計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)

前言

計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了信息技術(shù)革命的到來(lái)，使社會(huì)發(fā)展快速步入了信息時(shí)代。信息技術(shù)的發(fā)展水平、運(yùn)用水平和教育水平已經(jīng)成為衡量社會(huì)進(jìn)步程度的重要標(biāo)志之一。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使計(jì)算機(jī)學(xué)科的教學(xué)也必須能跟上這種飛速發(fā)展的社會(huì)需求，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)出當(dāng)今信息社會(huì)最迫切需要的人才。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和硬件技術(shù)作為支撐計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大技術(shù)基礎(chǔ)，在教學(xué)和實(shí)踐中具有重要的意義。本書(shū)主要為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的理工科大學(xué)生，特別為信息和電子類(lèi)的學(xué)生，提供一本內(nèi)容新穎、實(shí)用性強(qiáng)、章節(jié)結(jié)構(gòu)清晰、重點(diǎn)突出的“計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教材。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，使非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生能夠系統(tǒng)了解整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)的概念范疇，學(xué)會(huì)基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用和常用算法的設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)多任務(wù)操作系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)使用，學(xué)習(xí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型和基本運(yùn)算，學(xué)習(xí)軟件設(shè)計(jì)的基本技術(shù)和軟件工程方法，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)通信軟件的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)，  學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)軟件的概念和使用。信息和電子類(lèi)的專(zhuān)業(yè)由于無(wú)法充分安排課時(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的基礎(chǔ)知識(shí)展開(kāi)系統(tǒng)深入的學(xué)習(xí)，而本專(zhuān)業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件知識(shí)的要求又很高，相比其他的理工類(lèi)學(xué)生，又有突出通信和網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)、突出與硬件系統(tǒng)結(jié)合緊密的嵌入式軟件設(shè)計(jì)等鮮明的特點(diǎn)。因此，書(shū)中除了包含面向普通理工類(lèi)學(xué)生的基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)軟件知識(shí)的要求以外，又著重強(qiáng)調(diào)了信息和電子類(lèi)學(xué)生的特殊軟件要求，如嵌入式系統(tǒng)軟件、數(shù)字信號(hào)處理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件等知識(shí)。本書(shū)共分8章。各章內(nèi)容簡(jiǎn)述如下。第l章，簡(jiǎn)單介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成和軟件技術(shù)的基本概念和范疇，包括計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的組成。另外對(duì)通信電子類(lèi)學(xué)生所必備的軟件知識(shí)加以介紹。第2章，講述計(jì)算機(jī)軟件中基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念和使用。主要對(duì)常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念、操作進(jìn)行介紹，使學(xué)生熟練掌握常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，并且了解開(kāi)發(fā)適用于復(fù)雜問(wèn)題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其基本操作均以流行的C語(yǔ)言加以描述，有利于在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)。第3章，介紹計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)中的常用算法設(shè)計(jì)。對(duì)常用的排序、Hash表、查找等算法加以介紹。以引導(dǎo)學(xué)生掌握算法的基本概念、算法的開(kāi)發(fā)方法、算法的評(píng)價(jià)方法為主要目標(biāo)，使學(xué)生通過(guò)簡(jiǎn)單基本算法的學(xué)習(xí)，掌握開(kāi)發(fā)復(fù)雜算法的基本技巧。第4章，介紹操作系統(tǒng)的基本功能、主要組成部分。重點(diǎn)是多道程序環(huán)境下的進(jìn)程的基本概念、進(jìn)程相關(guān)的問(wèn)題和調(diào)度算法，存儲(chǔ)管理的先進(jìn)技術(shù)，以及設(shè)備管理和文件管理技術(shù)。通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的基本概念，為與操作系統(tǒng)的接口軟件設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)；同時(shí)也可以將操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的先進(jìn)理念引用到應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)。第5章，介紹數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念。包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)算和新的應(yīng)用領(lǐng)域等。第6章，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和發(fā)展，通信軟件成為應(yīng)用軟件的重要組成部分，通信軟件的開(kāi)發(fā)對(duì)通信電子類(lèi)學(xué)生尤為重要。本章主要介紹通信類(lèi)軟件的基本知識(shí)和開(kāi)發(fā)方法。第7章，為通信電子類(lèi)學(xué)生的另外一個(gè)必備軟件基礎(chǔ)知識(shí)--嵌入式軟件。

內(nèi)容概要

　　《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》共有8章，系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，常用的系統(tǒng)軟件以及典型的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方法。內(nèi)容包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)通信軟件和數(shù)字信號(hào)處理軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)和方法。《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》為信息與電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教材，特點(diǎn)是在系統(tǒng)介紹通用計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)了通信和信息處理基本軟件的內(nèi)容，使得信息與通信類(lèi)軟件的開(kāi)發(fā)能夠與通用計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)融為一體，同時(shí)突出信息與通信類(lèi)軟件本身的特點(diǎn)。通過(guò)《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》內(nèi)容的學(xué)習(xí)使讀者可以掌握基本的計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)方法，并在重要的系統(tǒng)軟件（如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）和典型的應(yīng)用軟件（如通信類(lèi)軟件、嵌入式系統(tǒng)軟件）的開(kāi)發(fā)中進(jìn)行應(yīng)用，從而掌握各類(lèi)軟件的開(kāi)發(fā)技巧。《計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》的另外一個(gè)特點(diǎn)是層次分明，對(duì)于非電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)或要求掌握基本軟件技術(shù)的讀者，書(shū)中對(duì)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，算法設(shè)計(jì)、軟件工程、操作系統(tǒng)的內(nèi)容以最簡(jiǎn)練的形式加以介紹，以便讀者能夠掌握軟件技術(shù)的核心內(nèi)容和思想，并能夠根據(jù)今日的情況對(duì)另外的部分進(jìn)行自學(xué)?！队?jì)算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)》為信息與電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生教材，也適合于從事信息與通信工作的廣大科技人員參考使用。

書(shū)籍目錄

1 計(jì)算機(jī)與軟件基礎(chǔ)知識(shí)1．1計(jì)算機(jī)的發(fā)明1．2計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代1．3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1．4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1．5計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1．6計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1．6．1  系統(tǒng)軟件1．6．2應(yīng)用軟件1．7信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1．7．1信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理的概念1．7．2  計(jì)算模型與圖靈機(jī)1．7．3圖靈機(jī)與自然數(shù)1．8算法、程序與軟件1．9軟件基礎(chǔ)的內(nèi)容組成習(xí)題12 常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2．1  數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2．1．1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念2．1．2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示方法2．1．3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型及存儲(chǔ)方法2．1．4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法2．1．5數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)算2．2  線(xiàn)性表2．2．1基本概念2．2．2線(xiàn)性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2．2．3  線(xiàn)性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)2．3  棧2．3．1棧的基本概念2．3．2棧的基本運(yùn)算2．3．3棧的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2．3．4棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)2．3．5棧的應(yīng)用實(shí)例2．4  隊(duì)列2．4．1  隊(duì)列的基本概念2．4．2  隊(duì)列的基本運(yùn)算2．4．3  隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和循環(huán)隊(duì)列2．4．4隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)2．4．5  隊(duì)列的應(yīng)用2．5數(shù)組2．5．1  數(shù)組的基本概念2．5．2數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu)2．5．3數(shù)組的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2．5．4特殊矩陣的壓縮存儲(chǔ)方法2．6樹(shù)與二又樹(shù)2．6．1樹(shù)的基本概念2．6．2樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2．6．3二又樹(shù)的基本概念2．6．4二叉樹(shù)的兩種特殊形態(tài)2．6．5二叉樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2．6．6二叉樹(shù)的遍歷2．6．7二叉樹(shù)的應(yīng)用2．7  圖2．7．1  圖的基本概念2．7．2  圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2．7．3  圖的遍歷習(xí)題23  常用算法3．1  查找算法3．1．1查找的基本概念3．1．2線(xiàn)性查找3．1．3對(duì)分查找3．1．4分塊查找3．1．5二又排序樹(shù)查找3．2 Hash表3．2．1 Hash表的概念3．2．2 Hash函數(shù)的構(gòu)造3．2．3  幾種常用的Hash表3．3排序算法3．3．1  互換類(lèi)排序3．3．2插入類(lèi)排序3．3．3選擇類(lèi)排序習(xí)題34 操作系統(tǒng)4．1 概述4．1．1什么是操作系統(tǒng)4．1．2操作系統(tǒng)的分類(lèi)4．1．3操作系統(tǒng)的功能和特性4．2處理器管理4．2．1基本概念與術(shù)語(yǔ)4．2．2作業(yè)調(diào)度4．2．3進(jìn)程調(diào)度4．2．4調(diào)度算法4．2．5幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題4．3主存儲(chǔ)器管理4．3．1  主存儲(chǔ)器管理的功能及有關(guān)概念4．3．2實(shí)存儲(chǔ)管理技術(shù)4．3．3虛擬存儲(chǔ)管理4．4設(shè)備管理4．4．1設(shè)備管理的功能及基本概念4．4．2設(shè)備管理的工作過(guò)程4．4．3虛擬設(shè)備--假脫機(jī)系統(tǒng)4．5文件管理4．5．1基本概念及術(shù)語(yǔ)4．5．2文件結(jié)構(gòu)及存取方式4．5．3文件目錄4．5．4文件存儲(chǔ)空間的管理4．5．5文件的共享與文件系統(tǒng)的安全性習(xí)題45  數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)5．1  引言5．2關(guān)系模型5．2．1實(shí)體．聯(lián)系模型5．2．2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)5．2．3關(guān)系代數(shù)5．2．4 SOL語(yǔ)言簡(jiǎn)介5．3事務(wù)處理5．4．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)5．5  數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)新的應(yīng)用習(xí)題56  網(wǎng)絡(luò)通信軟件技術(shù)基礎(chǔ)6．1 TCP／IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介6．1．1 TCP／IP的網(wǎng)絡(luò)分層6．1．2網(wǎng)間網(wǎng)層協(xié)議6．1．3傳輸層協(xié)議6．2進(jìn)程間通信(IPC)基礎(chǔ)6．2．1  UNIx的基本概念6．2．2信號(hào)6．2．3進(jìn)程控制6．3  進(jìn)程間通信的基本方法6．3．1文件和記錄鎖定6．3．2管道(Pipe)6．3．3 FIFOs6．3．4．消息隊(duì)6．3．5信號(hào)燈6．3．6  內(nèi)存共享6．4  網(wǎng)絡(luò)通信軟件設(shè)計(jì)方法--客戶(hù)機(jī)／服務(wù)器模式(client／server)6．4．1客戶(hù)一服務(wù)器模型6．4．2  一個(gè)簡(jiǎn)單的客戶(hù)一服務(wù)器的例子6．4_3客戶(hù)．服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)中的算法習(xí)題67 嵌入式軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)7．1  嵌入式系統(tǒng)的基本概念7．2實(shí)時(shí)系統(tǒng)的概念與特點(diǎn)7．3  實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般方法7．4實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS7．4．1  實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介7．4．2  實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)原理7．4．3多任務(wù)的切換7．5 RTOS實(shí)例和使用介紹7．6數(shù)字信號(hào)處理器介紹一7．6．1 DSP的發(fā)展與應(yīng)用7．6．2 DSP系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)習(xí)題78 軟件設(shè)計(jì)技術(shù)8．1  概述8．2  軟件開(kāi)發(fā)的基本原則8．3  軟件生命周期及開(kāi)發(fā)模型8．4需求工程8．4．．1  需求工程的定義8．4．2  需求工程的內(nèi)容8．5需求分析的結(jié)構(gòu)化技術(shù)8．5．1  數(shù)據(jù)流圖8．5．2數(shù)據(jù)字典8．5．3結(jié)構(gòu)化分析技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)8．6軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法8．6．1  結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法的概念8．6．2結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法的原理及它與結(jié)構(gòu)化分析的關(guān)系8．6．3結(jié)構(gòu)化軟件質(zhì)量評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)8．7面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)技術(shù)8．7．1  面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念8．7．2面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)8．7．3  面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)8．8軟件的測(cè)試和調(diào)試8．8．1軟件測(cè)試8．8．2測(cè)試用例的設(shè)計(jì)8．8．3測(cè)試的步驟8．8．4軟件調(diào)試習(xí)題8參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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