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计算机基础教材

发布:lygtdjy浏览:891次

第一章计算机与信息技术
1.1.1 计算机的发展历程
1946年2月,世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学问世,取名为ENIAC,运算速度为每秒5000次,重达30吨。
根据计算机所使用的电子器件,将计算机的发展划分为四代。
第一代(1946年到20世纪50年代中期)是电子管计算机。内存储器先采用延迟线,后采用磁鼓和磁芯,外存储器主要使用磁带。程序方面,用机器语言和汇编语言编写程序。其特点:体积庞大、运算速度低 、成本高、可靠性差、内存容量小。
第二代(20世纪50年代中期到20世纪60年代中期)是晶体管计算机。主存储器采用磁芯,外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序,后期使用操作系统并出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列高级程序设计语言 。计算机的运行速度已提高到每秒几十万次,体积已大大减小,可靠性和内存容量也有较大的提高。
第三代(20世纪60年代中期到20世纪70年代初期)是集成电路计算机。用半导体存储器代替了磁芯存储器,外存储器使用磁盘。软件方面,操作系统进一步完善,高级语言数量增多,出现了并行处理、多处理机、虚拟存储系统以及面向用户的应用软件。计算机的运行速度也提高到每秒几十万次到几百万次,可靠性和存储容量进一步提高,外部设备种类繁多,计算机和通信密切结合起来。
第四代(20世纪70年代初期至今)是大规模和超大规模集成电路计算机。存储器采用半导体存储器,外存储器采用软磁盘、硬磁盘,并开始引入光盘、优盘。软件方面,操作系统不断发展和完善,同时发展了数据库管理系统、通信软件等。计算机的运行速度可达到每秒上千万次到万亿次,计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高,功能更加完备。
1.1.2 计算机的特点
运算速度快?计算精确度高?具有存储和逻辑判断能力?有自动控制能力?采用二进制表示数据
按工作原理分类
电子数字计算机(采用数字技术,处理离散量) ?电子模拟计算机(采用模拟技术,处理连续量)
按用途分类
通用计算机?专用计算机
按功能分类
巨型机(Supercomputer)?小巨型机(Minisupercomputer)?大型主机(Mainframe)?小型机(Minicomputer)?工作站(Workstation)?
个人计算机(Personal Computer)?
1.1.4 计算机的应用
科学计算(数值计算)
例如,人造卫星轨迹的计算,房屋抗震强度的计算,火箭、宇宙飞船的研究设计都离不开计算机的精确计算。 ?
数据处理和信息管理?? ? ?
目前计算机的信息管理应用已非常普遍,如人事管理、库存管理、财务管理、图书资料管理、商业数据交流、情报检索、办公自动化、车票预售、银行存款取款等。?
自动控制?? ??
目前计算机被广泛用于操作复杂的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。还在国防和航空航天领域中起决定性作用,例如,无人驾驶飞机、导弹、人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制,都是靠计算机实现的。?
计算机辅助功能?? ?
目前CAD技术已应于飞机设计、船舶设计、建筑设计、机械设计、大规模集成电路设计等。?
人工智能?
计算机通信与网络应用
1.1.5 计算机的发展趋势
巨型化?微型化?网络化?智能化?多媒体化?
1.2.1 什么是信息
信息
数据:信息的符号化?
数据可以是文字、数字、图像或声音,是信息的具体表示形式,是信息的载体。?
信号:数据的电或光脉冲编码,是各种实际通信系统中适合信道传输的物理量?? ?
信号可以分为模拟信号(随时间而连续变化的信号)和数字信号(在时间上的一种离散信号)。?
1.2.2 什么是信息技术
信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。至今人类历史上已经发生了4次信息技术革命。
第1次信息革命是文字的使用。?
第2次信息革命是印刷术的发明。?
第3次信息革命是电话、广播和电视的使用。?
第4次信息革命,这就是当今的电子计算机与通信相结合的信息技术。
现代信息技术是应用信息科学的原理和方法,有效地使用信息资源的技术体系,它以计算机技术、微电子技术和通信技术为特征。微电子技术是信息技术的基础,集成电路芯片是微电子技术的结晶,是计算机的核心;通信技术的发展加快了信息传递的速度和广度。
1.2.3 计算机中信息的表示
计算机中的信息均采用二进制表示。任何信息必须转换成二进制编码后才能由计算机进行处理、存储和传输。
二进制数? ?
一种进位数制,它具有下列两个基本特性:? ??
(1)二进制数由0和1两个不同的数字符号组成。? ?
(2)逢二进一。? ?
例如,二进制数110110可表示成
? ? 1×25+1×24+0×23+1×22+1×21+0×20=32+16+4+2=54? ? ?
注:一般用( ?)角标表示不同的进制数。例如, ( )2表示二进制数, ( )10表示十进制数。也可以在数字的后面,用特定的字母表示该数的进制。例如:B—二进制 ?D—十进制 ?O—八进制 ?H—十六进制?
八进制数/十六进制数
八进制数? ??
(1)八进制数由8个不同的数字符号0、1、2、3、4、5、6、7组成。? ??
(2)逢八进一。
? ? ?例如,(126)8=1×82+2×81+6×80=86
十六进制数? ? ?
(1)十六进制数具有16个不同的数字符号0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,其中A、B、C、D、E、F分别表示10、11、12、13、14、15。? ??
(2)逢十六进一。
? ? ?例如,(28F)16=2×162+8×161+F×160=655? ?
四位二进制数与其对应的十进制数、八进制数、十六进制数对照表见书中表1-1。
十进制整数转成二进制整数
“除2取余法” :把被转换的十进制数反复地除以2,直到商为0,所得的余数(从最后得到的余数读起)就是这个数的二进制表示。? ? ?
例如 ?(214) 10=(11010110)2
所以,十进制数转成八进制数就是“除8取余法” ,十进制数转成十六进制数就是“除16取余法” 。?
二进制数转成十进制数
方法:将二进制数按权展开求和 ? ? 例如,(10110011)2=1×27+0×26+1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=128+32+16+2+1=179
? ? ?非十进制数转换成十进制数的方法是,把各个非十进制数按权展开求和即可?
二进制数转成八进制数
方法:将二进制数从小数点开始,整数部分从右向左3位一组,小数部分从左各右3位一组,不足3位用0补足即可?
? ? ?例如,将(10111101.1011)2转成八进制数的方法如下示,结果(275.54)8
八进制数转成二进制数
方法:将每一位八进制数用相应的3位二进制数取代。
? ? 例如,将(467.52)8转换成二进制数的方法如下。
? ? ?(467.52)8 =(100110111.10101)2 ?
二进制与十六进制数间转换
(1)二进制数转成十六进制数
? ? 方法:将二进制数从小数点开始,整数部分从右向左每4位一组,小数部分从左向右每4位一组,不足4位用0补足,每组对应一位十六制数。?
? ? ?例如,(1010111101000111.101101)2=(AF47.B4)16
(2)十六进制数转成二进制数
? ? ?方法:每一位十六进制数用相应的4位二进制数取代。
? ? (3DA9.68)16=(0011110110101001.01101000)2=(11110110101001.01101)2?
西文字符的编码
ASCII码(主要用于微型机和小型机 )
? ? 即美国信息交换标准代码。国际上通用的是7位版本,7位版本的ASCII码有128个元素,只需用7个二进制位(27=128)表示,基中控制字符34个,阿拉伯数字10个,大小写英文字母52个,各种标点符号和运算符号32个。例如,数字0的ASCII码为48,大写英文字母A的ASCII码为65,空格的ASCII码为32等。 ??
EBCDIC码(主要用于IBM大型机)
? ? 西文字符的另一种编码,采用8位二进制表示,共有256种不同的编码,可表示256个字符,在某些计算机中也常使用 ?
汉字编码
国标码?机内码?
?汉字的字形码
1.3.1 什么是信息化
信息化就是工业社会向信息社会前进的过程,即加快信息高科技发展及其产业化,提高信息技术在经济和社会各领域的推广应用水平并推动经济和社会发展的过程。
信息化建设的主要内容包含三个层面和六个要素。?? ??
三个层面
信息基础设施与信息资源的开发和建设?
信息技术与信息资源的应用?
信息产品制造业的不断发展?? ? ??
六个要素? ? ?
信息基础设施(信息高速公路 )、信息资源、信息技术与应用、信息 ? 产业、
信息化法规与信息科技人才?
1.3.2 信息化推动工业化
信息化和工业化是两个具有本质差别又有一定联系的概念,它们是两个性质不同的社会发展过程。工业化的发展直接导致信息化的出现,信息化的发展必须借助于工业化的手段;同时,信息化主导着新时期工业化的方向,使工业朝着高效率、高附加值的方向发展。工业化是信息化的基础,为信息化的发展提供物资、能源、资金、人才以及市场,而只有用信息化武装起来的自主和完整的工业体系,才能为信息化提供坚实的物质基础。
1.3.3 信息化指标体系
网络资源数据库总容量(GB);?
电子商务交易额(亿元);
企业信息技术类固定投资占同期固定资产投资的比重;
信息产业增加值占GDP比重;
信息产业对GDP增长的直接贡献率;
信息产业研究与开发经费支出占全国研究与开发经费支出总额的比重;
信息产业基础设施建设投资占全部基础设施建设投资比重;
每千人中大学毕业生比重;
信息指数(指个人消费中除去衣食住之外杂费的比率,反映信息消费能力)。
1.4.1 信息安全的概念
信息安全有两层含义:
?数据(信息)的安全
数据安全是指保证计算机数据的机密性、完整性和可用性。
信息系统的安全
信息系统的安全是指信息基础设施安全、信息资源安全和信息管理
安全,它涉及计算机安全和网络安全。
计算机安全是指为数据处理系统建立和采取的安全保护,保护计算
机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因而遭到破坏、更改和泄
露。
网络安全就是网络上的信息安全,是指网络系统的硬件、软件及其
系统中的数据受到保护,不会因偶然的或者恶意的原因而遭到破
坏、更改、泄露,系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。 ? ?
1.4.2 信息安全技术
访问控制? ?
(1) 建立、健全安全管理制度和措施?? ?
(2) 限制对网络系统的物理接触??
(3) 限制对信息的在线访问?? ??
(4) 设置用户权限?
数据加密? ? ?
加密是将原文信息进行伪装处理,即使这些数据被窃听,非法用户得到的也只是一堆杂乱无章的垃圾数据。而合法用户通过解密处理,将这些数据还原为有用信息。?
身份验证
数字签名
防火墙
1.4.3 计算机病毒及防治
计算机病毒——是指编制或者在计算机程序中插入破坏计算机功能或者毁坏数据,影响计算机使用,并能自我复制的程序代码。
计算机中毒的症状
屏幕显示异常或出现异常提示。这是有些病毒发作时的症状。
计算机执行速度越来越慢。这是病毒在不断传播、复制,消耗系统资源所致。?
原来可以执行的一些程序无故不能执行了。病毒破坏致使这些程序无法正常运行。?
计算机系统出现异常死机。病毒感染计算机系统的一些重要文件,导致死机情况。?
文件夹中无故多了一些重复或奇怪的文件。例如Nimda病毒,它通过网络传播,在感染的计算机中会出现大量扩展名为“.eml”的文件
硬盘指示灯无故闪亮,或突然出现坏块和坏道,或不能开机。?
存储空间异常减少。病毒在自我繁殖过程中,产生出大量垃圾文件,占据磁盘空间。?
网络速度变慢或者出现一些莫名其妙的网络连接。这说明系统已经感染了病毒或特洛伊木马程序,它们正通过网络向外传播。?
电子邮箱中有来路不明的信件。这是电子邮件病毒的症状。
计算机病毒的特性?传染性 ?破坏性?隐蔽性 ?潜伏性 ?可触发性 ?攻击的主动性?病毒的不可预见性 ?计算机病毒的传播途径
被动传播途径?
(1)引进的计算机系统和软件中带有病毒。
(2)下载或执行染有病毒的游戏软件或其他应用程序。
(3)非法复制导致中毒。
(4)计算机生产、经营单位销售的机器和软件染有病毒。
(5)维修部门交叉感染。
(6)通过网络、电子邮件传入。?
主动传播途径
(1)无线射入:通过无线电波把病毒发射注入到被攻击对象的电子系统中。
(2)有线注入:计算机大多是通过有线线路联网,只要在网络结点注入病毒,就可以向网络内的所有计算机扩散和传播。
(3)接口输入:通过网络中计算机接口输入的病毒由点到面,从局部向全网迅速扩散蔓延,最终侵入网络中心和要害终端,使整个网络系统瘫痪。
(4)先机植入:这是采用“病毒芯片”手段实施攻击的方式。将病毒固化在集成电路中,一旦需要,便可遥控激活。?
计算机病毒的种类
网络病毒?邮件病毒?文件型病毒?宏病毒?引导型病毒?变体病毒?混合型病毒
计算机病毒的主要危害
病毒发作对计算机信息数据的直接破坏作用?非法侵占磁盘空间,破坏信息数据?抢占系统资源,影响计算机运行速度 计算机病毒的预防 ?计算机病毒的预防?牢固树立预防为主的思想?制定切实可行的预防管理措施 ?采用技术手段预防病毒?计算机病毒的清除?人工清除病毒法?自动清除病毒法?
1.4.4 职业道德与相关法规
网络的负面影响 ?信息安全与法律 ?预防计算机犯罪的安全防护措施?? ? ?
(1)建立信息保护法? ?
(2)建立和健全严密的安全管理规章制度?? ??
(3)建设好物理保护层,将周密的戒备措施与严格的身份鉴别技术相结合? ??
(4)保护存储在硬件主体(内存、外部设备、磁盘等)中的信息?? ??
(5)保护通信网络中传输的信息? ??
(6)保护包括操作系统和用户的应用程序?? ??
(7)保护数据的完整性和安全性,防止数据非法泄露,严禁对数据库的非法存取或篡改。数据库的保护可以采用访问控制技术?

第二章 计算机硬件组成与工作原理
2.1.1 计算机系统的组成
计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分。
硬件,是指构成计算机的物理设备,也称硬设备。
软件,是指计算机系统中的程序、数据以及开发、使用、维护程序所需文档的集合。?
硬件是计算机系统的基础,软件是计算机系统的灵魂。?
2.1.2 计算机硬件的基本组成
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成,也称计算机的五大部件。这五大部件通过系统总线互连,传递数据、地址和控制信号。这些系统总线按信号类型分成三类,分别称为数据总线、地址总线和控制总线。
运算器和控制器合在一起称为CPU(Central Processing Unit,中央处理器),它是计算机的核心。存储器分为内存储器(简称内存)和外存储器(简称外存)两种。CPU、内存储器、总线等构成了计算机的“主机”。输入设备和输出设备简称I/O(Input/Output)设备。I/O设备和外存储器等通常称为计算机的“外部设备”,简称“外设”。
中央处理器 (CPU)
由控制器和运算器组成 ,计算机中的输入/输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微机中的中央处理器又称为微处理器,例如,Intel公司的Pentium(奔腾)处理器。?
控制器:对输入的指令进行分析,并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。?
运算器:算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)。主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。
CPU的主要技术指标是字长和主频。字长是指CPU同时处理二进制数据的位数。主频也叫时钟频率,单位是MHz或GHz,用来表示CPU的运算速度。
存储器
内存?简称主存 ,直接与CPU相连接,存储容量较小,但存取速度快,用来存放当前运行程序的指令和数据,并直接与CPU交换信息。内存一般由半导体器件构成。半导体存储器可分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种:
(1)RAM:可以读写,存取任一单元所需的时间相同,通电时RAM中的内容可以保持,断电后,存储的内容立即消失。?
(2)ROM:存储的信息只能读出,不能写入,断电后信息不会丢失。
外存?简称辅存,它是内存的扩充。外存存储容量大,价格低,但存取速度慢,一般用来存放大量暂时不用的程序、数据和中间结果,需要时,可成批地和内存储器进行数据交换。常用的外存有磁盘、光盘、优盘和磁带等。?
存储器?计算机中数据处理和存储容量的基本单位是字节。8位二进制码(8bits)称为一个字节(Byte,简称B)。1024个字节称为1K字节,1024K个字节称1兆字节(1MB),1024M个字节称为1G字节(1GB),1024G个字节称为1T字节(1TB)。现在微机的主存容量大多数在几百兆字节以上。
输入输出设备
输入设备 ?用来向计算机输入信息的设备通常称为“输入设备”。输入到计算机中的信息都使用二进位(“0”和“1”)来表示。
输出设备? 计算机的输出可以是文本、语音、音乐、图像、动画等多种形式。负责完成输出任务的是输出设备,它们的功能是把计算机中用“0”和“1”表示的信息转换成为人可直接识别和感知的形式。
系统总线与I/O接口
系统总线是用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设 ?备之间传输信息并协调它们工作的一种部件(含传输线和控制电路)
2.2.1 键盘
通过键盘,可以将字母、数字、标点符号等输入到计算机中,从而向计算机发出命令,输入中西文字和数据。键盘与主机的接口有多种形式,一般采用的是AT接口或PS/2接口,比较新的产品使用USB接口。
2.2.2 鼠标器
一种指示设备,能方便地控制屏幕上的鼠标箭头准确地定位在指定的位置处,并通过按钮完成各种操作。鼠标器与主机的接口有三种。EIA-232串行接口(9针D型插头座)、PS/2接口、USB接口。
2.2.3 笔输入设备
笔输入设备一般都由两部分组成:一部分是与主机相连接的“手写板”,手写板上有连接线,接在主机的串行口或USB口;另一部分是在手写板上写字的“手写笔”。用户通过手写笔与手写板的相互作用来完成写字、画画和控制鼠标箭头的操作。?
2.2.4 扫描仪
扫描仪是将原稿(图片、照片、底片、书稿)输入计算机的一种输入设备 。按扫描仪的结构来分,扫描仪可分为手持式、平板式、胶片和滚筒式等几种。
扫描仪的主要性能指标包括:? ? ?
(1)扫描仪的分辨率。? ? ??(2)色彩位数(色彩深度)。? ??(3)扫描幅面。 ? ? ?(4)与主机的接口。
2.2.5 数码相机
数码相机不使用光敏卤化银胶片成像,而是将影像聚焦在成像芯片(CCD或CMOS)上,并由成像芯片转换成电信号,再经模数转换(A/D转换)变成数字图像,经过必要的图像处理和数据压缩之后,存储在相机内部的存储器中。整个过程不到1秒种,其中成像芯片是数码相机的核心。图2-8是数码相机的成像过程。
数码相机成像过程
数码相机的存储器大多采用快擦写存储器(闪烁存储器),即使断电也不会丢失信息。存储容量是数码相机的另一项重要性能,在图像分辨率和质量要求相同的情况下,存储容量越大,可存储的数字像片就越多。?
2.3.1 显示器
显示器是计算机必不可少的一种图文输出设备,其作用是将数字信号转换为光信号,最终将文字与图形显示出来。
计算机显示器通常由两部分组成:监视器和显示控制器。监视器以CRT(阴极射线管)显示器或LCD液晶显示器为核心,加上必要的视频信号放大电路及同步扫描电路,它是一个独立的设备,就是我们日常所说的“显示器”。显示控制器在PC机中多半做成扩充卡的形式,所以也叫做显示卡、图片卡或者视频卡。显示卡包含接口电路、控制逻辑、绘图处理器及显示存储器,通常也是一个独立产品。?
计算机使用的显示器主要有两类:CRT显示器(如图2-9所示)和液晶显示器(如图2-10所示)。?
显示器的主要性能的参数
显示屏的尺寸?显示器的分辨率?刷新速率??可显示颜色数目
2.3.2 打印机
打印机的性能指标?
打印精度?? ? 打印机的分辨率,它用dpi(每英寸可打印的点数)来表示,是衡量图像清晰程度最重要的指标。针式打印机的分辨率一般只有180 dpi,激光打印机的分辨率最低是300 dpi,喷墨打印机分辨率一般可达300~360 dpi,高的能达到720 dpi以上。 ?
打印速度
色彩数目?
2.4.1 软盘存储器
软盘存储器由软盘片、软盘驱动器、软盘控制器三部分组成。
软盘上的信息是按磁道和扇区来存放的。每个同心圆称为一个磁道 ,每一面各有80个磁道(最外面的是0磁道 ,最里面的为79道)。每个磁道分为18个扇区,每个扇区的容量是512字节。软盘的两个面都用来记录信息,总容量为1.44MB。目前PC机主要使用3.5英寸软盘。 ?
2.4.2 硬盘存储器
硬盘存储器由磁盘盘片(存储介质)、主轴与主轴电机、移动臂、磁头和控制电路等组成,它们全部密封于一个盒状装置内,这就是通常所说的硬盘驱动器。?
硬盘通过将数据暂存在一个比其速度快得多的缓冲区内来与CPU交换数据,这个缓冲区就是硬盘的高速缓存(Cache)。高速缓存由DRAM芯片构成,由于DRAM的速度比磁介质快很多,因此就加快了数据传输的速度。
硬盘与主机的接口主要有两大类:IDE接口和SCSI接口。
硬盘存储器的主要性能指标包括容量、平均访问时间、Cache容量、数据传输速率等。?
2.4.3 移动存储器
优盘?? ? 也称为“闪存盘”,采用Flash存储器(闪存)技术,体积很小,重量很轻,容量可以按需要而定(例如8MB~2GB),具有写保护功能,数据保存安全可靠,使用寿命可长达数年之久。利用USB接口,可以与几乎所有计算机连接。
移动硬盘 ?采用USB或IEEE1394接口、可以随时插上或拔下的、小巧而便于携带的硬盘存储器。一些超薄型的移动硬盘,厚度仅1个多厘米,大小与手掌差不多,重量只有200~300g,而存储容量可以是10GB、20GB、30GB、40GB、60GB或更高。硬盘盒中的2.5英寸硬盘,每秒转速为4200~5400转,噪音小。
2.4.4 光盘存储器
只读光盘:将信息事先制作在光盘上,用户不能抹除,也不能再写入,只能读出盘中的信息 。如:CD-ROM与DVD-ROM。?
可刻录光盘:可以由用户自己将信息写入光盘,但写过后不能抹除和修改,只能在空白处追加写入。 如:CD-R。?
可擦写型光盘:用户既可以对它写入信息,也可以对写入的信息进行擦除和改写,就像使用磁盘一样。 如:CD-RW 。
DVD存储器: 即数字多用途光盘。DVD不仅可以存储数字音像资料,而且可以作为计算机的外存储器。
2.5 计算机基本工作原理
工作原理是“存储程序和程序控制”。工作过程就是执行程序的过程。程序是由一条条指令组成。程序通过输入设备并在操作系统的控制下送入内存,然后由CPU按照其在内存中的存放地址依次取出并执行,执行结果由输出设备输出。?
程序一般是用高级语言编写的,编写好的程序经由输入设备(如键盘)输入计算机,存放在存储器中;然后编译程序,将高级语言程序翻译成机器语言程序,即机器指令序列;最后计算机运行程序,按照一定顺序从存储器逐条读取指令,按照指令的要求执行操作,直到运行的程序执行完毕。?
指令和程序的概念
指令就是让计算机完成某个操作所发出的命令,它是构成程序的基本单位。指令由两个部分组成,前面是操作码部分,后面是操作数部分,操作码指明该指令要完成的操作,如加、减、乘、除、取数、存数等。操作数是指参加运算的数据或者数据所在的单元地址。
人们根据解决某一问题的步骤,将计算机完成的任务分解为一系列基本操作,将这些基本操作按照一定的顺序进行组织,从而形成一个指令序列。计算机执行了这一指令序列,便可完成预定的任务。这一指令序列就称为程序。
计算机执行指令的过程
1. CPU的控制器从内存读取一条指令,并放入指令寄存器。
2.指令寄存器中的指令经过译码,决定该条指令应进行什么操作、操作数在哪里
3.根据操作数的位置取出操作数
4.运算器按照操作码的要求,对操作数完成规定的运算
5.将运算结果保存到指定的寄存器或内存单元
6.计算下一条指令的地址。
程序的执行过程
程序是由一系列指令的有序集合构成的,计算机执行程序就是执行这一系列指令。CPU从内存读出一条指令到CPU内执行,该指令执行完,再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令、执行指令,这就是程序的执行过程。
2.6.1 微处理器、微型计算机、微型计算机系统?
微处理器?
? ? 微处理器就是微型计算机中的中央处理器(CPU)。例如,IBM PC机中使用微处理器有80486、Pentium、 PentiumⅡ、Pentium Ⅲ、Pentium 4等。
微型计算机?
? ? ?微型计算机指的是由微处理器、存储器、各种输入输出接口电路以及系统总线组成的硬件系统。
微型计算机系统??
微型计算机系统包括微型计算机、外部设备(键盘、显示器、打印机、外存储器等)、系统软件、应用软件以及电源等部件。
2.6.2 微型计算机系统的配置
用户看到的个人计算机,通常是由主机箱、键盘、鼠标、显示器及打印机等组成 。
机箱内有主板、硬盘、软驱、光驱、电源、风扇等。
主板上安装了CPU、内存、总线、I/O控制器等部件,它们是PC机的核心。
主板上有两块特别有用的集成电路
ROM,存放基本输入输出系统(BIOS),它是个人计算机软件中的最基础部分,具有启动计算机工作、诊断计算机的故障及控制外部设备输入输出操作的功能。
CMOS存储器,存放着用户对计算机硬件新设置的一系列参数,包括当前的日期和时间、硬盘的有关信息等。?
微型计算机系统的配置
CPU是决定微型计算机性能的核心部件,人们用它来判定微型计算机的档次。
存储器是微型计算机的重要部件之一,目前内存配置一般有128MB、256MB、512MB、1GB、2GB等。?
硬盘的容量配置一般在80GB以上。
2.6.3 微型计算机主要技术指标
CPU类型:决定微型计算机系统的档次。
字长:是指CPU一次最多可同时传送和处理的二进制位数,字长直接影响到计算机的速度、功能、用途和应用范围。如Pentium 4是64位字长的微处理器。
主频: 又称时钟频率,是指CPU内部晶振的频率,常用单位为兆赫兹(MHz)、千兆赫兹(GHz),它反映了CPU的基本工作节拍。一般使用CPU类型和时钟频率来说明计算机的档次。如Pentium 4-3.2G等。
运算速度:是指计算机每秒能执行的指令数。单位有MIPS(每秒百万条定点指令)、MFLOPS(每秒百万条浮点指令)。
微型计算机主要技术指标
存取速度:是指存储器完成一次读取或保存操作所需的时间,称为存储器的存取时间或访问时间。而连续两次读或写所需要的最短时间,称为存储周期。
内存和外存的容量:是指计算机中RAM和硬盘的容量,它反映了数据和程序的存储能力。RAM的容量越大,计算机的处理速度就越快;硬盘容量越大,则计算机中可存储的信息量就越大。目前许多软件运行时需要的RAM空间都比较大。

第三章 计算机软件
计算机软件是计算机系统的灵魂。通常我们使用计算机,实际上是在使用各种计算机软件来驱动计算机硬件完成我们要做的工作。随着计算机技术和应用需求的不断发展,计算机软件也日趋丰富与完善。本章将向读者讲述计算机软件的基本概念、作用和分类,进而介绍操作系统这一最重要的系统软件以及计算机程序设计语言和软件工程方法。
通过本章的学习,读者应能了解什么是计算机软件;理解操作系统的基本概念和功能,对几种常用的操作系统的概况和主要特征有一定的了解;理解程序设计语言及其翻译程序、了解算法与数据结构的概念;了解软件开发的基本过程。
3.1.1 什么是计算机软件
计算机软件(Computer Software)是指为运行、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。简言之,软件就是程序及其相关的文档。其中,程序是指按一定的功能和性能要求设计的计算机指令序列。用户使用计算机,实际上所面对的是经过若干层软件“包装”后的计算机,计算机的功能不仅由硬件系统决定,而更大程度上取决于所安装的软件系统。
? ? ? 计算机软件是典型的知识型、逻辑型产品,软件研制需要投入大量的、复杂的、高强度的脑力劳动。因此,软件具有版权,版权是授予程序作者或版权所有者某种独占权利的一种合法保护形式。版权所有者惟一享有复制、发布、出售、更改软件的诸多权利。
3.1.2 软件的分类
1. 系统软件
? 系统软件是用于控制和维护计算机的正常运行、管理计算机的各种资源、支持应用软件开发和维护、便于用户使用计算机而配置的各种程序。
系统软件的主要特征是:
(1)与具体的应用领域无关,具有计算机各种应用所需的通用功能;与计算机硬件系统有很强的交互性,要对硬件共享资源进行调度管理。
(2)系统软件中的数据结构复杂,外部接口多样化,用户能够对它反复使用。
系统软件包括操作系统(如Windows、Unix)、语言处理程序(如C、C++、Visual Basic等语言处理程序)、数据库管理系统(如Oracle、SQL Server)和各种实用程序(如诊断程序、排错程序)。其中操作系统是最重要的系统软件,它负责管理计算机系统的各种资源,提供人机交互接口,控制程序的执行。
2. 应用软件
? ? 应用软件是指针对应用需求设计的、用于解决各种不同具体应用问题的专门软件。例如办公软件、图像处理软件、财务管理系统等,都属于应用软件。
? ? 按照应用软件的开发方式和适用范围,可将应用软件再分为通用应用软件和定制应用软件两类。通用应用软件可以在许多行业和部门中共同使用。表3.1列出了常用的通用应用软件的功能和流行软件产品。定制应用软件是按照特定用户的应用要求专门设计的软件。如某企业的人事管理系统、某大学的教务管理系统等。
3.2.1 操作系统的概念
1. 操作系统的定义
? ? ? 操作系统(Operating System,简称OS)。它是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。操作系统在计算机系统中的地位。
? ? ? 操作系统是紧挨着硬件的第一层软件,是对硬件功能的首次扩充,统一管理和支持各种软件的运行,其他软件则是建立在操作系统之上的。任何计算机都必须在其硬件平台上加载相应的操作系统之后,才能构成一个可以协调运转的计算机系统。所以,没有操作系统,任何其他软件都无法运行。
2. 操作系统的作用
(1)管理系统中的各种资源
? ? ? 计算机系统的资源包括硬件资源和软件资源。所有硬件部件(包括CPU、存储器、输入/输出设备等)称为硬件资源,程序和数据等称作软件资源。操作系统就是资源的管理者,它负责在各个程序之间分配和调度资源,保证系统中的各种资源得以有效地利用。
(2)为用户提供各种服务功能和良好的用户界面
? ? ? 操作界面通常以命令行或图形界面方式提供给用户,早期操作系统提供的操作界面是命令行方式的(如MS-DOS,Unix-shell命令)。而自上世纪90年代后,操作界面主要是图形用户界面方式。图形用户界面(GUI)以窗口、图标、菜单和对话框的方式为用户提供使用界面,用户通过点击鼠标的方式进行相关的操作。这种方式易于理解、学习和使用,便于用户灵活、方便、有效地使用计算机。如:Windows 95/98/2000/XP、UNIX-X Window等。
3. 操作系统的特征
? 操作系统作为一种系统软件,有着与其他软件不同的特征,这些特征主要表现为:并发性、共享性和异步性。
? ? 并发性(concurrence) 。并发性是指两个或两个以上的活动在同一时间间隔内发生。操作系统的并发性是指计算机系统中同时存在相互独立的若干个运行着的程序,相互交替穿插在执行,并发性是在操作系统控制下实现的。
? ? 共享性(sharing)。 共享性指计算机系统中的资源(包括硬件资源和软件资源)可被多个并发执行的应用程序和系统程序共同使用,而不是被其中某个程序所独占。同样,系统资源的共享也是在操作系统控制下完成的。
? ? 异步性(asynchronism)。异步性又称随机性。在多道程序环境中,允许多个进程并发执行,并发活动会导致随机事件的发生。例如,程序执行的速度是不可预测的;作业到达系统?
3.2.2 操作系统的功能
1. 进程管理
? ? 进程管理又称处理器管理。处理器(CPU)是最宝贵的系统硬件资源。进程管理的主要任务是对CPU的时间进行合理分配、对CPU的运行实施有效管理,充分发挥CPU的效能。为提高CPU的利用率,现代操作系统中都允许同时有多个程序被加载到内存中执行,这样的操作系统称为多道程序系统。为了描述多道程序的并发执行,引入了进程的概念。所谓进程,简单的说,就是程序的一次执行过程。进程是操作系统进行资源调度和分配的单位。进程具有生命周期,有产生和消亡的过程。一个程序被加载到内存,系统就创建了一个进程,程序执行结束后,该进程也就消亡了。
2. 存储管理
? ? ?内存储器也是计算机的关键资源。操作系统的存储管理主要管理内存资源,对存储器进行分配、保护和回收,还要解决内存“扩充”问题,即提供“虚拟内存”。
? ? ?内存是CPU可以直接访问的存储器。一个进程要被CPU执行,必须先将其程序装入内存。内存的特点是存取速度快,但是价格较高。虽然目前的计算机所配置的内存容量已大大增加(如微型计算机的内存可配置到512MB甚至更多),但仍不能满足实际需要。为解决这一问题,操作系统采用了“虚拟内存”技术。所谓虚拟内存,即把一部分的外存空间(通常是硬盘)“模拟”为内存,将内存和外存结合起来管理,为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储空间。在进程运行过程中,当前使用的部分保留在内存,其他暂时不用的部分放在外存,操作系统根据需要负责进行内外存的交换。
3. 文件管理
? ?系统中的信息资源(程序和数据)是以文件形式存储在磁盘等外存储器上的。文件是有名的一组相关信息的集合。例如,一个Word文档、一个VB源程序、各种可执行程序等都是文件。文件管理的任务是有效地支持文件的存储、检索和修改等操作,解决文件的共享、保密和保护问题,以便用户方便、安全地访问文件。
(1)文件名?(2)文件属性(3)文件操作(4)目录结构(5)Windows文件系统
4. 设备管理
? 每台计算机都配备一定数量的外部设备,它们的操作方式各异,操作系统的设备管理就是负责对外部设备进行有效的管理。 ?
? 设备管理是指对计算机系统中的所有输入/输出设备的管理,包括根据设备分配原则对设备进行分配,使外部设备与主机并行工作,为用户提供简便快捷使用设备的方法等。为了提高设备的使用效率和整个系统的运行速度,操作系统通常采用中断、通道、缓冲和虚拟设备等技术,尽可能地发挥外部设备和主机并行工作的能力。用户使用设备管理提供的界面,不必涉及具体的设备物理特性即可方便灵活地使用外部设备。
5. 作业管理
? 作业管理的任务是为用户提供一个使用系统的良好环境,使用户能够有效地组织自己的工作流程,使整个系统高效地运行。
? 作业(Job)是指用户提交的任务,它包括用户程序、数据和作业控制说明。作业控制说明指出了用户对作业的运行要求,通常以作业控制语言(Job Control Language 简称JCL)或操作控制命令实现。
? 作业管理主要包括两个方面:
? ? (1) 通过作业控制语言或操作控制命令向用户提供实现作业控制的手段。JCL语句主要指定必须访问的输入数据集和运行所需要的资源。
? ? (2) 按一定的策略实现作业调度,为用户提供一个使用系统的良好环境,有效地组织其工作流程,使整个系统高效地运行。
3.2.3 常用操作系统
1. Windows操作系统
? Windows是由微软公司开发的操作系统,它提供多任务、图形用户界面以及统一的应用程序接口。Windows是系列产品,Windows在其发展过程中不断推出新的版本,主要包括Windows3.X、Windows 95/Me/98、Windows 2000、Windows XP、Windows NT和Windows 2003等。表3.3列出了Windows主要的版本名称及发布的时间。
(1)Windows 9X
(2)Windows NT和Windows 2000
(3)Windows XP
(4)Windows Server 2003
2. Unix操作系统
? Unix是历史最悠久的通用操作系统。它是由贝尔实验室开发的功能强大的多任务、多用户、交互式、分时操作系统。自1970年Unix第一版问世以来,已研制出了许多新的以Unix系统为基础的操作系统软件,包括微型计算机、小型计算机以及大型计算机上的各种Unix系统,以及用于计算机网络和分布式计算机系统上的Unix系统等。目前的产品主要有IBM-AIX、SUN-Solaris、HP-Unix等。Unix系统是国际上使用最广泛、影响最大的主流操作系统之一。
? Unix系统具有结构简练、功能强大、完备的网络功能、稳定性和可靠性强、可移植性好、可伸缩性和互操作性强、系统安全性强等特点。
3. Linux操作系统
? Linux是一套源代码公开的免费操作系统,其内核源代码可以免费自由传播。它具有与UNIX同样的稳定性、强大的功能和良好的性能。Linux还有一项最大的特色在于源代码完全公开,在符合GNU GPL(General Public License)的原则下,任何人皆可自由取得、散布、甚至修改源代码。正因为此,吸引了越来越多的商业软件公司和UNIX爱好者加入到Linux系统的开发行列中,使得Linux不断地向高水平、高性能发展。在各种平台上使用的Linux版本不断涌现。目前世界上许多ISP已把Linux作为主要的操作系统之一。
? Linux版本众多,开发商利用Linux的核心程序,再加上实用程序,就形成了各种Linux版本。目前主要流行的版本有Red Hat Linux、Turbo Linux、SuSE Linux、红旗Linux和蓝点Linux等。
3.3.1 系统软件的安装?
以Windows XP系统的安装过程为例介绍操作系统的安装方法。Windows XP存于一张自启动光盘上。在冷启动计算机时,按住Del键进入BIOS,设置计算机从光驱启动,保存更改退出后,计算机将从光驱启动读取光盘上的程序。
(1)屏幕出现“Windows Setup”,并进行系统安装的初始化,
(2)经过数十秒,完成安装前的初始化工作,屏幕出现“Windows XP Professional安装程序”。根据屏幕内容提示,按下“回车”键,准备安装Windows XP。这时,屏幕出现“Windows XP 许可协议”,只有按下“F8”同意该许可协议,系统才能继续安装。?
(3)接下去按提示进行硬盘分区和格式化操作。如果当前硬盘已经在分区,但需要改变现有分区的结构,可直接跳至第(4)步;如果当前硬盘已经正常分区,并且无需改变当前的分区结构,可直接跳至第(5)步;如果当前硬盘没有分区,则要先进行硬盘分区,操作方法是:首先按下键盘“C”键,对未划分的空间创建磁盘分区。这里需要注意的是,安装和运行Windows XP需要大约1.8G的分区空间(建议3.0G或更高),所以创建用于安装Windows XP系统的分区,其大小不能小于1.8G。
? 然后输入所需创建的磁盘分区大小(容量),本例中输入的容量是20440,如图3.15所示。输入后,按“回车”键确认。
4)如果需要改变现有分区的结构,则按如下操作:使用上移或下移方向键选择要更改的分区名称,按键盘“D”键,准备对当前分区进行删除操作。当屏幕出现如图3.16所示的确认删除界面后,按“L”键确认删除(若按下“Esc”键表示取消删除操作)。按下“L”键后,当前分区将被删除,并且该分区的所有数据将全部丢失,成为未划分的空间。然后可按第(3)步操作,创建新的分区。
(5)选择一个已存在的分区,按下“回车”键,准备在该分区中安装Windows XP系统。如前所述,所选择的分区大小必须超过1.8G。确认所选的分区后,对所选择的分区进行磁盘格式化操作。根据如图3.17所示的屏幕提示,可选择NTFS或FAT32两种分区格式。建议采用NTFS格式,它具有更高的安全性和稳定性。
(6)完成格式化后,系统将自行复制安装所需的文件。至此,系统安装的初始化工作完成,并自动重启计算机。
(7)下面进入Windows XP的图形界面安装过程,这是向导式的安装过程,如图3.18所示。安装程序将安装系统文件、设置区域和语言选项,这一步可以设置我们需要的输入法,以及数字、货币及日期的显示方式等。一般采用默认的设置即可,如图3.19所示。鼠标单击“下一步”。
(8)在图3.20所示的对话框中相应的输入框中输入用户姓名及工作单位,鼠标单击“下一步”。在图3.21所示的对话框中相应的输入框中输入操作系统产品序列号,鼠标单击“下一步”。
(9)在图3.22所示的对话框中相应的输入框中输入计算机名及系统管理员密码,建议输入的密码长度在6位以上,鼠标单击“下一步”。在图3.23所示的对话框中设置当前系统的日期及时间,鼠标单击“下一步”。
(10)在图3.24所示的对话框中进行网络配置,一般情况下,选择“典型设置”即可。如果您了解自己使用的计算机网络环境,也以可选择“自定义设置”,手工对IP及网关等进行设置。完成设置后,鼠标单击“下一步”。
(11)在图3.25所示的对话框中设置工作组或计算机域,一般也选择默认设置即可。设置完成后,鼠标单击“下一步”。
(12)在系统收集完所需信息后,将用约25分钟的时间自行安装,直至整个安装过程结束,并重新启动计算机。
(13)计算机重启完成,进入Microsoft Windows XP操作系统的欢迎页面。这时,将对系统进行最后一系列的设置:包括检查Internet连接;进行注册以获得Microsoft的产品更新、事件、促销等通知信息等;配置使用该计算机的用户信息等。
(14)下一步接着安装主板驱动程序、集成声卡、集成网卡、集成显卡等程序。一般情况下这些程序都在一张主板光盘上。这张光盘也是自启动的,同样按照主窗口上的菜单提示,轻点鼠标即可。?
至此,Windows XP便安装完成了?
3.3.2 应用软件的安装?
应用软件种类繁多,但安装方法大致相同。通常,如果应用软件附有说明文件或者是readme等文件,最好先行阅读,以对该软件的特性等做个了解。在安装之前,先按以下要点找到软件安装主文件:
?(1)如果只有一个文件,扩展名为EXE,那么安装程序就是该文件。
?(2)如果是RAR、ZIP等压缩文件扩展名,则需要先解压后再下一步。
?(3)如果安装程序目录中有很多文件,就需要找到安装的主文件。一般来说,安装主文件名为 setup.exe 或者是 install.exe。
?(4)如果没有上面两个文件,则需要找其他的EXE文件,例如:auto.exe等,或者根据软件的名称找EXE文件(例如:FlashSaverV2.exe)。
以Office 2003的安装为例说明应用软件的安装方法。
(1)将Microsoft Office 2003 安装光盘放入光驱中,一般情况下,安装程序将自动运行。如果没有自动运行,可以按如下操作:鼠标双击桌面“我的电脑”图标(或者鼠标单击“开始”菜单,单击“我的电脑”图标),鼠标右击装入Microsoft Office 2003 光盘的光驱盘符,单击“自动运行”。安装程序开始执行,出现如图3.27所示的安装画面。
(2)安装程序初始化完成,要求用户输入用户名及单位名称,如图3.28所示。确认相应的信息后,单击“下一步”继续。
(3)选择需要安装的office组件,如图3.29所示。若选择“典型安装”,安装程序将自动安装Microsoft Office最常用的组件。建议一般用户使用该默认选项即可。若选择“自定义安装”,用户可对所要安装的组件进行详细设置。这里以详细设置为例,选择好“自定义安装”,单击“下一步”继续。
(4)如图3.30所示,可自定义安装所需组件:如Word、Excel、PowerPoint、Outlook等。若勾选了“选择应用程序的高级自定义”,可对需安装的Office组件进行更详细的设置。这里以选中该选项为例,单击“下一步”继续。
(5)对所需安装的Office组件进行高级自定义?
(6)确认高级自定义的各个选项后,单击“安装”,如图3.32所示。安装程序显示出当前将要安装的Office组件信息摘要,若确认无误,单击“下一步”继续,若不满意当前设置,可单击“上一步”重新进行安装组件设置。
(7)系统将进行安装,根据所选择组件的多少,安装过程将持续数分钟时间。
(8)安装完成后,将出现如图3.33所示的界面,若勾选“检查网站上的更新程序和其他下载内容”,则进行组件及安全更新。单击“完成”,即可结束整个Microsoft Office 2003的安装过程。
? Office软件安装完成后,进入Microsoft Office程序组,即可运行Word、Excel等软件。
3.3.3 软件卸载?
在不需要某个应用软件,或该软件运行不正常、或升级到新版本需要重新安装时,就需要执行“卸载”操作。
? 在Windows环境下,一般的拷贝就直接能使用的程序通常不需要注册,这类软件的卸载只要直接删除文件即可。但需要安装的程序大部分都需要在Windows中的注册表中注册。此外,软件安装中,安装程序在释放压缩包时,除了会解压文件到指定的位置外,还会在Windows的系统目录下释放很多文件(主要是管理文件、DLL和其他系统文件等)。所以在将这个软件卸载时不能直接删除这个软件,卸载这类软件主要有两条途径:
1. 通过该软件提供商的卸载程序进行操作
? 通常情况下,大多数应用程序都附带有“卸载”组件,直接使用其下载程序进行卸载即可。操作方法:从“开始”?“所有程序”菜单中选择到需要删除的应用程序项,点击其中的“卸载XXX”(英文是UninstallXXX)后,将自动删除该软件的所属内容。
2. 通过“控制面板”中的“添加/删除程序”进行卸载?
? 有些程序未附带卸载组件,不能使用上述方法时,则通过操作系统中的卸载功能进行删除。操作方法:进入“控制面板”中的“添加/删除程序”,点选“更改或删除程序”页面,选择所要删除的软件,点击该软件右下方的“更改/删除”,即可开始卸载工作。
3.4.1 程序设计语言分类
1.机器语言
? 机器语言也称二进制语言,它是使用计算机指令系统的程序语言。以机器语言编写的程序全部由二进制机器指令组成,是惟一能被计算机直接执行的指令序列。机器指令通常由操作码和操作数组成。机器语言的特点是:
(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高。
(2)机器语言不易理解和记忆,因此编写机器语言程序很繁琐、难度大、容易出错,程序也难于修改与维护。
(3)通用性差,不同计算机有不同的机器语言。?
2. 汇编语言
? 为了提高编程效率,人们设计了汇编语言。汇编语言中用助记符来代替机器指令的操作码和操作数,如用ADD表示加法,SUB表示减法等。因此,汇编语言的每条指令的含义都比较明显。汇编语言的特点是:
(1)与机器语言相比,汇编语言含义明确,可理解性好,记忆较容易。
(2)汇编语言程序不能被硬件直接执行,需要通过“汇编程序”的汇编,将其“翻译”为机器代码才能被硬件执行。
(3)汇编语言仍是面向机器的编程语言,不同的计算机系统有不同的汇编语言。
(4)编程仍然很繁琐、难度大,程序仍难于修改与维护。
3. 高级语言
? 机器语言和汇编语言难于使用、编程效率低、程序的可维护性低,并且很难移植。为了克服这些缺点,人们发明了一系列更接近自然语言和更接近数学语言的程序设计语言,统称为高级语言。高级语言由表达各种意义的“词”、“数学公式”及特定的语法规则等组成。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)。使用较多的高级语言有BASIC、FORTRAN、COBOL、PASCAL、C、C++、JAVA等。高级语言的特点是:
(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。
3.4.2 数据类型和程序基本结构
高级语言种类很多,但其基本成分大致相同,包括四种主要成分:(1)数据成分,用于描述程序处理的数据对象,主要包括数据类型、常量、变量等;(2)运算成分,用于描述程序中的运算,包括运算符、表达式等;(3)控制成分,用于描述程序的流程控制结构,包括条件、循环语句等,高级语言的控制结构通常包括顺序、分支和循环三种;(4)输入/输出成分,用于描述数据的输入/输出操作。本节将以Visual Basic(简称VB)为例,介绍数据类型和三种程序的基本结构。
1. 数据类型
? 数据是程序的操作对象,具有名称、类型等特征。名称是数据对象的标识,数据类型表明数据对象的取值形式和存储形式。
? VB具有丰富的数据类型。VB中数据类型多达11种,包括Integer、String、Boolean、Date等。不同的数据类型具有不同的值集和存储形式。
(1)String数据类型
? String用于存放字符串,有定长和变长两种。可变长度的字符串随着对字符串赋予新值,其长度可以增减。例如,变量名name是变长字符串:
Dim name As String
name = "ZhangMing" ? ?' 将名为name的变量的值置为“ZhangMing”
2)Date数据类型
Date用于存储日期和时间,日期时间值必须用一对“#”括起来。例如,以下都表示2006年8月18日数据:
Dim birthday As Date ? ? ? ? ? ? ?' 定义名称为birthday的日期时间型变量
birthday = #8/18/2006# ? ? ? ? ? ? ' 将名为birthday的变量的值置为#8/18/2006#
birthday = #2006,8,18#
birthday = #Aug 18,2006#
birthday = #18 Aug 2006#
3)Variant数据类型
Variant是可变类型,可以存储所有类型的数据。在没有说明变量的数据类型时,其数据类型为Variant类型。例如:
Dim v1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ' v1是Variant类型变量
v1 = 15 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ' v1的值为15
v1 = "abc" ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ' v1的值为"abc"
2. 程序基本结构
? 结构化程序设计方法有三种基本控制结构,即:顺序、分支和循环结构,任何算法功能都可以通过三种基本结构的程序模块组合而成。
? 在用VB说明上述三种基本程序控制结构之前,先简介VB应用程序开发步骤和VB语句。在VB中开发应用程序的一般步骤如下:
(1)创建应用程序界面。VB是一种可视化程序设计语言,它采用可视化图形用户界面开发方法,只要将预先建立的各种对象拖放到窗口、并设置各个对象的属性,就可以快速建立应用程序的界面。
(2)编写对象响应的程序代码。界面设计完后就要通过“代码编辑器”窗口来编辑程序代码,实现程序的功能。
(3)保存文件。通过“文件”菜单中的“保存工程”命令项将属于应用程序的各文件进行保存。
(4)运行和调试程序。通过“运行”菜单中的“运行”或“调试”完成程序的运行或调试。
? 高级语言程序由一系列的语句构成,语句是构成VB程序的最基本成分。VB的语句包括赋值语句、控制语句等。例如之前出现的:
v1 = 15 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ' v1的值为15
即为赋值语句,而“' v1的值为15”为程序的注释。
控制语句的作用为进行程序流程的控制,实现上述的三种程序结构。
(1)顺序结构
? 顺序结构就是各语句按出现的先后次序执行。顺序结构中可包含任意的语句和操作。
(2)分支结构
? VB中实现分支结构的语句有2个:If语句和Select Case语句。
(3)循环结构
? VB中实现循环结构的语句有2个:Do语句和For语句。?
3.4.3 算法和数据结构
(1)算法的概念
?算法是程序的“灵魂”,它是为了解决某类问题而规定的一个有限长的操作序列。计算机对数据的操作可以分为数值性和非数值性两种类型。在数值性操作中主要进行的是算术运算;而在非数值性操作中主要进行的是检索、排序、插入、删除等。
算法应具有下列五个特性:
有穷性:一个算法必须在执行有穷步之后结束。
确定性:算法中的每一步运算都必须有确切的含义,即每一步运算应执行何种操作,必须是清楚明确的,不会产生二义性。?
可行性:算法中描述的每一步操作都可以通过已有的基本操作执行有限次实现。
输入:一个算法应该有零个或多个输入。
输出:一个算法应该有一个或多个输出。这里所说的输出是指与输入有某种特定关系的量。
(2)算法的描述
选择算法描述语言的基本准则如下:
语言应具有描述数据结构和算法的基本功能;
语言应尽可能地简捷,以便于掌握、理解;
所描述的算法应能够较容易地转换成程序。
常用的算法描述方法包括自然语言、流程图、伪语言
和高级语言4种,其中伪语言描述算法最为常用,如“C”、“类Pascal”等伪语言。
(3)算法的分析
正确性、可读性、健壮性、时间与空间效率。
数据结构
? 数据是算法加工的对象和结果,数据可以是一些简单的量,但大多数的应用中数据是由较复杂的量构成,这些量之间存在着某些逻辑上的联系。这种联系就是“结构”。可以给“数据结构”作一个简单的定义,数据结构是研究程序设计中数据对象以及它们之间关系和运算的一个专门学科。具体地说,数据结构的研究内容包括三个方面,即数据的逻辑结构、数据的存储结构以及在数据之上定义的运算集合。
3.4.4 语言处理系统
语言处理系统通常包括以下组成部分:
(1)正文编辑程序:用于建立和修改源程序文件。
(2)翻译程序:将源程序翻译成目标程序。
(3)链接编辑程序:将多个分别编译或汇编过的目标程序和库文件进行组合,从而形成可执行程序。
(4)装入程序:将目标程序装入内存并启动执行。
? 按照不同的翻译处理方法,可把翻译程序分为三类,即汇编程序、解释程序和编译程序。
1. 汇编程序(Assembler)
? 汇编语言指令与机器语言指令大体上是一致的,因此汇编程序的翻译工作基本上是一一对应的翻译,较为简单 。
2. 解释程序(Interpreter)
? 解释程序按源程序中指令(或语句)的执行顺序,逐条翻译并立即执行相应功能的处理程序(相当于口译)。
3. 编译程序(Compiler)
? 编译程序要对源程序进行一遍或多遍扫描,最终形成一个可以在计算机系统中执行的目标程序,其翻译过程相当于笔译。 ?
3.5.1 软件工程概述
(1)软件开发方法
? 常用的软件开发方法有:面向数据流设计方法SD、面向数据结构设计方法JDM和面向对象设计方法OOD。?
(2)软件工具
? 软件工具(Softwere Tools)是指帮助开发和维护软件的软件,也称软件自动工具(Software Automated Tools)。
(3)软件开发环境
? 软件开发环境是软件方法和工具的结合,其定义是:软件开发环境是相关的一组软件工具集合,它支持一定的软件开发方法或按照一定的软件开发模型组织而成。
(4)软件工程管理学
? 软件工程管理就是对软件工程生存期内的各阶段的活动进行管理,实现按预定的时间和费用成功地完成软件的开发和维护。
3.5.2 软件开发
软件生命周期的各阶段,一种较为公认的划分是将其分为问题定义、可行性研究、需求分析、总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试和维护等几个阶段,各阶段的主要任务分别是:
(1)问题定义主要给出需要解决问题的性质、目标和规模的说明。
(2)可行性研究主要论证问题是否是可以<

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