计算机软件系统
内容提要:
程序设计语言翻译系统
操作系统
办公软件
工具软件
计算机软件可分为系统软件、应用软件和实用工具软件三大类。系统软件是计算机系统中最接近硬件的一层软件,它与具体的应用领域无关。计算机系统中的其他软件一般都通过系统软件发挥作用。在使用计算机的过程中需要许多应用软件和工具软件来为我们服务,了解并学会使用这类软件是很有必要的。本章将介绍程序设计语言翻译系统、操作系统、办公软件以及几种常用的工具软件。对办公软件仅作简单介绍。
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程序设计语言翻译系统
计算机硬件只能识别并执行机器指令,但人们普遍习惯于使用高级程序设计语言或汇编语言来编写程序。为了让计算机能够理解高级程序设计语言或汇编语言并执行用它编写的程序,必须要为它配备一个“翻译”,这就是所谓的程序设计语言翻译系统。
程序设计语言翻译系统是一类系统软件,它能够将使用某一种源语言编写的程序翻译成为与其等价的使用另一种目标语言编写的程序。使用源语言编写的程序称为源程序,使用目标语言编写的程序称为目标程序。源程序是程序设计语言翻译系统加工的“原材料”,而目标程序则是程序设计语言翻译系统加工的“最终产品”。
程序设计语言翻译系统大致上可以分成三类:汇编语言翻译系统、高级程序设计语言编译系统和高级程序设计语言解释系统。这些翻译系统之间的不同之处主要体现在它们生成计算机可以执行的机器语言的过程中。
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汇编语言翻译系统
汇编语言翻译系统的主要功能是将用汇编语言书写的程序翻译成用二进制码0或1表示的等价的机器语言,形成计算机可以执行的机器指令代码。汇编程序的具体翻译工作有如下几步:
用机器操作码代替符号化的操作符
用数值地址代替符号名字
将常数翻译为机器的内部表示
分配指令和数据的存储单元
汇编语言程序
二进制机器语言程序
汇编程序翻译器
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高级程序设计语言编译系统
高级程序设计语言编译系统是将用高级语言书写的源程序翻译成等价的机器语言程序或汇编程序的处理系统,也称为编译程序。它以高级语言书写的程序(称为源程序)作为输入,以机器语言或汇编语言表示的程序(称为目标程序)作为输出,它的最终任务是产生一个可在具体计算机上执行的目标程序。由于编译程序的设计原理与方法同样也可以用于解释程序。所以在计算机科学技术专业的培养计划中,通常仅讲述程序设计语言编译原理。
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图4-2用C语言编写的源程序
#include <>
main()
{ int i, num;
float sum;
printf ("Enter numbers:\n");
sum=0;
for (i=0; i<10; i++)
{
scanf ("%d", & num);
sum=sum+num;
}
printf("sum=%\n", sum);
printf("Average=%\n", sum/);
}
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编译程序结构图
词法分析
语法分析
中间代码生成
优化
目标代码生成
源程序
目标代码生存
表
格
管
理
出
错
处
理
单词
语法单位
中间代码
优化后的中间代码
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编译程序结构五道“工序”
词法分析程序:它的功能是扫描以字符串形式输入的源程序,识别出单词并将其转换为机内表示形式
语法分析程序:它的功能是对单词进行分析,按照语法规则分析出语法单位,如表达式、语句、程序等
中间代码生成程序:它的功能是将语法单位转换为某种中间代码
优化程序:负责对中间代码进行优化,使生成的目标代码在运行速度、存储空间方面具有较高的质量
目标代码生成程序:功能是将优化后的中间代码转换为目标程序
每一道“工序”中,有可能需要使用各种表格来记录和查询必要的信息,或者需要进行出错处理,这些任务将由表格管理程序和出错处理程序来完成。
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高级程序设计语言解释系统
高级程序设计语言解释系统是按照源程序中的语句的动态顺序逐条翻译并立即执行相应功能的处理系统。
源程序
解释系统
(逐句解释、执行)
原始数据
结果
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高级程序设计语言解释系统(续)
解释程序的工作过程如下:
由总控程序完成初始化工作。
依次从源程序中取出一条语句进行语法检查,如有错,则输出错误信息;如通过了语法检查就根据语句翻译成相应的指令并执行它。
检查源程序是否已全部解释执行完毕,如果未完成则继续解释并执行下一个语句,直到全部语句都处理完毕。
解释程序的优点是实现算法比较简单,缺点是运行效率比较低。
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什么是操作系统
计算机系统是一个十分复杂的系统,要使其协调、高效地工作,必须有一套进行自动管理和便于用户操作的机构。
操作系统是用来管理计算机系统的软硬件资源、提高计算机系统资源的使用效率、
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