近年來，軟件技術(shù)的發(fā)展十分迅速，開發(fā)出支持不同領(lǐng)域的軟件，逐漸改變?nèi)藗兩a(chǎn)、生活方式。尤其是各種工具軟件，使計(jì)算機(jī)發(fā)揮出更大的效能。本節(jié)將以當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展為依托，對計(jì)算機(jī)軟件的一些基礎(chǔ)知識進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

一、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)與編譯軟件

在系統(tǒng)軟件中，操作系統(tǒng) (Operating System，OS) 是負(fù)責(zé)直接控制和管理硬件的系統(tǒng)軟件，也是一系列系統(tǒng)軟件的集合。其功能通常包括處理器管理、存儲管理、文件管理、設(shè)備管理和作業(yè)管理等。當(dāng)多個軟件同時(shí)運(yùn)行時(shí)，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)規(guī)劃以及優(yōu)化系統(tǒng)資源，并將系統(tǒng)資源分配給各種軟件。

1. 操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是所有軟件的基礎(chǔ)，可以為其他軟件提供基本的硬件支持。常用的操作系統(tǒng)主要有以下幾種。

(1) Windows XP。

Windows XP操作系統(tǒng)，是微軟公司于2001年推出的一款基于Windows NT內(nèi)核的單用戶、多任務(wù)圖形操作系統(tǒng)。它結(jié)合了Windows9X和Windows NT兩大系列操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，相對Windows之前的系統(tǒng)，具有更高的安全性和更強(qiáng)的易用性。

Windows XP系統(tǒng)是國內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的操作系統(tǒng)。相對上一代的Windows2000系統(tǒng)，它具有更快的休眠和激活過程; 自帶了大量不同硬件的驅(qū)動; 提供更加友好的用戶界面; 快速用戶切換 (可保存當(dāng)前用戶的狀態(tài)，然后切換到另一個用戶); 字體邊緣平滑技術(shù) (Clear Type，用于液晶顯示器); 遠(yuǎn)程協(xié)助功能，允許遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī); 增加了對PPP_ OE協(xié)議的支持，允許用戶直接使用DSL等網(wǎng)絡(luò)連接。

Windows XP一改之前Windows系統(tǒng)并使用灰色作為各種任務(wù)欄、窗口顏色的風(fēng)格，首次使用了彩色的3D主題，并提供了3個色彩方案供用戶選擇。在界面上也進(jìn)行了很大的創(chuàng)新，如圖3－1所示。

隨著Windows XP的發(fā)布，微軟公司不斷為Windows XP提供各種升級和更新。每2～3年，微軟公司都會發(fā)布一個集合了過去數(shù)年針對Windows所有修補(bǔ)和增強(qiáng)的升級文件包(被稱作服務(wù)包Service Packs，SP)。迄今為止，微軟公司共為Windows XP發(fā)布了3個服務(wù)包，即SP1～SP3，最新的SP3已于2008年4月21日發(fā)布，5月6日就已提供下載。

圖3－1 Windows XP的界面

(2) Windows Vista。

Windows Vista是微軟公司W(wǎng)indows操作系統(tǒng)家族的最新成員，于2005年7月22日正式公布。2006年11月8日開始提供給MSDN (微軟開發(fā)網(wǎng)絡(luò)，一個微軟創(chuàng)辦的程序員開發(fā)組織)、計(jì)算機(jī)制造商和企業(yè)用戶，2007年1月30日開始銷售和提供下載。

相對上一版本的Windows XP操作系統(tǒng)，Windows Vista包含了上百種新的功能。例如，再一次針對數(shù)年來硬件發(fā)展，提供了多達(dá)28000種自帶驅(qū)動; 新的多媒體創(chuàng)作工具Windows DVD Maker; 重新設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)、音頻、輸出 (打印) 和顯示子系統(tǒng); Vista也使用點(diǎn)對點(diǎn)技術(shù) (Peer-to-Peer) 提升了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在家庭網(wǎng)絡(luò)中的示通信能力，將使在不同計(jì)算機(jī)或設(shè)備之間分享文件與多媒體內(nèi)容變得更為簡單。

除此之外，Windows Vista還提供了一個新的側(cè)邊欄，允許用戶將一些日常應(yīng)用較多的小程序放在側(cè)邊欄上。Windows Vista以典雅的黑色作為系統(tǒng)主色調(diào)，如圖3－2所示。

圖3－2 Windows Vista的界面

2. 編譯軟件

編譯是把高級語言變成計(jì)算機(jī)可以識別的二進(jìn)制語言，計(jì)算機(jī)只認(rèn)識1和0，編譯程序把人們熟悉的語言換成二進(jìn)制的。

編譯軟件把一個源程序翻譯成目標(biāo)程序的工作過程分為5個階段: 詞法分析、語法分析、語義檢查和中間代碼生成、代碼優(yōu)化、目標(biāo)代碼生成。主要是進(jìn)行詞法分析和語法分析，又被稱為源程序分析，分析過程中發(fā)現(xiàn)有語法錯誤，則給出提示信息。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，編譯軟件也隨之不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的編譯軟件往往只針對某一種編程語言，并且只能提供代碼書寫和代碼編譯的功能。新的編譯軟件則從代碼書寫和代碼編譯逐漸發(fā)展為輔助程序員開發(fā)軟件的綜合性平臺，因此又被稱作集成開發(fā)環(huán)境 (Integrated Development Environment，IDE)。

集成開發(fā)環(huán)境通常包括編程語言編輯器、編譯器/解釋器、自動建立工具，通常還包括調(diào)試器，有時(shí)還會包含版本控制系統(tǒng)和一些可以設(shè)計(jì)圖形用戶界面的工具。許多支持面向?qū)ο蟮默F(xiàn)代化IDE，還包括了類瀏覽器、對象監(jiān)視器、對象結(jié)構(gòu)圖。常用的IDE主要有以下幾種。

(1) Microsoft Visual Studio。

Microsoft Visual Studio是微軟公司開發(fā)的一個系列產(chǎn)品，是一個基本完整的開發(fā)工具集，包括了集成開發(fā)環(huán)境的所有功能，可用于快速開發(fā)各種企業(yè)級的桌面應(yīng)用程序和Web應(yīng)用程序，如圖3－3所示。

目前，Visual Studio2008是在Windows系統(tǒng)下進(jìn)行各種桌面或Web應(yīng)用程序開發(fā)的最強(qiáng)大工具。支持程序員通過Visual Basic、Visual J#、Visual C++以及Visual C#等編程語言編寫程序，并對其進(jìn)行編譯。

圖3－3 Visual Studio 2008的界面

(2) Eclipse。

Eclipse是一款著名的跨平臺開發(fā)環(huán)境。與Visual Studio這樣的商業(yè)開發(fā)環(huán)境不同，E-clipse是一款完全免費(fèi)的集成開發(fā)環(huán)境。Eclipse最初是由IBM開發(fā)的替代商業(yè)軟件Visual Agefor Java的下一代集成開發(fā)環(huán)境，由非營利性的組織進(jìn)行維護(hù)。

Eclipse既可以在Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行，也可以在非Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行?？梢酝ㄟ^各種插件進(jìn)行自由擴(kuò)展，支持使用大多數(shù)編程語言進(jìn)行程序開發(fā)。例如，Java、C++等。

(3) 其他系統(tǒng)軟件。

除了操作系統(tǒng)和編譯軟件外，Windows優(yōu)化大師、Norton Ghost、驅(qū)動精靈、My SQL Server等軟件也都是常用的系統(tǒng)軟件。

二、應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是為完成某一特定任務(wù)或特殊目的而開發(fā)的軟件，可以是一個特定的程序，也可以是一組功能緊密協(xié)作的軟件集合體或由眾多獨(dú)立軟件組成的龐大軟件系統(tǒng)。應(yīng)用軟件是基于系統(tǒng)軟件工作的，因此不面向最基礎(chǔ)的硬件，只根據(jù)系統(tǒng)軟件提供的各種資源進(jìn)行運(yùn)作。

應(yīng)用軟件包括專用軟件和通用軟件兩大類。專用軟件是指專門為某一個指定的任務(wù)設(shè)計(jì)或開發(fā)的軟件，例如，專門求某個年級平均分?jǐn)?shù)的軟件等。通用軟件是指可完成一系列相關(guān)任務(wù)的軟件，例如，處理文本、制作網(wǎng)頁的各種軟件等。

1. 辦公軟件

辦公軟件是指在辦公應(yīng)用中使用的各種軟件，這類軟件的用途主要包括文字處理、表格數(shù)據(jù)的制作、演示動畫制作、簡單數(shù)據(jù)庫處理等。在這類軟件中，最常用的辦公軟件套裝就是微軟公司的Office系列軟件。除此以外，國內(nèi)常見的辦公軟件還包括金山WPS、永中Of-fice以及紅旗2000Red Office等，如圖3－4所示。

圖3－4 Office2009界面

2. 網(wǎng)絡(luò)軟件

網(wǎng)絡(luò)軟件是指支持?jǐn)?shù)據(jù)通信和各種網(wǎng)絡(luò)活動的軟件。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和發(fā)展，產(chǎn)生了越來越多的網(wǎng)絡(luò)軟件。例如，各種網(wǎng)絡(luò)通信軟件、下載上傳軟件、網(wǎng)頁瀏覽軟件等。

常見的網(wǎng)絡(luò)通信軟件主要包括騰訊QQ、Windows Live Messager等; 常見的下載和上傳軟件包括迅雷、Leap FTP、Cute FTP等; 常見的網(wǎng)頁瀏覽軟件包括微軟Internet Explorer、Mozilla Firefox等，如圖3－5所示。

圖3－5 Mozilla Firefox3.5網(wǎng)頁瀏覽軟件

3. 安全軟件

安全軟件是指輔助用戶管理計(jì)算機(jī)安全的軟件程序。廣義的安全軟件用途十分廣泛，主要包括防止病毒傳播、防護(hù)網(wǎng)絡(luò)攻擊、屏蔽網(wǎng)頁木馬和危害性腳本以及清理流氓軟件等。

常用的安全軟件很多，如防止病毒傳播的卡巴斯基個人安全套裝、防護(hù)網(wǎng)絡(luò)攻擊的天網(wǎng)防火墻、屏蔽網(wǎng)頁木馬和危害性腳本的360安全衛(wèi)士以及清理流氓軟件的惡意軟件清理助手等。

多數(shù)安全軟件的功能并非是唯一的，如卡巴斯基個人安全套裝就既可以防止病毒傳播，也可以防護(hù)網(wǎng)絡(luò)攻擊，而360安全衛(wèi)士也可以清理一些流氓軟件等，如圖3－6所示。

圖3－6 360安全衛(wèi)士V5.1.1

4. 圖形圖像軟件

圖形圖像軟件是瀏覽、編輯、捕捉、制作、管理各種圖形和圖像文檔的軟件。其中，既包含為各種專業(yè)的設(shè)計(jì)師開發(fā)的圖像處理軟件，如Photoshop等; 也包括一些圖像瀏覽和管理軟件，如ACDSee等; 以及捕捉桌面圖像的軟件，如Hyper Snap等。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，圖形圖像處理技術(shù)的發(fā)展也日新月異。以處理相片為例，早期的圖像處理軟件往往需要用戶對軟件操作熟練。而如今，隨著數(shù)碼相機(jī)“飛入尋常百姓家”，出現(xiàn)了越來越多的“傻瓜式”圖像處理軟件。例如，大名鼎鼎的Adobe Photoshop Lightroom以及國產(chǎn)的“光影魔術(shù)手”軟件等，如圖3－7所示。

圖3－7 【光影魔術(shù)手】操作界面

5. 多媒體軟件

多媒體軟件是指播放各種視頻、音頻以及處理、分割、轉(zhuǎn)換這些視頻音頻的軟件。多媒體的數(shù)據(jù)文件通常都是先通過壓縮編碼，然后進(jìn)行傳輸和存儲等操作。每種編碼方式都需要由特定的軟件進(jìn)行解碼才能夠播放和處理。幾乎每種多媒體壓縮編碼方式都有其指定的播放、處理和分割轉(zhuǎn)換軟件，如專門針對微軟的WMV流媒體格式的Windows Media Player等。除了專門針對某一種壓縮編碼方式的軟件外，還有一些通用的播放或處理軟件，如Thekm-player等，可以處理絕大多數(shù)多媒體文件，如圖3－8所示。

圖3－8 Thekmplayer界面

6. 行業(yè)軟件

行業(yè)軟件是指針對特定的行業(yè)定制的、具有明顯行業(yè)特點(diǎn)的軟件。隨著辦公自動化的普及，越來越多的行業(yè)軟件被應(yīng)用到生產(chǎn)活動中。常用的行業(yè)軟件包括各種股票分析軟件、列車時(shí)刻查詢軟件、科學(xué)計(jì)算軟件、輔助設(shè)計(jì)軟件等。

行業(yè)軟件的產(chǎn)生和發(fā)展，極大地提高了各種生產(chǎn)活動的效率。尤其是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，使工業(yè)設(shè)計(jì)人員從大量繁復(fù)的繪圖中解脫出來。最著名的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件是Au-to CAD，目前最新的版本為2010，如圖3－9所示。

圖3－9 Auto CAD2010界面

7. 桌面工具

桌面工具主要是指一些應(yīng)用于桌面的小型軟件，可以幫助用戶實(shí)現(xiàn)一些簡單而瑣碎的功能，提高用戶使用計(jì)算機(jī)的效率，或?yàn)橛脩魩硪恍┖唵味腥さ捏w驗(yàn)。例如，幫助用戶定時(shí)清理桌面、計(jì)算四則運(yùn)算、即時(shí)翻譯單詞和語句、提供日歷和日程提醒、改變操作系統(tǒng)的界面外觀等。

在各種桌面工具中，最著名且常用的就是微軟在Windows操作系統(tǒng)中提供的各種附件了，包括計(jì)算器、畫圖、記事本、放大鏡等。除了微軟提供的各種桌面工具外，一些第三方提供的桌面工具也獨(dú)具特色，如國內(nèi)著名的魚魚桌面秀軟件等，如圖3－10所示。

圖3－10 魚魚桌面秀桌面工具集

三、計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展趨勢

1. 操作系統(tǒng)的未來發(fā)展形勢

計(jì)算軟件的核心平臺的核心組成就是研究開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。未來的發(fā)展趨勢是要朝著針對構(gòu)件化技術(shù)構(gòu)架的系統(tǒng)。Internet虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)的新構(gòu)想和未來的勢必發(fā)展是面向INTERNET網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)，是一種大膽的嘗試和新的構(gòu)想。這種發(fā)展趨勢優(yōu)點(diǎn)在于，可以優(yōu)化相應(yīng)的資源，根據(jù)具體的需求加以計(jì)算，可以擴(kuò)展地更為廣泛。這是未來必然的一種發(fā)展模式。而網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)發(fā)展的重要內(nèi)容對智能化分布式數(shù)據(jù)資源訪問協(xié)議，是未來發(fā)展里網(wǎng)絡(luò)化操作里的重要部分。

2. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

有效合理組織集成復(fù)雜信息，并將其置于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)，有利于使信息發(fā)布的更為快速，高效準(zhǔn)確。XML數(shù)據(jù)管理技術(shù)的高效性能在這方面體現(xiàn)的尤為明顯。對新型數(shù)據(jù)的管理與研發(fā)在未來的趨勢必將實(shí)施與網(wǎng)絡(luò)這一領(lǐng)域里。這也是一種必然的發(fā)展趨勢。

3. 應(yīng)用軟件技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

應(yīng)用軟件技術(shù)的未來發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)嵌入式方面。對嵌入式軟件提出以下建議: 嵌入式市場已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在我國，為我國的很多公司帶來了巨大的收益，也帶來了廣泛的寶貴的機(jī)遇。至今嵌入式市場帶來的工業(yè)年產(chǎn)值已超過了1萬億美元，前景也必然更為廣泛。

(1) 發(fā)展嵌入式產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈。

(2) 用高技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

(3) 重視產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定。

(4) 鼓勵技術(shù)創(chuàng)新。

(5) 給開發(fā)嵌入式軟件的企業(yè)和產(chǎn)品以政策支持。

4. 網(wǎng)格的發(fā)展趨勢

網(wǎng)格技術(shù)在各行各業(yè)不同領(lǐng)域的高端信息服務(wù)上早已“大顯身手”，也自然在高級科學(xué)計(jì)算上體現(xiàn)出其特有的優(yōu)勢，所以在國內(nèi)外形成大量的需求模式，收到了廣泛的認(rèn)可與關(guān)注。這一技術(shù)的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1) 各種計(jì)算機(jī)資源的優(yōu)化，例如，互動和共享，利用，保存。范圍擴(kuò)展到全國范圍內(nèi)。

(2) 作為基礎(chǔ)設(shè)備，應(yīng)用于平臺開發(fā)，從而應(yīng)用于各行各業(yè)以及各大公司。如果各行業(yè)形成自己特色鮮明的網(wǎng)格系統(tǒng)，就能生成、加速或是激發(fā)其他各行 (如服務(wù)產(chǎn)業(yè)等)，進(jìn)而使行業(yè)的實(shí)力增強(qiáng)，國際競爭力得到明顯改善。例如，國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)格、稅務(wù)網(wǎng)格、地圖網(wǎng)格、生物信息網(wǎng)格、金融網(wǎng)格、能源網(wǎng)格、科學(xué)計(jì)算網(wǎng)格、電子商務(wù)網(wǎng)格、高新技術(shù)網(wǎng)格、礦產(chǎn)網(wǎng)格等。