汇编程序属于什么软件(汇编程序是指) 收藏 0

6 计算机软件-操作系统&数据库

计算机软件是指计算机系统中的程序及其文档，是计算任务的处理对象和处理规则的描述。

• 任何计算机执行计算的单位是任务；
• 处理对象是数据（如数字、文字、图形、图像和声音等，他们只是表示，而无含义）或信息（数据及有关含义）；
• 处理规则指出来的动作和步骤；
• 文档是为了便于程序所需的阐述性资料。

计算机系统是指在计算机硬件系统上运行的程序、相关文档资料和数据的集合。计算机软件用来扩充计算机系统的功能，提供计算机效率。

系统软件是为整个计算机系统配置的不依赖特定应用领域的通用软件。可以划分为：操作系统、程序设计语言翻译系统、数据库管理系统、网络软件等。

应用软件指各类应用需要或解决某个特定问题而设计的软件，如：图形图像处理软件、财务软件、游戏软件、各类软件包等。

操作系统是计算机系统的资源管理者，包含对系统软、硬件资源实施管理的一组程序，主要作用是通过CPU管理、存储管理、设备管理和文件管理对各种资源进行分配，最大限度发挥计算机的工作效率。操作系统是在计算机硬件上的第1层软件，可向下管理裸机及其中的文件，向上为其他软件（汇编程序、编译程序、数据库管理系统等）和大量应用软件提供支持，为用户提供使用系统的接口。

1 操作系统的组成

操作系统通常包括：内核（Kernel）和其他附加配套软件，包括：通信用户界面、常用应用程序（如日历、计算器、资源管理器、浏览器等）、实用程序（任务管理器、磁盘清理程序、杀毒软件和防火墙等）以及支持应用软件开发和运行的各种软件构件（如应用框架、编译器、程序库等）。

操作系统内核是能够提供进程管理（任务管理）、存储管理、文件管理和设备管理等功能的软件模块，为各种应用程序访问计算机硬件提供服务。操作系统内核对硬件设备进行了抽象，为应用提供简洁、统一接口（系统调用接口/应用程序接口API）。内核通常常驻内存，以CPU最高优先级运行，能执行指令系统中的特权指令，具有直接访问各种外设和全部主存空间的特权，负责对系统资源进行管理和分配。

2 操作系统的作用

1. 管理计算机中运行的程序和分配各种软硬件资源。
2. 为用户提供友善的人机界面。
3. 为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台。
4. 除上述作用外，操作系统还具有辅导用户操作（帮助功能）、处理软硬件错误、监控系统性能、保护系统安全等作用。

3 操作系统特征

1. 并发性：指在一段时间内，宏观上有多个程序同时运行，但实际上再单CPU运行环境，每个时刻只有一个程序在执行。
2. 共享性：指操作系统中的资源（包括硬件资源和信息资源）可以被多个并发执行的进程（线程）共同使用，而不是被一个进程所独占。共享资源的方式可以分为同时共享和互斥共享。
3. 虚拟性：把物理上的一个实体（实际存在）变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术（虚构假想）。采用虚拟技术的目的是为用户提供易于使用且方便高效的操作环境。把多个实体变成一个逻辑对应物，尚未实现。现在采用的都是讲大的任务分解成小任务的方式，类比Hadoop生态的方式。
4. 不确定性：系统中的进程何时执行，如何暂停，以什么样的速度向前推进，进程总共要花多少时间才能执行完成，这些都是不可预知的。或者说进程以不确定的方式运行，其导致的直接后果是执行结果可能不唯一。

4 操作系统分类

1）批处理操作系统：分为单道批处理、多道批处理。

• 单道批处理：一次只有一个作业装入内存执行。作业由用户程序、数据和作业说明书（作业控制语言）组成。当一个作业装入内存执行，随即自动调入同批的下一个作业，避免人员干预提高资源利用率。
• 多道批处理：允许多个作业装入内存执行，在任意时刻，作业都处于开始点和终止点之间。每当运行中的一个作业由于输入/输出操作需要调用外部设备时，就把CPU交给另一个等待运行的作业，从而将主机与外部设备的工资由串行改为并行，避免CPU等待多道批处理的特点：多道、宏观上并行、微观上串行。

2）分时操作系统：一个计算机系统与多个终端设备连接。分时操作系统将CPU时间划分为时间片，轮流为各个终端用户服务。特点：多路性、独立性、交互性、及时性。

3）实时操作系统：实时是计算机对外来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。实时系统对交互能量要求不高，但要求可靠性有保障。实时系统分为：实时控制系统、实时信息处理系统。

• 实时控制系统：主要用于生产过程的自动控制，如：数据自动采集、武器控制、火炮自动控制、飞机自动驾驶、导弹制导系统等。
• 实时信息处理系统：用于实时信息处理，如：飞机订票系统、情报检索系统。

4）网络操作系统：使联网计算机方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供各种服务软件和有关协议的集合。其功能包括：高效、可靠的网络通信；对网络享资源（在LAN中有硬盘、打印机等）有效管理；提供电子邮件、文件传输、共享硬盘、打印机服务；网络安全管理；提供互操作能力。网络操作系统的特征：硬件独立性、多用户支持。

• 硬件独立性：网络操作系统可以运行在不同网络硬件上，可以通过网桥、路由器与其他网络连接；
• 多用户支持：能同时支持多个用户对网络访问，应对信息资源提供完全的安全和保护功能；
• 支持玩乐高实用程序及其管理功能，如：系统备份、安全管理、容错、性能控制；
• 多客户端支持；
• 目录服务：以单一逻辑的方式让用户访问位于世界范围内的所有网络服务和资源的技术；
• 多种增值服务，如：文件服务、打印服务、通信服务、数据服务等。

5）分布式操作系统：由多个分散的计算机连接而成的计算机系统，系统中的计算机无主、次之分，任意两台计算机可以通过通信交换信息。通常，为分布式计算机系统配置的操作系统称为分布式操作系统。直接对系统中的各类资源进行动态分配和调度、任务划分、信息传输协调工作，并为用户提供一个统一的界面与标准接口，用户通过这一界面实现所需要的操作和使用系统资源，是系统中若干台计算机相互协作完成共同的任务，有效控制和协调任务的并行执行。是网络操作系统的更高级形式，保持网络操作系统的全部功能，同时又有透明性、可靠性和高性能等特性。

6）微型计算机操作系统：又称微机操作系统，如：Windows、Mac OS、Linux。

7）嵌入式操作系统：在嵌入式智能设备环境中，对智能设备进行及其操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、处理、指挥、控制。其特点：

• 微型化；
• 可定制：运行在不同的处理器平台上，能针对硬件变化进行结构与功能上的配置，以满足不同应用需要；
• 实时性：嵌入式操作系统主要用于：过程控制、数据采集、传输通信、多媒体信息、关键要害领域需要迅速响应的场合，对实时性要求高；
• 可靠性：系统构件、模块和体系结构必须达到应有的可靠性，对关键要害应用还要提供容错和防故障措施；
• 易移植性：通常采用硬件抽象层（HAL，Hardware Abstraction Level）和板级支撑包（BSP，Board Support Package）的底层设计技术。

常见的嵌入式操作系统有：VxWorks、μClinux、PalmOS、WindowCE、μC/OS-II、eCos等。

数据库（DB，Database）：长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。它描述事务的数据本身，还包括事物之间的关系。

早期数据库：

• 层次式数据库
• 网络式数据库
• 关系型数据库

目前的数据分为：关系型数据库和非关系型数据库。

根据存储体系分类：

• 关系型数据库：把复杂的数据结构归结为简单的二管关系，对数据的操作建立在一个或多个关系表格上，通过这些关联的表格进行分类、合并、连接或选取等运算来实现数据库的管理。
• 键值（Key-Value）数据库：使用简单的键值方法来存储数据，键值数据库将数据存储为键值对集合，其中键作为唯一标识符。
• 列存储数据库：列式存储（Column-Based）与关系型数据库的行式存储（Row-Based Storage）来说，存储形式上存在差异。
• 文档数据库：可存放并获取文档，可以是：XML、JSON、BSON等格式，这些文档具备可描述性（Self-Describing），呈现分层的树状结构（Hierarchical Tree Data Structure），可以包含映射表、集合和纯量值。文档数据库可视为其值可查的键值数据库。
• 搜索引擎数据库：搜素引擎是应用在搜索引擎领域的数据存储形式。

1 关系数据库

数据模型：数据特征的抽象，是对数据库组织方式的一种模型化表示，是数据库系统的核心与基础。它具有数据结构、数据操作、完整性约束条件三要素。

关系：就是二维表。

1）关系数据库设计的特点及方法

数据库设计的特点

• 从数据库结构即数据模型开始，并以数据模型为核心展开；
• 静态结构设计与动态行为设计分离；
• 试探性；
• 反复性；
• 多步性。

数据库设计方法分类，分为如下四类：

1. 直观设计法；
2. 规范设计法；
3. 计算机辅助设计法；
4. 自动化设计法。

数据库设计方法，包括：3NF的设计方法、实体关系（E-R）模型设计方法、基于视图概念的设计方法、面向对象的设计方法、计算机辅助设计方法、敏捷数据库设计方法等。

2）数据库设计步骤

数据库设计的步骤

1. 需求分析：对象需要处理的对象进行详细调查，了解现行系统概况和确定新系统功能过程中，收集支持系统目标的基础数据及其出来方法。包括用户的数据需求、对数据业务处理的需求。
2. 数据库概念结构设计，也称数据建模：根据需求，对用户信息加以分类、聚集和概括，建立信息模型，并依照选定的数据库管理系统软件，把它们转换为数据的逻辑结构，并依照软硬件环境，最终实现数据合理存储。最常用的方法是E-R方法。主要分为：设计局部E-R模型、设计全局E-R模型、全局E-R模型优化。
3. 逻辑结构设计：在概念结构设计基础进行数据模型设计，可以是：层次、网状模型、关系模型。将E-R图转换为指定的数据模型，确定：完整性约束、用户视图。
4. 物理结构设计：物理结构是数据库在物理设备上存储结构与存取方法的总称。利用DBMS的方法、技术，以较优的存储结构和路径、合理的数据存放位置以及存储分配等，实现数据库物理结构。
5. 数据库应用设计是对DBMS的二次开发，包括：对用户信息的存储、对用户处理要求的实现。

数据库应用的设计主要包括的工作：选择设计方法、制定开发计划、选择系统架构、设计安全性策略。设计方法包括：结构化设计、面向对象设计方法。安全策略包括：硬件平台、OS、数据库系统、网络及应用系统的安全。

1. 数据库运维：主要工作有数据库的转储和恢复，数据库的安全性、完整性控制，数据库性能监督、分析和改造，数据库重组和重构。

2 分布式数据库

分布式数据库系统（Distributed DataBase System, DDBS）是真的物理分散，而管理又需要不同程度集中管理的需求而产生的一种数据管理信息系统。满足：分布性、逻辑相关性、场地透明性、场地自治性的DBMS成为完全分布式数据库系统。

1）分布式数据库系统的特点：

1. 数据的集中控制性；
2. 数据独立性；
3. 数据冗余可控性；
4. 场地自治性；
5. 存取有效性。

2）分布式数据库体系结构

分布式数据库体系结构

3 常用数据库管理系统

1）Oracle：适用于大型、中型和微型计算机关系数据库管理系统。主要结构包括：内部结构、外部存储结构、内存结构、进程结构，包括：物理上的数据、处理这些数据的程序，即 DBMS 本身。Oracle 使用 PL/SQL（Procedural Language/SQL）语言执行各种操作。Oracle 8 以上版本开始支持面向对象的结构（如抽象数据类型）。Oracle 产品包括数据库服务器、开发工具、数据库连接产品等，一并提供工具，如 Export/Import、数据泵等。

2）IBM DB2：IBM的大型关系型数据库平台，支持多用户。

核心特色：

• 支持面向对象编程
• 支持多媒体应用程序
• 支持备份恢复
• 支持存储过程/触发器
• 支持 SQL 查询
• 支持异构分布式数据库访问
• 支持数据复制

DB2 采用多进程多线索体系结构，可运行于多种OS上。还提供Visualizer、Visualage、Visualgen等开发工具。

3）Sysbase：SYBASE公司的 Client/Server（C/S）结构关系数据库系统，世界首个 C/S RDBMS。

Sybase主要包括：

• 进行数据库管理和维护的联机关系数据库管理系统 Sybase SQL Server
• 支持数据库应用系统建立与开发的前端组件 Sybase SQLToolset
• 可把异构环境下其他厂商应用软件和任何类型数据连接在一起的接口 Sybase OpenClient/OpenServer.

Sybase还提供如下工具：

• Sybase Adaptive Server Enterprise，高性能企业智能型关系数据库管理系统
• EAServer 电子商务解决方案应用服务器
• PowerDesigner 系统分析设计工具
• PowerBuilder 应用开发工具

4）Microsoft SQL Server：典型关系型数据库管理系统，运行于多OS，使用 Transact-SQL 语言完成数据操作。主要包括如下服务组件：

• Open Data Services
• MS SQL Server
• SQL Server Agent
• Microsoft Distributed Transaction Coordinator

SQL Server 还包括以下工具：

• 关系型数据库
• 复制服务
• 通知服务
• 集成服务
• 分析服务
• 报表服务
• 管理工具
• 开发工具

4 大型数据库管理系统的特点

共有7大特点：

1. 基于网络环境的数据库管理系统；
2. 支持大规模应用。支持高并发、海量事务、海量数据、海量数据存储。
3. 提供自动锁功能使得并发用户可以安全高效地访问数据。
4. 可以保证系统的高度安全性。
5. 提供方便而灵活的数据备份、恢复方法及设备镜像功能，苛可以利用操作系统提供的容错功能，确保设计良好的应用中的数据在发生意外情况下能最大限度地恢复。
6. 提供多种维护数据完整性的手段。
7. 提供方便易用的分布式处理功能。

嵌入式开发

嵌入式开发就是指在嵌入式操作系统下进行开发，一般常用的系统有WinCE、ucos、vxworks、linux、android等。另外，用c,c++或汇编开发;用高级处理器，arm7,arm9，arm11,powerpc,mips,mipsel等，或加上操作系统也属于嵌入式的开发。

1.什么是嵌入式开发

嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

嵌入式开发在FPGA\\ARM\\DSP\\MCU等各个方面都有了细分专业团队进行外协设计。提供从原型样机、顶层软件架构到源码的所有设计。

2.嵌入式开发是做什么的

嵌入式系统开发是对于除了电脑之外的所有电子设备上操作系统的开发，比如手机，掌上电脑，机电系统等，以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。

3.嵌入式开发要学哪些

1、C语言

嵌入式Linux工程师的学习需要具备一定的C语言基础，C语言是嵌入式领域最重要也是最主要的编程语言，通过大量编程实例重点理解C语言的基础编程以及高级编程知识。包括：基本数据类型、数组、指针、结构体、链表、文件操作、队列、栈等。

2、Linux基础

Linux操作系统的概念、安装方法，详细了解Linux下的目录结构、基本命令、编辑器VI ，编译器GCC，调试器GDB和 Make 项目管理工具， Shell Makefile脚本编写等知识，嵌入式开发环境的搭建。

3、数据结构与算法

数据结构及算法在嵌入式底层驱动、通信协议、及各种引擎开发中会得到大量应用，对其掌握的好坏直接影响程序的效率、简洁及健壮性。此阶段的学习要重点理解数据结构与算法的基础内容，包括顺序表、链表、队列、栈、树、图、哈希表、各种查找排序算法等应用及其C语言实现过程。

4、C++ 、QT

C++是Linux应用开发主要语言之一，本阶段重点掌握面向对象编程的基本思想以及C++的重要内容。图形界面编程是嵌入式开发中非常重要的一个环节。由于QT具有跨平台、面向对象、丰富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多国语等强大功能，在嵌入式领域的GUI开发中得到了广范的应用，在本阶段通过基于QT图形库的学习使学员可以熟练编写GUI程序，并移植QT应用程序到Cortex-A8平台。包括IDE使用、QT部件及布局管理器、信息与槽机制的应用、鼠标、键盘及绘图事件处理及文件处理的应用。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com