软件
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软件名词解释：计算机系统中的程序和有关的文件。程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述;文件是为了便于了解程序所需的资料说明。程序是装入机器内部进行工作的,文件是给人看的,可以装入机器,也可以不装入机器。程序是一种具有逻辑结构的信息,精确而完整地描述计算任务中的处理对象和处理规则。这一描述是通过软件实现的。软件是人与硬件之间的接口界面。用计算机解决问题就必须针对问题拟定算法,并用计算机所能识别的语言对有关的数据和算法进行描述,即要编订程序,就必须有软件。对计算机来说,硬件是物质基础,软件具有指挥功能以及与人交换信息的功能。软件的发展以硬件为基础,而它的发展对硬件、对计算机科学以至于对人的信息文化的发展都有重要的促进作用。
软件的发展与硬件相适应也互相促进,其发展过程可分为三个阶段。
第一个阶段是所谓“机器语言”阶段,它从第一台电子计算机ENIAC上的第一个程序的出现到第一个实用的高级语言程序产生为止,时间上由1946年到1956年,这期间由于计算机的应用领域较窄小,主要是从事科学计算,因而它的输出、输入量并不大,计算量相对较大,主要处理的是数值数据。从计算机的结构上看则是以中央处理器为中心,要求的存储量不大。这时编制程序主要使用低级语言——最初是使用以机器基本指令集(二进制代码)为主的机器语言,表现为一个1和0的序列,对于人类来说有使用不便、识别困难的特点,但直接适合机器的需要。而人们使用的困难促使人们想办法改进。最先,是用十进数字和字母符号来代替那些0和1的序列,这就是符号语言。用符号代替0和1的序列编制程序当然对人来说是比较容易、方便,但机器不能“看懂”符号,必须在机器中把符号语言翻译成机器语言,对符号语言的翻译叫汇编,因而相应的翻译程序叫做汇编程序。进而,人们把需要汇编才能成为机器语言的符号语言叫做汇编语言。1950年J.W.福雷斯特开发了一种符号汇编程序的解释系统,1952年美国的G.M.霍普发表了第一个汇编程序。汇编语言得到有效的应用。不过汇编语言的指令与机器语言指令一一对应,而且与机器直接相关,机器一换,语言也要改变,缺乏通用性,产生难学、难掌握、难调试的问题。人们不断设想使用更接近于人的自然语言的程序语言。
更接近于人的自然语言的程序语言叫做高级语言,它是1956年公布并采用的,从而软件的发展进入了第二个阶段。
最先公布的高级语言是FORTRAN,来自英文FORmula TRANslator(公式翻译语言),是美国IBM公司的J.W.巴科库斯领导的小组为IBM 704机开发的,适用于数值计算。此举受到各方面的重视,人们开始用高级语言来开发软件。这里还存在一个问题名词解释：高级语言在机器中怎样转化成机器语言?高级语言通过编译才能成为机器语言,完成编译的程序叫做编译程序,与汇编程序一样属于翻译程序,从而,高级语言有时也被称为编译语言。
这一时期,计算机得到高速发展,应用领域也迅速扩大。除了科学计算的持续发展的需要外,出现了大量的信息处理问题,其要求与科学计算有着明显的不同,涉及大量非数值信息。因此出现了就一项任务而言,计算量不大,但输入输出量很大的情况。同时,机器结构上开始以存储控制为中心,出现了大容量的存储器。外围设备也得到进一步开发和发展。
与此同时,计算机的使用还出现了另一个问题名词解释：对一个高级语言程序来说,机器还需要让它接受运行某程序的命令;同时对于找出程序、输入内存、输入输出数据及完成其他一些工作如开启或关闭外设等,就是说还需要使机器执行程序,对计算机系统进行管理,这也是通过软件实现的,叫做操作系统。20世纪50年代的计算机由于使用的是机器语言或符号语言程序,计算机管理问题尚不突出,因此一般不用操作系统。20世纪60年代初,在机器采用了高级语言程序后,为了充分利用系统资源,产生了操作系统——最先出现的是管理程序。为了适应大量数据处理的需要,又发展了数据库及其管理系统。所有这些努力,都加快了计算机功能提高的进程。
计算机的能力越来越高,速度越来越快。人们需要用计算机处理的问题越来越多,于是出现了计算机功能的提高和人工编制软件的效率不高之间的矛盾。由于计算机所解决的问题日趋复杂,使软件的复杂程度迅速提高,而人工编制软件处于“个体手工劳动阶段”,编制周期长且可靠性问题日益突出(人工编制的正确性无法确保)。到了20世纪60年代,出现了人们难以控制的局面,对科学事业产生了很大的影响,如1962年6月,美国飞向金星的空间探测器“水手1号”,因飞船的导航程序中一个语句的语义出错,最终导致飞船偏离航线而被破坏;之后,“阿波罗8号”太空飞船的一个计算机软件错误造成了存储器中部分信息丢失;“阿波罗14号”在10天的飞行中,出现了18个软件错误。这些都是由著名专家精心设计出来的软件,花费了巨额投资,仍然没能避免出错,这引起了人们的注意。在当时,生产一个大的没有错误的程序似乎是不可能的事。软件使人们在实践中反复受挫,使人们产生了这样的结论名词解释：不管你多么细心,错误也会混入你的程序中。大型软件的生产已成为管理人员担惊受怕的项目。于是,在20世纪60年代末,人们惊呼出现了“软件危机”。
这一阶段人们着重研究了各种高级程序设计语言(FORTRAN不过是第一个,以后又开发出许多,最常用的也有20余种)、编译程序、操作系统等,使计算机系统的处理能力得到加强,设计与编制程序的工作方式逐步合作化。
为了克服软件危机,人们想出了“工程方式”。1968年北大西洋公约组织的科学委员会在德国的加尔密斯(Garmish)开会讨论软件的可靠性问题,产生了关于“软件工程”的加尔密斯报告,简称G—报告。次年,该委员会又在罗马开会讨论软件开发技术问题,产生了关于“软件工程技术”的罗马报告,简称R—报告。以G—报告和R—报告为标志,软件发展进入第三阶段——软件工程阶段。
软件分为系统软件、支援软件和应用软件三种。系统软件包括翻译程序(如前述编译程序)和汇编程序及操作系统(如DOS、Windowns等);支援软件包括接口软件、技术开发平台、各种工具软件(如中文信息处理系统、数据库管理系统等);应用软件如计算机辅助设计软件、工业控制软件、金融财务软件等。但一般来说,三种软件也没有截然分明的界限。