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1、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)概述1．1計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)涉及的內(nèi)容計(jì)算機(jī)的應(yīng)用是非常廣泛的，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、教育、商業(yè)、國防、行政管理，直至家庭和個(gè)人等各個(gè)領(lǐng)域。一般又分為科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過程控制和人工智能幾大類。為了把計(jì)算機(jī)用于解決某類具體問題，應(yīng)包含建立模型、提出解題的方法及編制應(yīng)用程序，并在計(jì)算機(jī)上處理以得到預(yù)期的結(jié)果。軟件部分著重研究的是在機(jī)器一級的程序及有關(guān)數(shù)據(jù)的表示方法、控制程序執(zhí)行的方案，以及對計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行處理和管理計(jì)算機(jī)資源與操作過程的各種程序及實(shí)現(xiàn)技術(shù)。這些研究包括：①程序設(shè)計(jì)語言；②編譯技術(shù)；③
2、操作系統(tǒng)及實(shí)用程序；④數(shù)據(jù)庫技術(shù)；⑤軟件工具及實(shí)現(xiàn)技術(shù)等方面。對應(yīng)用問題的求解，首先必須解決的問題是清晰地描述問題。在現(xiàn)代的軟件開發(fā)中采用了逐步求精等程序設(shè)計(jì)方法，提出軟件工程的概念，即以工程的手段、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護(hù)軟件。確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，它們涉及程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)。如果對應(yīng)用問題能細(xì)化到這一步，則就可以用某種程序設(shè)計(jì)語言來編寫程序了。所以，在軟件開發(fā)方法和技術(shù)方面包括軟件工程、程序設(shè)計(jì)方法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等內(nèi)容。綜上所述，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)應(yīng)涉及以下內(nèi)容：計(jì)算機(jī)軟件及軟件開發(fā)方法與技術(shù)涉及的內(nèi)容是
3、非常豐富的，它的每一個(gè)方面都是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的重要分支。1.2計(jì)算機(jī)軟件概述計(jì)算機(jī)由硬件和軟件兩大部分組成。硬件主要研究機(jī)器的組成和邏輯設(shè)計(jì)。它包括中央處理機(jī)、主存貯器、外部設(shè)備等部件。軟件是程序、數(shù)據(jù)及有關(guān)文檔資料的集合。例如，操作系統(tǒng)、匯編程序、編譯程序、診斷程序、專用程序包、程序庫程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、各種維護(hù)使用手冊、程序說明和框圖等都是軟件。計(jì)算機(jī)軟件自20世紀(jì)50年代到目前的發(fā)展過程中在以下四大領(lǐng)域中有重大的進(jìn)展：1.程序設(shè)計(jì)語言及語言處理；2.操作系統(tǒng)；3.數(shù)據(jù)設(shè)置與處理；4.軟件工具；5.技術(shù)和
4、規(guī)定。程序設(shè)計(jì)語言是用戶用來編寫輸入到計(jì)算機(jī)的程序所使用的語言。當(dāng)問題能清晰地描述時(shí)，就可以用程序設(shè)計(jì)語言來編寫程序了。但從便于用戶書寫的語言形式到計(jì)算機(jī)能夠理解的機(jī)器語言的轉(zhuǎn)換還需要語言翻譯(編譯)系統(tǒng)。在研制編譯系統(tǒng)時(shí)，重點(diǎn)是提供快速翻譯和產(chǎn)生高效目標(biāo)代碼的技術(shù)。操作系統(tǒng)是控制計(jì)算機(jī)工作流程和管理計(jì)算機(jī)軟件、硬件資源的系統(tǒng)程序。它能使計(jì)算機(jī)以順序或并行的方式處理用戶提交的算題任務(wù)；或以交互式或聯(lián)機(jī)方式進(jìn)行處理，并提供極為方便的手段讓用戶使用計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)涉及多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)、分時(shí)技術(shù)、資源的分
5、配與調(diào)度等極為豐富的內(nèi)容。數(shù)據(jù)設(shè)置與處理是指用來處理大量數(shù)據(jù)的工具與技術(shù)。它涉及描述文件與單個(gè)記錄的工具與技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序、分類、查詢、計(jì)算并產(chǎn)生各種報(bào)表。目前，這方面有較為成熟的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。第四個(gè)領(lǐng)域是軟件工具。研制軟件工具的目的是使軟件開發(fā)過程“自動化”。軟件工具按功能可劃分為：說明工具系統(tǒng)、設(shè)計(jì)工具系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)工具系統(tǒng)、維護(hù)工具系統(tǒng)、管理工具系統(tǒng)。例如：結(jié)構(gòu)化編輯器、源程序調(diào)試器都是軟件工具。另外，編譯程序也是一種翻譯工具。這些軟件工具與操作系統(tǒng)及實(shí)用程序一起組成了軟件開發(fā)環(huán)境。軟件開發(fā)方法與技術(shù)軟件
6、研制過程與軟件工程概述(一)軟件研制過程中的問題在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，有大量的科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和各種應(yīng)用領(lǐng)域中的實(shí)際問題需要求解。為此，首先必須提出問題，弄清楚要研究的對象；然后給出對問題的形式化定義和求解方法的形式描述。對問題的形式化定義叫數(shù)學(xué)模型，而對問題求解方法的形式描述稱為算法。做到這一步就可以利用計(jì)算機(jī)求解問題了。例如，要解決輪船最少航行費(fèi)用問題。假設(shè)以勻速v航行的輪船，每小時(shí)燃料費(fèi)用為C元，每小時(shí)管理費(fèi)用為M元，經(jīng)過航程為L，欲使總航行費(fèi)用最少，航行速度v應(yīng)取何值?這是一個(gè)實(shí)際問題。為了
7、能使航行費(fèi)用最少，需要找出該問題的形式化描述。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，可以得出，勻速航行的輪船，其每小時(shí)的燃料費(fèi)與速度的立方成正比。即有：C=kv3(k為比例系數(shù))航行總費(fèi)用x由下式?jīng)Q定(t為總航時(shí))x=t(C+M)=L/v(kv3+M)欲使x為最小值，求其對v的導(dǎo)數(shù)，并使之等于零。此即為最少航行費(fèi)用的數(shù)學(xué)模型。dx/dv=(2KL/v^2)(v^3-M/2k)=0上式在V=(M/2k)^1/3時(shí)成立。這樣可以得到為使總航行費(fèi)用最少時(shí)所應(yīng)取的航行速度v。所以，用計(jì)算機(jī)解題時(shí)，首先是提出問題，然后建立數(shù)學(xué)模型，確定算法
8、。確定算法后就可以編程、上機(jī)調(diào)試、運(yùn)行，最后得到結(jié)果，再經(jīng)分析整理后存檔。這一解題過程可用圖表示。計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后的相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，人們在編制程序或開發(fā)軟件系統(tǒng)時(shí)，往往一個(gè)人或幾個(gè)人按各自的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，這實(shí)際上是一種手工作坊式的生產(chǎn)方式。以這種方式研制的軟件，其周期長、費(fèi)用高，而且質(zhì)量低下、可靠性得不到保證。到60年代中期，計(jì)算機(jī)進(jìn)入到集成電路時(shí)代，大批功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)進(jìn)入市場，高級語言蓬勃興
