【正文】 第 1章 概論 隨著計算機硬件的不斷發(fā)展，計算機語言也在不斷地更新?lián)Q代，同時，人們在實踐中也不斷地總結出大量算法。本章對計算機系統(tǒng)的組成以及計算機軟件技術進行了簡要的介紹 本章主要內容： 計算機系統(tǒng)的發(fā)展和軟件的分類 計算機語言處理程序 計算機軟件技術 軟件開發(fā)的環(huán)境和方法 計算機系統(tǒng)的發(fā)展 ? 自從 1946年 2月世界上第一臺計算機（ ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學問世以來，在短短的幾十年里，計算機系統(tǒng)經(jīng)歷了巨大的變革。習慣上根據(jù)計算機系統(tǒng)所采用的硬件技術來劃分計算機技術的發(fā)展階段。 ? 從 1946年到 20世紀 50年代后期（ 1946～ 1957），計算機系統(tǒng)的主要元器件采用電子管，因此稱為電子管計算機時期。其特點是體積大、功耗高、運算速度低。如 ENIAC占地170m2,重達 30t，功耗為 140kW，有 18000多個電子管，每秒鐘能運行 5000次加法運算。這一階段，計算機主要用于軍事、國防等尖端技術領域。在此期間，馮 諾依曼等人提出了存儲程序的概念，為以后的計算機發(fā)展奠定了基石。 IBM公司 1954年推出的 IBM650是第一代計算機的代表。 ? 從 20世紀 50年代后期到 60年代中期（ 1957～ 1964），計算機系統(tǒng)所采用的主要元器件是晶體管，因此稱為晶體管計算機時期。自從 1947年晶體管在貝爾實驗室誕生以后，引發(fā)了一場影響深遠的電子革命。體積小、功耗低、價格便宜的晶體管代替了電子管，這不僅大大提高了計算機系統(tǒng)的性能，同時使計算機技術在科研、商業(yè)領域內廣泛地應用。第二代計算機除主要元器件采用晶體管以外，其存儲技術、操作系統(tǒng)及高級語言也隨之出現(xiàn)，大大拓展了計算機的應用領域。這一時期計算機的主要代表有 DEC公司 1957年推出的PDPI、 IBM公司 1962年推出的 7094以及 CDC公司 1964年研制成功的 CDC6600。 1969年 CDC公司研制的 CDC7600平均速度達到每秒鐘千萬次浮點運算。 ? 60年代中期集成電路的出現(xiàn)，宣告了第三代計算機時期的來臨。因為第一代、第二代計算機均采用分離器件組成，成本高、體積大是不可避免的。采用集成電路之后，使得計算機的制造成本迅速下降，同時由于邏輯電路和存儲器件的集成化，大大地提高了計算機的運算速度，功耗也隨之下降。這一時期的計算機代表是 IBM公司的 system/360及 DEC公司的 PDP8。這一時期為 1965～ 1971年。 ? 70年代初期到 70年代后期（ 1972～ 1978），這一時期為大規(guī)模集成電路時期（ LSI）。隨著半導體存儲技術的出現(xiàn)，迅速取代了磁心存儲器，計算機的存儲器向大容量、高速度的方向飛速發(fā)展。使得計算機集成電路的集成力度也越來越大，于是便出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路。 ? 隨著就進入了超大規(guī)模集成電路的計算機時代。這一時期，軟件和通信的重要性也逐漸上升，成為和硬件一樣舉足輕重的因素。同時計算機系統(tǒng)結構的不斷改進對計算機系統(tǒng)的性能也產(chǎn)生了巨大的影響（中斷系統(tǒng)、 Cache存儲器、流水線技術及 RISC技術等等）。 ? 計算機技術的發(fā)展日新月異，從單機系統(tǒng)到多處理器，從多處理器到分布式處理器。隨著網(wǎng)絡和通信技術的發(fā)展，計算機系統(tǒng)的應用領域也越來越廣泛，目前，計算機已滲透到國防、教育、科研、商業(yè)、通信、金融、辦公、自動化等領域。越來越成為與人們不可分割的輔助工具。 軟件與軟件的分類 ? 1．軟件 ? 計算機軟件是指揮計算機工作的程序和程序運行時所需的數(shù)據(jù)，以及和這些程序和數(shù)據(jù)有關的文檔。計算機軟件是計算機系統(tǒng)的一個組成部分，早期的軟件主要是指程序，程序的開發(fā)采用個體工作方式，效率低，規(guī)模小。隨著計算機技術的飛速發(fā)展和應用領域的不斷拓寬，軟件在計算機系統(tǒng)中的地位越來越重要。軟件所要求的功能及規(guī)模也越來越大。 ? 2．軟件的分類 ? 計算機軟件根據(jù)其功能劃分： ? （ 1）系統(tǒng)軟件：它主要是用來管理、監(jiān)控和維護計算機的軟件及硬件資源。主要有操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理軟件及編譯程序。 ? （ 2）支撐軟件：是協(xié)助用戶開發(fā)的工具軟件。 ? （ 3）應用軟件：是在特定領域里開發(fā)的，為特定目標服務的一類軟件。現(xiàn)在，幾乎所有領域都在使用計算機，因而為這些領域服務的軟件種類繁多。 ? 按軟件的工作方式劃分： ? （ 1）實時處理軟件：時實處理軟件是在事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時立即予以處理，并及時反饋信息，控制和監(jiān)測處理及時的軟件。一般包括采集、分析和輸出三個部分。 ? （ 2）分時處理軟件：分時處理軟件是允許多個用戶聯(lián)機使用計算機，系統(tǒng)把處理機時間輪流地分配給各聯(lián)機用戶。 ? （ 3）交互式軟件：交互式軟件是指能實現(xiàn)人機通信的軟件。這類軟件能實現(xiàn)接收用戶輸入的信息，并將處理結果輸出給用戶。 ? 4）批處理軟件：批處理軟件是把一組輸入的作業(yè)或數(shù)據(jù)成批地進行處理地方式一次運行，按順序一個個地處理完這些作業(yè)。 ?按其規(guī)模劃分： ?（ 1）微型 ?（ 2）小型 ?（ 3）中型 ?（ 4）大型 ?（ 5）甚大型 ?（ 6）極大型 計算機語言和語言處理程序 ? 程序設計語言分為兩大類：低級語言和高級語言。 ? 低級語言是每類計算機所固有的計算機能直接識別的語言。用機器語言編寫程序需要對機器的結構有較多的了解，且編寫的程序可讀性差、不易理解和維護修改。為了提高編程效率，人們想到了用助記符來代替機器指令，于是就出現(xiàn)了匯編語言。然而匯編語言仍然是和機器語言十分接近的語言，離人們的慣常思維還是相差甚遠。于是就出現(xiàn)了高級語言。而高級語言并非計算機能直接識別的。所以它需要某種能將高級語言所編寫的程序翻譯給計算機的中間處理程序。這就是所說的“語言處理程序”。目前的語言處理程序主要分為兩類：編譯程序和解釋程序。 計算機語言概述 ? 計算機語言分為低級語言和高級語言兩大類。 ? 低級語言又稱面向機器的語言，是特定的計算機所固有的語言，用機器語言進行程序設計需要對機器有較多的了解。用機器語言寫出的程序