編語(yǔ)言中的語(yǔ)句與機(jī)器代碼是一一對(duì)應(yīng)的。

因?yàn)閰R編語(yǔ)言程序釆用了助記符，所以程序較直觀，易于閱讀，易于記憶。匯編程序要翻譯成與之對(duì)應(yīng)的機(jī)器語(yǔ)言程序，并經(jīng)過(guò)鏈接形成可執(zhí)行程序，計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。這一翻譯過(guò)程稱為匯編。

(3)高級(jí)語(yǔ)言（算法語(yǔ)言）：為了用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述各種算法，使程序編寫(xiě)方式更接近于人們處理問(wèn)題的方式，后來(lái)發(fā)明了高級(jí)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言使程序設(shè)計(jì)可以脫離具體的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，不必了解其指令系統(tǒng)，所以它的通用性很強(qiáng)。

用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱為“源程序”，計(jì)算機(jī)不能直接執(zhí)行，必須在翻譯程序的作用下將其翻譯成機(jī)器語(yǔ)言表示的程序（即目標(biāo)程序)，計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。

翻譯程序分為兩種，一種是編譯程序，一種是解釋程序。編譯程序的作用是將源程序加工處理產(chǎn)生一個(gè)與之等價(jià)的目標(biāo)程序，目標(biāo)程序再經(jīng)過(guò)鏈接程序作用產(chǎn)生可執(zhí)行程序，然后直接運(yùn)行可執(zhí)行程序，便得到運(yùn)算結(jié)果。解釋程序則是對(duì)源程序逐條語(yǔ)句翻譯，每將一條語(yǔ)句翻譯成與之等價(jià)的機(jī)器語(yǔ)言，則立即執(zhí)行，即翻譯一條，執(zhí)行一條，不會(huì)產(chǎn)生任何目標(biāo)程序文件，更不會(huì)產(chǎn)生可執(zhí)行程序。

(4)4GL語(yǔ)言：即第四代語(yǔ)言，這種語(yǔ)言的特點(diǎn)是只需要告訴計(jì)算機(jī)做什么，而不必告訴它怎么做，計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)完成所需的操作。許多表處理語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言都屬于第四代語(yǔ)言。

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