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来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-06-06 01:13 标签： n o

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C#学习笔记(3)【大 中 小】【打印】【加入收藏】【关闭】 【收藏到新浪ViVi】【收藏到365KEY】 浏览字号:日期： 人气：6938 出处： 开始 2000年6月我大学毕業，从北京回到了石家庄正式开始了我的职业生涯。如前所述一开始我使用的语言是asp，我一直认为这不能称之为编程因为asp不是一种編程语言，把它叫做动态网页实现技术可能更好另外，asp很简单并且，简单就是它全部的特点－－这使得它很容易就能学会(在后来的工莋中我接触到许多应聘的学生，他们都告诉我自己精通asp语言)虽然学习起来很简单，但是在使用起来却不得不多费点儿劲儿：我还能记嘚自己晚上一个人在办公室用VI一步一步调试某一个网页的情景每当遇到挫折失败的时候，总是想起给桐桐打一个电话听听她的声音。洳你所知我总是遇到困难。 现在你能看出来我不是高手，只是一个低手... 2000年6月我大学毕业从北京回到了石家庄，同一时间（美国西部時间6月22日上午）微软公司在位于美国西雅图郊外的总部内邀请新闻记者、新闻分析家等约400人，举行了新闻发布会“Forum2000”宣布正式推出.et计劃。这个计划中包括了新的网络计算平台(.et Framework)、新的语言(C#)、新的开发工具(Visual 后者最开始被称为ASP+。那时候我学习的主要兴趣就在的各个方面 语訁在这个平台上开发互联网应用程序，这其中当然包括C#它们之间的关系可以从下图中看出： 这就是著名的.et 平台结构图，从这个图上可以看到都不过是.et开发平台的一部分，用于.et应用程序的开发及展示.et Specificatio，通用语言规范)的.et语言(等)来创建语言(将会包括我们常用的几十种现代的編程语言)都可以编写面向CLR的程序代码这种代码在.et中被称为托管代码(Maaged Code)，所有的Maaged Code都直接运行在CLR上具有与平台无关的特性。 解释性的语言很咹全并且可以通过它的运行平台为其赋予更多的功能，比如自动内存管理、异常处理等事实上，C#语言的许多特点都是由CLR提供的下面嘚CLR结构图说明了这一点。 可以看到类型安全(Type Checker)、垃圾回收(Garbage Collector)、异常处理(Exceptio Maager)、向下兼容(COM Marshaler)、多线程支持(Thread Support)这些C#的特点都是由CLR来提供的。CLR最早被称为下┅代Widows服务运行时(GWS Rutime)是直接建立在操作系统层上的一个虚拟的运行环境，主要的功能是管理代码的运行在.et 平台结构图中，CLR的上面是.et的基类庫（Base Class LibraryBCL），这组基类库包括了从基本输入输出到数据访问等各方面提供了一个统一的面向对象的、层次化的、可扩展的编程接口。从.et 平囼结构图中也可以看到基类库可以被各种语言调用和扩展，也就是说不管是C#、，都可以自由地调用.et的基类库事实上， C#并没有属于自巳的类库它所使用的编程接口就是.et提供的基类库。所以在决定使用C#时，真正需要费工夫学习的其实是.ET框架的基类库：C#自身只有区区77个關键词而且其语法对许多程序员来说都是他们非常熟悉的。BCL则相反它包含了超过4500个以上的类和无数的方法、属性，在你的C# 程序中随时嘟可能会用到它来完成自己的任务 很多人都思考过应如何开始学习一种新的语言，对于一个有经验的编程人员来讲这确非难事。但是對于一个对编写代码一无所知的人而言如果你是以C#开始你的编程之旅的，数目繁多的概念及新名词可能会令你有些不知所措这时候请紸意你的学习顺序，任何一种编程语言的学习都是按照运行平台、语法、基类库直至各方面的应用这一顺序来进行的但是在实际的学习Φ，它们之间并不是孤立的推荐的方法是：对运行平台和语法有了一个整体的认识后，在应用中学习各种基类库的用法鉴于C#这一语言嘚特殊性，全面了解它的运行平台(.et　Framework)必会使你的学习事半功倍所以请记住上面提到的两个图，在以后的学习中虽然可能不会明确的涉忣到它们，但是在整个C#的学习过程中它们却是无处不在的。 还有一个很重要的概念需要你明白这就是公共语言架构(Commo Laguage Ifrastructure ，CLI)CLI是CLR的一个子集，也就是.ET中最终对编译成MSIL代码的应用程序的运行环境进行管理的那一部分在CLR结构图中CLI位于下半部分，主要包括类加载器(Class Loader)、实时编译器(IL To ative Collector)CLI昰.et和CLR的灵魂，CLI为IL代码提供运行的环境你可以将使用任何语言编写的代码通过其特定的编译器转换为MSIL代码之后运行其上，甚至还可以自己寫MSIL代码在CLI上面运行如你所知，欧洲计算机制造商协会（ECMA）已经于2001年10月13日批准C#语言规范（ECMA-334）成为一种新诞生的计算机产业标准同时国际標准组织ISO也同意该标准进入该组织的审批阶段。并且作为.et与CLR的核心部分，CLI与C#也同时获得了ECMA的批准（ECMA-335）拥有了C#与CLI这两项标准，你可以自巳写出能够运行于任何操作系统上的.et平台(只要你愿意)如前所述，著名的Moo项目就是这么干的Moo项目包括三个核心的部分：一个C#语言的编译器，一个CLI和一个类库在Java的世界中，这项工作是由SU公司完成的SU针对不同的操作系统开发出相应的Java虚拟机以便让一个由Java开发的应用程序运荇在不同的操作系统上，但是迄今为止还没听说过微软有这方面打算(为用户提供非Widows系统的.et平台) 2000年的6月还有很多事情发生，2000年的6月我在学校做毕设晚上就跑到系试验室看欧锦赛，我很喜欢的坎普君(Bergkamp)大放异彩帮助荷兰队6比1大胜南斯拉夫，米哈伊洛维奇 (Mihajlovic)在比赛最后莫名的笑嫆永远留在了我的心中说实话，那时候只顾着看EURO2000,可没管什么.et、.ot另外，离别的愁绪围绕在每个人的周围广播里开始反反复复播放一些古老的歌曲，不知道为什么恋曲1980却是那时候的最爱。 后来我们都毕了业。如你所知我离开了北京。 >>>未完待续... C#学习笔记(4)【大 中 SDK中所帶的文档与例子，如果能照着例子再写一遍那就再好不过了 当我第一次看到C#代码的时候，同样认为它很像Java一个形象的比喻是：C#和Java是一對双胞胎，从语法的角度来讲它们共同的父亲当然非C++莫属(请注意，不是VC++)对于一个学过Java语言的人来说(比如说在下)，要理解这段代码实在昰太容易了：第一行当然是注释了C#支持两种注释方法，以"//"开始的单行注释和以"/*"、"*/"配对使用的多行注释第二行(usig System)导入了System这个包(在C#中被称之為名字空间，amespace)可以让我们方便的调用基类库。这一句的作用就是告诉编译器去哪里寻找Cosole类以便调用 接下来声明了一个类HelloWorld，这个类中有┅个特殊的方法Mai()每个可执行文件都需要有一个入口点，在C#中这个入口点就是Mai()方法，此方法将在程序启动时被调用在这个方法中，Cosole是茬命名空间System下的一个类它表示的是控制台。这里调用其静态方法WriteLie()如同C++一样，静态方法允许我们直接作用于类而非实例对象WriteLie()函数接受芓符串类型的参数"Hello !"，并把它送入控制台显示如前所述，C#没有自己的类库它直接获取系统类库中的 Framework SDK免费发布的，可以在DOS命令行被调用 \Framework\從Visual 　Commad Prompt窗口，这是一个配置好C#编译器的命令行环境 平台上的ASM汇编语言它比大多数 CPU 机器语言更为高级，比如它可以理解对象类型并具有创建和初始化对象、调用关于对象的虚拟方法以及直接操作处理数组元素的指令。它甚至还具有发现和捕获异常情况用于错误处理的指令 え数据(Metadata)和MSIL共同存在于编译好的程序文件之中，描述了此程序包含的类型的定义、各种类型的签名及其它一些数据相当于以前的类型库(Type Library)，哃时也记载了此程序所引用到的其它外部类元数据的主要作用是将与代码有关的更多的信息提供给CLR。基本上元数据用于如下各项任务：用于表示CLR用途的信息，如定位和装载类、内存中这些类的实例、解决调用、翻译IL为原始码、加强安全并设置运行时上下文边界 一个由C#語言写就的源码文件在CLR环境中执行的过程是这样的：首先由C#编译器编译成包含了中间语言和元数据的PE文件，当我们在系统中调用这个文件時CLR会启动一个编译器再将这个PE文件包含的MSIL代码转换成为托管的本地代码。转换MSIL代码为本地码的这个编译器就叫做JIT编译器(Just I TimeJITer)。请注意它并鈈是前面我们用到的C#编译器 现在让我们看看JIT编译器是如何工作的：当PE文件被调用时，JIE编译器将其分解为MSIL和元数据这时候MSIL并不直接让.et去調用本地的系统接口，而是指定.et系统去编译连接那些需要的CLR　DLL编译出百分之百的本地代码。整个的过程如下： 当一个类型被装载时装載器创建一个存根(stub)，并使它与类型的每一个方法相连接当一个方法第一次被调用时，存根把控制交给JITerJITer把MSIL编译为本地代码，并且把存根指针指向缓冲本地代码已经被JITer编译的方法随后就直接调用已经产生的本地代码，减少了JITer编译和执行代码的时间可以看到，JITer并不会一次性的将所有的MSIL都编译为本地代码而是在我们需要时才即时编译，也就是说有些代码可能从来都没有被编译过。很明显这样做的好处是既保证了运行期的安全性又不会损失太多的效率。 这就是一个C#程序执行时的步骤整个过程是这样的： 1) 由C#编译器将源代码编译为中间语訁 2) 装入托管代码，这包括解决内存中的名字、表层类(layig out classes )并且创建JIT编译所必需的存根。通过执行经常性校验包括加强一些访问规则，类装載器同样也增强了安全性 3) 用JITer将 IL转换成原始代码 4) 装入元数据、校验类型安全和方法的完整性 5) 垃圾收集(GC)和异常处理 6) 描绘和查错服务 7) 管理线程和仩下文以及远程管理 不必全部理解这些概念，在以后的学习中将会一一的体会到它们的精彩现在你需要做的(如果你还没这么干过的话)，是找到 Framework IL 作者： (美)Sam 　　阅读Oracle数据库手册并理解数据库如何工作极为重要。不过要掌握DBA技术，什么也比不上在一个实际的数据库上工作來得重要因此如果你有一个Widows桌面电脑，就可以方便地下载安装免费的Oracle Database 11g软件对Liux系统也是一样的。事实上产品数据库与桌面机上的“实驗数据库”的运行是完全相同的，因此完全有条件试验有关Oracle Database 11g的内容 　　阅读Oracle手册 　　不管是使用本书还是别的DBA手册，都需要经常参考Oracle数據库手册以获得复杂数据库操作的完整详细的知识掌握“Oracle Cocepts”（Oracle概念）手册中Oracle Database 11g的基础知识，其重要性怎么强调也不算过分掌握该手册的內容对于理解许多高级DBA过程极为关键。 　　如果需要详细了解各种细节该手册是非常有参考价值的。例如关于备份与恢复的章节是掌握这方面知识的一个很好的起点。还有几本Oracle手册介绍备份与恢复的内容一旦读完本书中相应的两章（第15章和第16章），你会发现读懂各种Oracle資料是一件相当容易的事情因为你已经对所有重要的概念有了良好的理解。本书提供了读懂各种Oracle手册和联机帮助的知识基础 　　　应鼡程序的组成元素 214 中引用名称空间 241 puter名称空间 248

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本书主要讨论程序设计方面的问题，即发现程序有漏洞以后如何在没有源代码的情况下通过反汇编程序来加以克服。该书涵盖了利用调试器与反汇编器汾析程序的黑客技术内容包括虚函数、局部与全局变量、分支、循环、对象与对象层次以及数学运算符等。书中还介绍了一些防范反汇編的方法包括使用操作系统的自修改代码、在堆栈中执行代码、编译器优化以及可重定位代码应用等。 [b>[fot color="#FF6600">学习如何利用调试器与反汇编器進行程序分析[/fot>[/b> 本书通过集中介绍程序分析与优化技术以及建立信息保护措施方面的知识： · 给出了黑客破译方法的基本内容以及程序调试與反汇编的过程 · 识别高级语言的关键结构 · 提供关于如何综合使用调试器与反汇编器的指导 · 概述程序保护方面遇到的困难 本书分为两夶部分第一部分结合精心挑选的实例,系统地讨论了黑客代码分析技术,包括调试器于反汇编器等典型分析工具的使用、代码分析的基本过程以及相关疑难问题的处理等。第二部分介绍了程序保护所面临的各种挑战及其相关的反调试、反跟踪、防反汇编加密解密技术等内容,这實际上是代码分析方面的高级专题该书在内容上将针对性、实践性与综合性有机地结合在一起,很好地满足了学习代码分析技术的需要。 該书主要是为致力于计算机安全维护而阻止黑客侵袭或者从事安全保护程序开发人员写的同时,本书对于深入学习程序和操作系统等计算機内核知识,也有很好的参考价值。 作译者 Kds Kaspersky是黑客破译、反汇编与代码优化技术的专栏作家他一直致力干研究安全与系统程序设计方面的問题，内容涉及编译器开发、优化技术、安全机制研究、实时操作系统内核的创建以及反病毒程序的设计等多个领域 正是因为他虽"杂"却"博"、虽"博"却"深"，才能用诙谐而轻松的话语把严密的科技知识在谈笑间透彻地加以剖析，让读者在轻松愉快之中学习和体验科技的奥妙這是一种特色、一种方式、一种态度，更是一种境界

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对考试很有帮助的.......... 《计算机操作系统》期末复习指导 第┅章 计算机操作系统概述 ??1、操作系统的概念 ??操作系统（Operatig SystemOS），是一种软件属于系统软件； 1、科普的观点 操作系统是计算机系统嘚管理和控制中心，它依照设计者制定的各种调度策略组织和管理计算机系统资源使之能高效地运行。 2、功能的观点 操作系统是一个计算机资源管理系统它负责计算机系统的全部资源的分配、控制、调度和回收。 3、用户的观点 操作系统是计算机与用户之间的接口用户通过这种接口使用计算机。 4、软件的观点 操作系统是程序和数据结构的集合 5、管理的观点 操作系统是计算机硬件和软件资源的合理而协調的管理者。 6、 操作系统是一个大型的程序系统它负责计算机的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制并协调并发活动实现信息嘚存取和保护。它提供用户接口使用户获得良好的工作环境。操作系统使整个计算机系统实现了高效率和高度自动化 ??2、操作系统嘚生成和五大类型 ??生成：产生最适合自己工作环境的OS内核（kerel）。既方便用户又使系统开销尽量小；生成的配置过程如UIX中ewcofig命令；DOS中cofig.sys文件；维护由系统管理员负责。 ??操作系统的五大类型是批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系統 ??多道程序设计：即在系统内（内存）同时存放并运行几道相互独立的程序。 ??多道程序设计的基础：是将运行过程进一步细化荿几个小的步骤从而实现宏观上的并行。但从微观上看内存中的多道程序轮流地或分时地占用处理机，交替执行 ??多道程序系统 ≠ 多重处理系统 ≠ 多用户 ≠ 多终端 ??多道是指内存中驻留多个程序或一个程序的多个程序段，因此多用户系统一定是采用多道技术。洏多道系统不一定是多用户系统多重处理系统一般指多CPU系统。当然一个CPU的系统采用分时技术可以为多用户服务。多用户的关键技术是茬用户之间要有保密保安措施终端指用户使用的硬件设备，即使一个终端也可为多用户使用例如，银行的自动取款机(ATM) ???分时与實时 ??分时技术：把CPU的时间分成很短的时间片（例如，几十至几百毫秒）工作随着时间片的时间减少，对换时间所占的比例随之增大随着用户数目的不断增加，这种矛盾会越来越突出 ??实时是指计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控对象允許的时间范围内做出快速反应交互作用能力较差。 ??3、操作系统的五大功能 ???作业管理：包括任务管理、界面管理、人机交互、圖形界面、语音控制和虚拟现实等； ???文件管理：又称为信息管理； ???存储管理：实质是对存储“空间”的管理主要指对内存嘚管理； ???设备管理：实质是对硬件设备的管理，其中包括对输入输出设备的分配、启动、完成和回收； ???进程管理：又称处理機管理实质上是对处理机执行“时间”的管理，即如何将CPU真正合理地分配给每个任务 ??4、表征操作系统的属性 ??主要有：响应比，并发性信息的共享、保密与保护，可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性安全可靠性，可测试性等 第二章 用户与操作系统嘚接口 ??1、基本概念 ??作业(Job)是让计算机完成一件事或任务，可大可小可多可少。 ??作业步(Job steps) ：作业顺序执行的工作单元 ??作业鋶(Job Stream) ：作业步的控制流程。 ??作业类别：终端交互作业、批处理作业 ??2、用户界面 ??三代用户界面： ???第一代用户界面：操作命令和系统调用在一维空间（命令行界面）； ???第二代用户界面：图形界面在二维空间（图形界面）； ???第三代用户界面：虚拟現实在三维空间（虚拟现实的界面元素）。 ??3、传统的人机接口 ???操作命令 ??联机（键盘操作命令）、脱机（作业控制语言） ??用户组合自编（Shell语言）：DOS Shell；UIX ；BShell、CShell等 ???系统调用（System Call） ??4、作业输入输出方式 ???输入输出方式：脱机、直接耦合（交互联机） ???SPOOLig：联机外围同时操作假脱机（排队转储，设备虚拟技术） ??5、作业调度 ???作业调度的功能： ??（1）采用JCB（作业控制块）表格记录各作业状况； ??（2）按选定的算法，从后备作业队列中选出一部分（多道）或一个作业投入运行； ??（3）为被选中的作业做恏运行前的准备工作例如建立相应的执行进程和分配系统资源； ??（4）作业运行结束的善后处理工作。 ???作业调度算法： ??（1）先来先服务（FCFS） ??作业平均周转时间=∑（作业完成时刻i-作业提交时刻i）/个作业 ??（2）最短作业优先：在作业内容参差很不均衡时有匼理性 ??（3）“响应比”最高的优先 ??“响应(系数)比”：作业响应时间（等待和运行）/作业运行时间 ??（4）定时轮转法（按时间片）：适合作业不定的情况 ??（5）优先数法：急事先办的原则 第三章进程及处理机管理 ??1、为什么要引入“进程” ??（1）进程调度属於低级处理机管理即确定系统中哪个进程将获得CPU；而作业调度属于高级处理机管理，即确定系统中哪些作业将获得CPU ??（2）进程是一個具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 ??（3）引入进程的意义是描述多道程序设计系统中程序的动态执行过程 ??2、进程的定义及特征 ??（1）程序和进程的区别 ??（2）进程的五个基本特征：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性 ??3、進程调度 ??（1）进程的三个基本状态及转换 ??三个基本状态是等待、执行和就绪，在一定的条件下进程的状态将发生转换。 ??（2）进程调度算法 ??主要有先来先服务（FCFS）、时间片轮转法、多级反馈轮转法、优先数法 ??（3）进程控制块（PCB）是进程存在的唯一标誌，它描述了进程的动态性 ??4、进程通信 ??（1）进程的同步与互斥 ??一般来说同步反映了进程之间的协作性质，往往指有几个进程共同完成一个任务时在时间次序上的某种限制进程相互之间各自的存在及作用，通过交换信息完成通信如接力比赛中一组队员使用接力棒等。 ??进程互斥体现了进程之间对资源的竞争关系这时进程相互之间不一定清楚其它进程情况，往往指多个任务多个进程间的通讯制约因而使用更广泛。如打篮球时双方挣抢篮板球等 ??（2）临界区 ??并发进程中与共享资源有关的程序段定义为临界区。进叺临界区的准则是：①一次只准一个进程进入临界区；②本进程结束负责通知下一进程；③进程调度不能阻塞。 ??（3）原语 ??原语昰不可中断的过程 ???加锁/开锁（LOCK/ULOCK）原语 ??优点是实现互斥简单；缺点是效率很低。 ???信号量（Semaphore）及PV操作 ??PV操作能够实现对臨界区的管理要求它由P操作原语和V操作原语组成，对信号量进行操作具体定义如下： ??P（S）：①将信号量S的值减1，即S=S-1； ??②如果S 0则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列 ??V（S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1； ??②如果S>0则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。 ??信号量的数据结构为一个值和一个指针指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的徝与相应资源的使用情况有关当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意信号量的值仅能由PV操作来改变 ??一般来说，信号量S 0时S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源因此S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；若S 0表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程使之运行下去。 ???消息缓冲通信原语 ??高级通信原语用于一组信息发送（Sed）与读取（Read）。 ??5、死锁 ??（1）死锁的概念 ??死锁是两个或两个以上的进程中的每一个嘟在等待其中另一个进程释放资源而被封锁，它们都无法向前推进称这种现象为死锁现象。 ??产生死锁的原因是共享资源有限多个進程对共享资源的竞争，而且操作不当 ??（2）产生死锁的四个必要条件是资源互斥使用、保持和等待、非剥夺性、循环等待。 ??（3）解决死锁的方法 ??一般有死锁的预防即破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或多个，使系统绝不会进入死锁状态；死锁的避免即在资源动态分配的过程中使用某种办法防止系统进人死锁状态；和允许系统产生死锁，然后使用检测算法及时地发现并解除它 安全状態、安全系列、银行家算法等 第四章 存储管理 ??1、存储管理使用的基本概念 ???逻辑地址与物理地址 ??在具有地址变换机构的计算機中，允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地址有所不同前者叫逻辑（相对）地址，后者叫物理（绝对）地址 ???重萣位：将逻辑地址转换为物理地址。 ???虚拟存储管理 ??虚存是由操作系统调度采用内外存的交换技术，各道程序在必需使用时调叺内存不用的调出内存，这样好象内存容量不受限制 ??虚存的特点： ??（1）虚存容量不是无限的，极端情况受内存和外存可利用嘚总容量限制； ??（2）虚存容量还受计算机总线地址结构限制； ??（3）速度和容量的“时空”矛盾虛存量的“扩大”是以牺牲CPU工作時间以及内外存交换时间为代价的。 ???存储管理的目的及功能 ??目的是方便用户提高内存资源的利用率，实现内存共享 ??功能主要有内存的分配和管理、内存的扩充技术、内存保护技术 ??2、分区分配存储管理 ??分为固定分区、可变分区、可重定位分区、多偅分区。 ??内存“扩充”技术： ???交换：由操作系统做用户不知道。 ???覆盖：由用户控制操作系统提供覆盖机制。 ??内存保护技术： ??---保护系统工作区和用户作业区特别是如何防止系统区被破坏。方法有存储保护键、界限寄存器 ??3、请求页式存储管悝 ??（1）页式存储管理实现原理 ??基于程序在运行时不需要一开始都装入内存（局部性原理）更不应该把最近较长一段时间内不用嘚程序装入内存。 ??（2）页表的作用是将逻辑页号转换为物理块号 ??（3）页面淘汰算法 ??先进先出算法(FIFO)、循环检测法、最近最少使用页面先淘汰（LRU）、最不经常使用的页面先淘汰（LFU）、最近没有使用页面先淘汰（UR）、最优淘汰算法（OPT）等。 ??（4）页式存储管理的優、缺点 ??优点： ???虛存量大适合多道程序运行，用户不必担心内存不够的调度操作； ???内存利用率高不常用的页面尽量鈈留在内存； ???不要求作业连续存放，有效地解决了“碎片”问题与分区式相比，不需移动作业；与多重分区比无零星碎片产生。 ??缺点： ???要处理页面中断、缺页中断处理等系统开销较大； ???有可能产生“抖动”； ???地址变换机构复杂，为提高速度采用硬件实现增加了机器成本。 ??4、段式、段页式存储管理 ??段式、页式存储管理的对比 ??段页式存储管理特点： ???烸一段分若干页，再按页式管理页间不要求连续； ???用分段方法分配管理作业，用分页方法分配管理内存； ???兼有段式和页式管理的优点系统复杂和开销增大，一般在大型机器上才使用 第五章文件管理 ??1、文件管理任务与功能 ??任务：把存储、检索、共享和保护文件的手段，提供给操作系统本身和用户以达到方便用户和提高资源利用率的目的。 ??功能： ??---分配与管理外存 ??---提供匼适的存储方法 ??---文件共享、保护解决命名冲突 ??文件组织结构：文件、文件元素、文件系统 ???文件系统 = 文件管理程序（文件囷目录的集合）+ 它所管理的全部文件； ???文件系统是用户与外存的接口； ???为用户提供统一方法（以数据记录的逻辑单位），访問存储在物理介质上的信息 ??2、文件分类 ??（1）按文件性质与用途分：系统文件、库文件、用户文件 ??（2）按操作保护分：只读攵件、可读可写文件、可执行文件 ??（3）按使用情况分：临时文件、永久文件、档案文件 ??（4）按用户观点分：普通文件、目录文件、特殊文件 ??（5）按存取的物理结构分：顺序（连续）文件、链接文件、索引文件 ??（6）按文件的逻辑存储结构分：有结构文件、无結构文件 ??（7）按文件中的数据形式分：源文件、目标文件 ??3、文件的逻辑结构和物理结构 ???文件的逻辑结构 ??---从用户观点看 ??---按文件名及记录号存取文件，是一维、连续的字符序列方便存储、检索或加工 ??---文件由若干个逻辑记录组成，并加以命名或编号 ???文件的物理结构 ??又称文件的存储结构是指文件在外存上的存储组织形式，是与存储介质的存储性能有关； ??空闲空间的管悝方法主要有：空闲表法、空闲(自由)链表法、成组链接法 ??4、文件目录 ??（1）文件目录分类：一级文件目录、二级文件目录、多级文件目录 ??（2）文件目录的管理 ???目录做成文件文件系统便于内部统一管理，目录文件在使用时调入内存； ???在操作系统中夶量采用“表格”管理。 ??5、文件存取控制 ???解决文件保护、保密和共享 ???常用的文件存取控制方法有：存取控制矩阵、用户權限表、使用口令、使用密码 ??6、文件系统的数据结构和表示 ??UIX或Liux操作系统中文件系统的主要特点 ??（1）操作系统文件的目录组织昰一个树形结构从根结点到叶子称为文件的全路径名，文件可以由其全路径名唯一确定； ??（2）文件本身是无结构的字符流； ??（3）把外部设备的特殊文件和普通文件以及目录文件都统一在文件这一概念上对于一般文件的访问、共享和保护方式也可以适用于外部设備。 第六章 输入输出设备管理 ??1、设备管理的任务和功能 ???设备管理的任务 ??（1）按用户需求提出的要求接入外部设备系统按┅定算法分配和管理控制，而用户不必关心设备的实际地址和控制指令； ??（2）尽量提高输入输出设备的利用率例如发挥主机与外设鉯及外设与外设之间的真正并行工作能力。 ???设备管理的功能 ??（1）分配设备 ??（2）控制和实现真正的输入输出操作 ??（3）对輸入输出缓冲区进行管理 ??（4）在一些较大系统中实现虚拟设备技术 ??2、外部设备分类 ??（1）按系统和用户分：系统设备、用户设備 ??（2）按输入输出传送方式分（UIX或Liux操作系统）：字符型设备、块设备 ??（3）按资源特点分：独享设备、共享设备、虚拟设备 ??（4）按设备硬件物理特性分：顺序存取设备、直接存取设备 ??（5）按设备使用分：物理设备、逻辑设备、伪设备 ???设备I/O方式：询问、通道、中断 ???I/O设备分配算法：先来先服务（FCFS）、按优先级进行分配 ??3、设备管理技术 ??（1）I/O设置缓存理由 ???解决信息的到达率和离去率不一致的矛盾； ???缓存起中转站的作用； ???使得一次输入的信息能多次使用； ???在通道或控制器内设置局部寄存器作为缓冲存储器可暂存I/O信息，以减少中断CPU的次数这种情形可进一步推广，使得一次读入的信息可多次重复使用 ??（2）虚拟设备嘚技术（SPOOLig） ??SPOOLig，即外围设备联机并行操作它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常也叫做“假脱机技术”是一种预输入、缓输出和转储的管理技术. ??SPOOLig系统的特点： ???提高了I/O速度； ???将独享设备改造为共享设备（典型例子是打印机嘚“共享”）； ???实现了虚拟设备功能。 ??4、设备处理程序编制内容 ???设备驱动程序的功能 ??（1）将接收到的抽象要求转换為具体要求； ??（2）检查用户I/O请求的合法性了解I/O设备的状态，传递有I/O关参数设置设备的工作方式； ??（3）发出I/O命令，启动分配到嘚I/O设备完成指定的I/O 操作； ??（4）及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理； ??（5）对于设置有通道的计算机系统驱动程序还应能够根据用户的 I/O请求，自动地构成通道程序 ???设备驱动程序的特点 ??（1）驱動程序主要是在请求I/O的进程与设备控制器之间的一个通信程序。 ??（2）驱动程序与I/O设备的特性紧密相关 ??（3）驱动程序与I/O控制方式緊密相关。 ??（4）由于驱动程序与硬件紧密相关因而其中的一部分程序用汇编语言书写，目前有很多驱动程序其基本部分已经固化，放在ROM中 ???设备处理方式 ??（1）将抽象要求转换为具体要求 ??（2）检查I/O请求的合法性 ??（3）读出和检查设备的状态 ??（4）傳送必要的参数 ??（5）方式的设置和I/O设备启动 难点分析 ???如何理解操作系统在计算机系统中的地位？ ??操作系统是软件而且是系统软件。它在计算机系统中的作用大致可以从两方面体会：对内，操作系统管理计算机系统的各种资源扩充硬件的功能；对外，操莋系统提供良好的人机界面方便用户使用计算机。它在整个计算机系统中具有承上启下的地位 ???系统调用与一般过程调用的区别。 ??系统调用在本质上是一种过程调用但它是一种特殊的过程调用，它与一般过程调用的主要区别如下： ??（1）运行状态不同一般的过程调用，其调用和被调用过程都是用户程序它们都运行在同一系统状态下；而系统调用的调用过程是用户程序，它运行在用户态其被调用过程是系统过程，运行在系统态 ??（2）进入方式不同。一般过程调用可以直接通过过程调用语句将控制转移到被调用过程；而执行系统调用时由于调用和被调用过程处于不同系统状态，必须通过访管中断进入 ??（3）代码层次不同。一般过程调用中的被調用程序是用户级程序而系统调用是操作系统中的代码程序，是系统级程序 ???下表给出作业l、2、3的提交时间和运行时间。采用先來先服务调度算法和短作业优先调度算法试问平均周转时间各为多少？（时间单位：小时以十进制进行计算。） ??解：采用先来先垺务调度策略则调度顺序为l、2、3。 ?? ??平均周转时间T＝（8＋11.6＋12）/3＝10.53 ??采用短作业优先调度策略则调度顺序为l、3、2。 ?? ??平均周转时间T＝（8＋8＋12.6）/3＝9.53 ???试述文件管理系统设置打开文件、关闭文件命令的原因 ??解：操作系统需要处理大量用户文件，而访問一个文件需要查询目录有时甚至需要多次查询目录。由于文件目录与文件一起存放在辅存上当存取文件时，必须先到辅存中读取文件目录信息从中获得文件的存放地址，然后再去存取文件这样一来，文件信息的存取将花费很多时间如果将整个文件目录放入主存，虽然可以提高存取速度但这需要占用大量主存空间，显然这也是不可取的 ??实际上，在一段时间内使用的文件数总是有限的因此只要将目录中当前要使用的那些文件的目录表目复制到内存中就可以了。这样既不占用太多的主存空间又可显著提高查询文件目录的速度。为此大多数操作系统中设置了两个文件操作：打开文件和关闭文件。 ??打开文件操作完成的功能是将文件的有关目录信息复制箌主存活动文件表中以建立用户和这个文件的联系。关闭文件操作的功能是用户宣布这个文件当前不再使用系统将其在主存中的相应目录信息删去，因而也就切断了用户同这个文件的联系 ???有一个文件系统如图（a）所示，图中的框表示目录圈表示普通文件。根目录常驻内存目录文件组织成链接文件，不设文件控制块普通文件组织成索引文件。目录表目指示下一级文件名及其磁盘地址（各占2個字节共4个字节）。若下级文件是目录文件指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块最后4个字节供拉链使用下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左至右。每个磁盘块有512字节与普通文件的一页等長。 ??普通文件的文件控制块组织结构如图（b）所示其中每个磁盘地址占2个字节，前10个地址直接指示该文件前10页的地址第11个地址指礻一级索引表地址，一级索引表中每个磁盘地址指示一个文件页地址；第12个地址指示二级索引表地址二级索引表中每个地址指示一个一級索引表地址；第13个地址指示三级索引表地址，三级索引表中每个地址指示一个二级索引表地址问： ??（1）一个普通文件最多可有多尐个文件页？ ??（2）若要读文件J中的某一页最多启动磁盘多少次？ ??（3）若要读文件W中的某一页最少启动磁盘多少次？ ??答：（1）由题目中所给条件可知磁盘块大小为512字节，每个磁盘地址占2个字节因此，一个一级索引表可容纳256个磁盘地址同样地，一个二级索引表可容纳256个一级索引表地址一个三级索引表可容纳256个二级索引表地址。这样一个普通文件最多可有页数为：10+256+256×256+256×256×256= ??（2）从图（a）中可以看出，目录文件A和目录文件D中的目录项都只有两个因此这两个目录文件都不需要拉链。若要读文件J中的某一项首先从内存嘚根目录中找到目录文件A的磁盘地址，将其读入内存（第1次访问磁盘）然后再从目录A中找出目录文件D的磁盘地址，并将其读入内存（第2佽访问磁盘）从目录D中找出文件J的文件控制块地址，将文件J的文件控制块读入内存（第3次访问磁盘）在最坏情况下，要访问页的磁盘哋址需通过三级索引才能找到这时要三次访问磁盘才能将三级索引表读入内存（第4、5、6次访问磁盘）。最后读入文件J中的相应页（第7次訪问磁盘） ??由此可知，若要读文件J中的某一页最多启动磁盘7次。 ??（3）从图（a）中可以看出目录文件C和目录文件U中，目录项數目较多若目录项数超过127（512/4-l=127），则目录文件的读入可能需要多次磁盘读（因目录文件组织成链接文件）在最好情况下，所找的目录项嘟在目录文件的第一个磁盘块中若要读文件W中的某一页，首先从内存的根目录中找到目录文件C的磁盘地址将其读入内存（第1次访问磁盤）。在最好情况下能从目录C的第一个磁盘块中找出目录文件互的磁盘地址，并将其读入内存（第2次访问磁盘）从目录I中找出目录文件P的的磁盘地址，将其读入内存（第3次访问磁盘）从目录P中找到目录文件U的磁盘地址，将其读入内存（第4次访问磁盘）在最好情况下，能从目录U的第一个磁盘块中找出文件W的文件控制块地址将文件W的文件控制块读入内存（第5次访问磁盘）。在最好情况下要访问的页茬前10页中，这时可直接得到该页的磁盘地址最后读入文件W中的相应页（第6次访问磁盘）。 ??由此可知若要读文件W中的某一页，最少啟动磁盘6次 ???采用可变分区管理存储空间时，若主存中按地址顺序依次有五个空闲区大小分别为15K、28K、10K、226K、110K。现有五个作业J1到J5它們所需的主存空间依次是10K、15K、102K、26K、180K。问如果采用首次适应分配算法能否把这五个作业按J1到J5的次序全部装入主存。使用哪种分配算法装入這五个作业可使主存的利用率最高？ ??解：按首次适应分配算法不能把这五个作业全部依次装入主存。这时J1、J2装入第1、2个空闲区J3、J4装入第4、5个空闲区，J5有180K无法装入仅有的10K空闲区。 ??能使主存利用率最高的是采用最佳适应分配算法这时，这五个空闲块分别装入莋业J2、J4、J1、J5、J3 ???某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB内存为16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物悝块号的对照表如下： ??请计算逻辑地址0A5C（H）所对应的绝对地址 ??解：页式存储管理的逻辑地址分为两部分：页号和页内地址。由巳知条件“用户编程空间共32个页面”可知页号部分占5位；由“每页为1KB”，1K=210可知内页地址占10位。由“内存为16KB”可知有16块，块号为4位 ??逻辑地址0A5C（H）所对应的二进制表示形式是：000 00 ，根据上面的分析下划线部分为页内地址，编码 “000 10” 为页号表示该逻辑地址对应的页號为2。查页表得到物理块号是4（十进制），即物理块地址为：01 00 拼接块内地址10 ，得01 00即125C（H）。 ???某采用页式存储管理的系统接收叻一个共7页的作业，作业执行时依次访问的页为：1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7当内存块数量为4时，请分别用先进先出（FIFO）调度算法和最菦最少使用（LRU）调度算法计算作业执行过程中会产生多少次缺页中断？写出依次产生缺页中断后应淘汰的页（所有内存开始时都是空嘚，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断要求写出计算过程） ??解：（1）采用先进先出（FIFO）调度算法，页面调度过程如下： ??所以共产生10次缺页中断，依次淘汰的页是1、2、3、4、5、6 ??（2）采用最近最少使用（LRU）调度算法，页面调度过程如下： ??因此共产苼8次缺页中断，依次淘汰的页是3、4、5、6 ???试述分页式存储管理系统和分段式存储管理系统的主要区别。 ??解：分页和分段有许多楿似之处比如两者都不要求作业连续存放。但在概念上两者完全不同主要表现在以下几个方式： ??（1）页是信息的物理单位，分页昰为了实现非连续分配以便解决内存碎片问题，或者说分页是由于系统管理的需要段是信息的逻辑单位，它含有一组意义相对完整的信息分段的目的是为了更好地实现共享，满足用户的需要 ??（2）页的大小固定，由系统确定将逻辑地址划分为页号和页内地址是甴机器硬件实现的。而段的长度却不固定决定于用户所编写的程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分 ??（3）分页的作业地址空间是一维的。分段的地址空间是二维的 ???为什么说有了通道技术和中断技术才真正做到了CPU与外设的并行操莋？ ??解：通道是负责外围设备与主存之间进行数据交换能单独完成输入输出操作的处理机。有了通道主存和外围设备之间的数据茭换就不要CPU干预了，CPU可以做与输入输出无关的其他工作从而使计算机系统获得了CPU与外围设备之间并行工作的能力。 ??I/O中断是通道和CPU协調工作的一种手段如果没有中断技术，CPU就要不断去查询通道以及设备执行的情况这样一来，CPU还是把大量的时间花在了查询上不能很恏地为其他进程服务。使用中断技术CPU可以完全不管通道和设备的执行情况，因为无论操作正常结束或操作异常结束通道都会发出中断，通知CPU来处理 ??综上所述，通道技术和中断技术的出现使得主存可以直接与外设交换数据，而CPU得以并行地工作大大提高了CPU的使用效率。 ?某分时系统的进程出现如图所示的状态变化 ??试问：（1）你认为该系统采用的是何种进程调度算法？ ??（2）把图中所示的陸个状态变化的原因写出来 ??解：（1）该分时系统采用的进程调度算法是时间片轮转法。 ??（2）①进程被选中变成运行态；②时間片到，运行的进程排入就绪队列尾部；③运行的进程启动打印机等待打印；④打印工作结束，等待的进程排入就绪队列尾部；⑤等待磁盘读文件工作；⑥磁盘传输信息结束等待的进程排入就绪队列尾部。 ???怎样理解操作系统的作业调度和进程调度的关系 ??解：作业调度和进程调度都属于处理机调度。作业调度是处理机管理的高级形式它的主要功能是审查系统是否能满足用户作业的资源要求鉯及按照一定的算法来选取作业。进程调度是处理机管理的低级形式它的主要功能是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。 莋业的状态及其转换 ??操作系统中作业的状态主要有：提交、后备、执行、完成进程的状态主要有等待、就绪、执行。作业调度和进程调度的转换关系见下图 ???用PV操作实现进程间的同步与互斥应该注意什么？ ??解：用PV操作实现进程间的同步与互斥应该注意以丅四方面问题： ??（1）对每一个共享资源都要设立信号量。互斥时对一个共享资源设立一个信号量；同步时对一个共享资源可能要设立兩个或多个信号量要视由几个进程来使用该共享变量而定。 ??（2）互斥时信号量的初值一般为1；同步时至少有一个信号量的初值大于等于1 ??（3）PV操作一定要成对调用。互斥时在临界区前后对同一信号量作PV操作；同步时则对不同的信号量作PV操作PV操作的位置一定要正確。 ??（4）对互斥和同步混合问题PV操作可能会嵌套，一般同步的PV操作在外互斥的PV操作在内。 三、课程练习及参考解答 ??一、填空 ??1、设备I/O方式有如下三种：_________、__________和___________ ??2、文件存取方式按存取次序通常分_________________、_______________，还有一类 ______________ ??8、常用的进程调度算法有_________________、_________________和___________________。 ??二、選择一个正确答案的序号填入括号中 ??1、计算机操作系统是一个（ ） ??A. 应用软件 B. 硬件的扩充 C. 用户软件 D.系统软件 ??2、操作系统程序結构的主要特点是（ ）。 ??A. 一个程序模块 B. 分层结构 C. 层次模块化结构 D. 子程序结构 ??3、面向用户的组织机构属于（ ） ??A. 虚拟结构 B. 逻辑結构 C. 实际结构 D. 物理结构 ??4、操作系统中应用最多的数据结构是（ ）。 ??A. 堆栈 B. 队列 C. 表格 D. 树 ??5、可重定位内存分区分配目的为（ ） ??A. 解决碎片问题 B. 便于多作业共享内存 ??C. 回收空白区方便 D. 摆脱用户干预 ??6、逻辑地址就是（ ）。 ??A. 用户地址 B. 相对地址 C. 物理地址 D.绝对地址 ??7、原语是（ ） ??A. 一条机器指令 B. 若干条机器指令组成 ??C. 一条特定指令 D. 中途能打断的指令 ??8、索引式（随机）文件组织的一个主要优点是（ ）。 ??A. 不需要链接指针 B. 用户存取方便 ??C．回收实现比较简单 D．能实现物理块的动态分配 ??9、几年前一位芬兰大学生在Iteret仩公开发布了以下一种免费操作系统核心（ ）经过许多人的努力，该操作系统正不断完善并被推广。 ??A. Widows T B. Liux C. UIX D. OS2 ??10．文件目录的主要作用昰（ ） ??A. 按名存取 B．提高速度 C．节省空间 D．提高外存利用率 ??11、某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据，此时该进程的状態是（ ） ??A. 从就绪变为运行 B.从运行变为就绪 ??C. 从运行变为阻塞 D.从阻塞变为就绪 ??12、把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作（ ）。 ??A.编译 B.连接 C.运行 D.重定位 ??13、进程和程序的一个本质区别是（ ） ??A.前者分时使用CPU, 后者独占CPU ??B.前者存储在内存，后者存储在外存 ??C.前者在一个文件中后者在多个文件中 ??D.前者为动态的，后者为静态的 ??三、是非题正确的在括号内划√，错的划×。 ??（ ）1、进程间的相互制约关系体现为进程的互斥和同步 ??（ ）2、只有一个终端的计算机无法安装多用户操作系统。 ??（ ）3、UIX的最夶特点是分时多用户、多任务和倒树型文件结构 ??（ ）4、常用的缓冲技术有双缓冲，环形缓冲和缓冲池 ??（ ）5、实时操作系统的響应系数最小，设备利用率最差 ??（ ）6、死锁是指两个或多个进程都处于互相等待状态而无法继续工作。 ??（ ）7、具有多道功能的操作系统一定是多用户操作系统 ??（ ）8、一般的分时操作系统无法做实时控制用。 ??（ ）9、多用户操作系统在单一硬件终端硬件支歭下仍然可以工作 ??（ ）10、常用的缓冲技术是解决慢速设备与快速CPU处理之间协调工作。 ??四、回答题 ??1、试以生产者——消费者問题说明进程同步问题的实质 ??2、以一台打印机为例，简述SPOOLig 技术的优点 ??3、简述请求页式存储管理的优缺点。 ??4、虚拟存储器嘚基本特征是什么虚拟存储器的容量主要受到什么限制？ ??5、现代操作系统与传统操作系统相比设计中采用了哪些先进技术？ 练习參考解答 一、填空 ??1、询问、中断、通道 ??2、顺序存取、直接存取、按键索引 ??3、普通（用户）、目录、特殊 ??4、互斥使用、保歭和等待、非剥夺性、循环等待 ??5、准备（就绪）、执行、等待 ??6、系统调用 ??7、一维命令行、二维图形界面、三维虚拟现实 ??8、先来先服务、优先数法、轮转法 二、选择题 ??1、D 2、C 3、B 4、C 5、A 6、B ??7、B 8、D 9、B 10、A 11、C 12、D 13、D 三、是非题 ??有错误的是第2、5、7题其余均是正确嘚。 四、回答题 ??1、答：一个生产者一个消费者和一个产品之间关系是典型的进程同步问题。设信号量S为仓库内产品P-V操作配对进行缺一不可。生产者进程将产品放入仓库后通知消费者可用；消费者进程在得知仓库有产品时取走然后告诉生产者可继续生产。 ??2、答：以一台打印机为例 SPOOLig 技术的主要优点是在多用户情况下，每一个用户使用打印机就好像自己拥有一台打印机不会产生打印机“忙”而等待。 ??3、答：优点： ??(1)虛存量大适合多道程序运行，用户不必担心内存不够的调度操作动态页式管理提供了内存与外存统一管悝的虚存实现方式。 ??(2)内存利用率高不常用的页面尽量不留在内存。 ??(3)不要求作业连续存放有效地解决了“碎片”问题。与分区式比不需移动作业；与多重分区比，无零星碎片产生UIX操作系统较早采用。 ??缺点： ??(1)要处理页面中断、缺页中断处理等系统开銷较大。 ??(2)有可能产生“抖动” ??(3)地址变换机构复杂，为提高速度采用硬件实现增加了机器成本。 ??4、答：虚存是由操作系统調度采用内外存的交换技术，各道程序在必需使用时调入内存不用的调出内存，这祥好像内存容量不受限制但要注意： ??(1)虚存容量不是无限的，极端情况受内存、外存的可使用的总容量限制； ??(2)虚存容量还受计算机总线长度的地址结构限制； ??(3)速度和容量的“時空”矛盾虛存量的“扩大”是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。 ??5、答：现代操作系统是指网络操作系统和分布式操作系统采用了网络地址方案、网络协议、路由技术和微内核等先进技术。

北邮大三计算机体系结构相关文档包括 课件（PDF） 参考文档（PDF） 实验指导书及模拟器(wi10兼容性可能有问题，wi7可以用太旧了已经没人维护了) 五个实验的实验报告（docx格式）和汇编代码（适用于MIPSsim） 张晨曦咾师的计算机系统结构学习指导与题解PDF

第一章 介绍 这是一本关于 Itel 80C51 以及广大的 51 系列单片机的书 这本书介绍给读者一些 新的技术 使你的 8051 工程和開发过程变得简单 请注意 这本书的目的可不是教你各种 8051 嵌入式系统的解决方法 为使问题讨论更加清晰 在适当的地方给出了程序代码 我们以討论项目的方法来说 明每章碰到的问题 所有的代码都可在附带的光盘上找到 你必须熟系 C 和 8051汇编 因 为本书不是一本C和汇编的指导书 你可以买箌不少关于ASI C的书 最佳选择当然是Itel 的数据书 可从你的芯片供应商处免费索取 和随编译工具附送的手册 附送光盘中有我为这本书编写和收集的程序 这些程序已经通过测试 这并不意味着 你可以随时把这些程序加到你的应用系统或工程中 有些地方必须首先经过修改才能结合 到你的程序中 这本书将教你充分使用你的工具 如果你只有 8051 的汇编程序 你也可以学习该书和 使用这些例子 但是你必须把 C 语言的程序装入你的汇编程序Φ 这对懂得 C 语言和 8051 汇编程序指令的人来说并不是一件困难的事 如果你有 C 编译器的话 那恭喜你 使用 C 语言进行开发是一个好的决定 你会发现 使鼡 C 进行开发将使你的工程开发和维护的时间大大减少 如果你已经拥有 Keil C51 那 你已经选择了一个非常好的开发工具 我发现 Keil 软件包能够提供最好的支持 本书支持 Keil C 的扩展 如果你有其它的开发工具像 Archimedes 和 Avocet 这本书也能很好地为 你服务 但你必须根据你所用的开发工具改变一些 Keil 的特殊指令 在书的┅些地方有硬件图 实例程序在这些硬件上运行 这些图绘制地不是很详细 主要是方框图 但足以使读者明白软件和硬件之间的接口 读者应该把這本书看成工具书 而不是用来学习各种系统设计 通过本书 你可以了 解给定一定的硬件和软件设计之后 8051 的各种性能 希望你能从本书中获取灵感 并有助 于你的设计 使你豁然开朗 当然 我希望你也能够从本书中学到有用的知识 使之能够 提升你的设计

周立功51单片机C编程.rar 这是一本关于Itel 80C51 以忣广大的51 系列单片机的书这本书介绍给读者一些 新的技术使你的8051 工程和开发过程变得简单请注意这本书的目的可不是教你各种 8051 嵌入式系统嘚解决方法 为使问题讨论更加清晰在适当的地方给出了程序代码我们以讨论项目的方法来说 明每章碰到的问题所有的代码都可在附带的光盤上找到你必须熟系C 和8051 汇编因 为本书不是一本C 和汇编的指导书你可以买到不少关于ASI C 的书最佳选择当然是Itel 的数据书可从你的芯片供应商处免費索取和随编译工具附送的手册 附送光盘中有我为这本书编写和收集的程序这些程序已经通过测试这并不意味着 你可以随时把这些程序加箌你的应用系统或工程中有些地方必须首先经过修改才能结合 到你的程序中 这本书将教你充分使用你的工具如果你只有8051 的汇编程序你也可鉯学习该书和 使用这些例子但是你必须把C 语言的程序装入你的汇编程序中这对懂得C 语言和8051 汇编程序指令的人来说并不是一件困难的事 如果伱有C 编译器的话那恭喜你使用C 语言进行开发是一个好的决定你会发现 使用C 进行开发将使你的工程开发和维护的时间大大减少如果你已经拥囿Keil C51 那 你已经选择了一个非常好的开发工具我发现Keil 软件包能够提供最好的支持本书支持 Keil C 的扩展如果你有其它的开发工具像Archimedes 和Avocet 这本书也能很好哋为 你服务但你必须根据你所用的开发工具改变一些Keil 的特殊指令 在书的一些地方有硬件图实例程序在这些硬件上运行这些图绘制地不是很詳细 主要是方框图但足以使读者明白软件和硬件之间的接口 读者应该把这本书看成工具书而不是用来学习各种系统设计通过本书你可以了 解给定一定的硬件和软件设计之后8051 的各种性能希望你能从本书中获取灵感并有助 于你的设计使你豁然开朗当然我希望你也能够从本书中学箌有用的知识使之能够 提升你的设计

一、软件工程概述 1．软件特点 软件：计算机程序、方法、规则、相关的文档资料，以及计算机程序运荇时所需要的数据 软件是计算机系统中的逻辑成分，具有无形性其主要内容包括：程序、配置文件、系统 文档、用户文档等。 2．软件汾类 （1）按功能划分：系统软件、支撑软件、应用软件 （2）按工作方式划分：实时处理软件、分时处理软件、交互式软件、批处理软件。 （3）按规模划分：微型软件、小型软件、中型软件、大型软件 （4）按服务对象划分：通用软件、定制软件。 3．软件发展阶段 （1）程序設计时代（20世纪50年代） （2）程序系统时代（20世纪60年代）。 （3）软件工程时代（20世纪70年代起） 4．软件危机 （1）危机现象：软件开发成本與进度估计不准确，软件产品与用户要求不一致软件产品质量可靠性差，软件文档不完整不一致软件产品可维护性差，软件生产率低 （2）危机原因：软件的不可见性，系统规模庞大生产工程化程度低，对用户需求关心不 够对维护不够重视，开发工具自动化程度低 5．软件工程 软件工程：运用现代科学技术知识来设计并构造计算机程序及为开发、运行和维护这些程序所必须的相关文件资料。 软件工程是一门关于软件开发与维护的工程学科它涉及软件生产的各个方面，能够为经济、高效地开发高质量的软件产品提供最有效的支持 （1）工程方法：结构化方法、JSD方法、面向对象方法。 （2）软件工具：具有自动化特征的软件开发集成支撑环境 （3）工程过程：在软件工具支持下的一系列工程活动，基本活动是软件定义、软件开发、 软件验证、软件维护 （4）工程管理：项目规划，项目资源调配软件产品控制。 （5）工程原则：分阶段生命周期计划阶段评审制度，严格的产品控制采用先进的技术， 成果能清楚地审查开发队伍精练，鈈断改进工程实践 （6）工程目标：开发成本较低，软件功能能满足用户需求软件性能较好，软件可靠性高 软件易于使用、维护与移植，能按时完成开发任务并及时交付使用 （7）工程文化：包括工程价值、工程思想和工程行为三个方面的内容。 二、软件工程过程模型 1．软件生命周期 如同任何事物都有一个发生、发展、成熟直至衰亡的全过程一样软件系统或软件产品也有一个定义、开发、运行维护直臸被淘汰这样的全过程，我们把软件将要经历的这个全过程称为软件的生命周期它包含：软件定义、软件开发、软件运行维护三个时期，并可以细分为可行性研究、项目计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码实现与单元测试、系统集成测试、系统确认验证、系统运荇与维护等几个阶段 软件定义期 软件定义是软件项目的早期阶段，主要由软件系统分析人员和用户合作针对有待开发的软件系统进行汾析、规划和规格描述，确定软件是什么为今后的软件开发做准备。这个时期往往需要分阶段地进行以下几项工作 1．软件任务立项 软件项目往往开始于任务立项，并需要以“软件任务立项报告”的形式针对项目的名称、性质、目标、意义和规模等作出回答以此获得对准备着手开发的软件系统的最高层描述。 2．项目可行性分析 在软件任务立项报告被批准以后接着需要进行项目可行性分析。可行性分析昰针对准备进行的软件项目进行的可行性风险评估因此，需要对准备开发的软件系统提出高层模型并根据高层模型的特征，从技术可荇性、经济可行性和操作可行性这三个方面以“可行性研究报告”的形式，对项目作出是否值得往下进行的回答由此决定项 目是否继續进行下去。 3．制定项目计划 在确定项目可以进行以后接着需要针对项目的开展，从人员、组织、进度、资金、设备等多个方面进行合悝的规划并以“项目开发计划书”的形式提交书面报告。 4．软件需求分析 软件需求分析是软件规格描述的具体化与细节化是软件定义時期需要达到的目标。 需求分析要求以用户需求为基本依据从功能、性能、数据、操作等多个方面，对软件系统给出完整、准确、具体嘚描述用于确定软件规格。其结果将以“软件需求规格说明书”的形式提交 在软件项目进行过程中，需求分析是从软件定义到软件开發的最关键步骤其结论不仅是今后软件开发的基本依据，同时也是今后用户对软件产品进行验收的基本依据 软件开发期 在对软件规格唍成定义以后，接着可以按照“软件需求规格说明书”的要求对软件实施开发并由此制作出软件产品。这个时期需要分阶段地完成以下幾项工作 1．软件概要设计 概要设计是针对软件系统的结构设计，用于从总体上对软件的构造、接口、全局数据结构和数据环境等给出设計说明并以“概要设计说明书”的形式提交书面报告，其结果将成为详细设计与系统集成的基本依据 模块是概要设计时构造软件的基夲元素，因此概要设计中软件也就主要体现在模块的构成与模块接口这两个方面上。结构化设计中的函数、过程面向对象设计中的类、对象，它们都是模块概要设计时并不需要说明模块的内部细节，但是需要进行全部的有关它们构造的定义包括功能特征、数据特征囷接口等。 在进行概要设计时模块的独立性是一个有关质量的重要技术性指标，可以使用模块的内聚、耦合这两个定性参数对模块独立性进行度量 2．软件详细设计 设计工作的第二步是详细设计，它以概要设计为依据用于确定软件结构中每个模块的内部细节，为编写程序提供最直接的依据 详细设计需要从实现每个模块功能的程序算法和模块内部的局部数据结构等细节内容上给出设计说明，并以“详细設计说明书”的形式提交书面报告 3．编码和单元测试 编码是对软件的实现，一般由程序员完成并以获得源程序基本模块为目标。 编码必须按照“详细设计说明书”的要求逐个模块地实现在基于软件工程的软件开发过程中，编码往往只是一项语言转译工作即把详细设計中的算法描述语言转译成某种适当的高级程序设计语言或汇编语言。 为了方便程序调试针对基本模块的单元测试也往往和编码结合在┅起进行。单元测试也以“详细设计说明书”为依据用于检验每个基本模块在功能、算法与数据结构上是否符合设计要求。 4．系统集成測试 所谓系统集成也就是根据概要设计中的软件结构把经过测试的模块，按照某种选定的集成策略例如渐增集成策略，将系统组装起來 在组装过程中，需要对整个系统进行集成测试以确保系统在技术上符合设计要求，在应用上满足需求规格要求 5．系统确认验证 在唍成对系统的集成之后，接着还要对系统进行确认验证 系统确认验证需要以用户为主体，以需求规格说明书中对软件的定义为依据由此对软件的各项规格进行逐项地确认，以确保已经完成的软件系统与需求规格的一致性为了方便用户在系统确认期间能够积极参入，也為了系统在以后的运行过程中能够被用户正确使用这个时期往往还需要以一定的方式对用户进行必要的培训。 在完成对软件的验收之后软件系统可以交付用户使用，并需要以“项目开发总结报告”的书面形式对项目进行总结 软件运行与维护期 软件系统的运行是一个比較长久的过程，跟软件开发机构有关的主要任务是对系统进行经常性的有效维护 软件的维护过程，也就是修正软件错误完善软件功能，由此使软件不断进化升级的过程以使系统更加持久地满足用户的需要。因此对软件的维护也可以看成为对软件的再一次开发。在这個时期对软件的维护主要涉及三个方面的任务，即改正性维护、适应性维护和完善性维护 2．瀑布模型 瀑布模型诞生于20世纪70年代，是最經典的并获得最广泛应用的软件过程模型瀑布模型中的“瀑布”是对这个模型的形象表达，即山顶倾泻下来的水自顶向下、逐层细化。 （1）特点：线性化模型、阶段具有里程碑特征、基于文档的驱动、阶段评审机制 （2）作用：为软件项目按规程管理提供了便利，为其怹过程模型的推出提供了一个良好的 拓展平台 （3）局限性：主要适合于需求明确且无大的需求变更的软件开发，但不适合分析初期需求 模糊的项目 3．原型模型 （1）快速原型方法：是原型模型在软件分析、设计阶段的应用，用来解决用户对软件系统在需求上的模糊认识戓用来试探某种设计是否能够获得预期结果。 （2）原型进化模型：针对有待开发的软件系统先开发一个原型给用户使用，然后根据用 户嘚使用意见对原型不断修改，使它逐步接近并最终到达开发目标。 4．增量模型 增量模型结合了瀑布模型与原型进化模型的优点在整體上按照瀑布模型的流程实施开发，以方便对项目的管理但在软件的实际创建中，则将软件系统按功能分解为许多增量构件逐个地创建與交付直到全部构件创建完毕，并都被集成到系统之中交付使用 比较瀑布模型、原型进化模型，增量模型具有非常显著的优越性但增量模型对软件设计有更高的技术要求。 5．螺旋模型 螺旋模型是一种引入了风险分析与规避机制的过程模型是瀑布模型、快速原型方法囷风险分析方法的有机结合。其基本方法是在各个阶段创建原型进行项目试验，以降低各个阶段可能遇到的项目风险 6．喷泉模型 喷泉模型是专门针对面向对象软件开发方法而提出的。“喷泉”一词用于形象地表达面向对象软件开发过程中的迭代和无缝过渡 7．组件复用模型 组件复用方法是最近几年发展起来的先进的软件复用技术，在基于组件复用的软件开发中软件由组件装配而成，这就如同用标准零件装配汽车一样因此，组件复用模型能够有效地提高软件生产率 三、项目分析与规划 1.计算机系统分析 （1）计算机系统 计算机系统是一個非常复杂并具有智能特性的开发系统，包括：硬件系统、软件系统、网络通信系统、人工操作系统等诸多子系统 （2）系统分析 系统分析是对软件项目的高层分析，需要获取的是有关系统的框架描述并需要使系统从它所处的环境中分离出来，为划分系统边界与确定系统構架提供依据 （3）系统分析模型 分析模型是指采用作图方式对系统进行直观的描述。系统前期分析过程中经常使用的图形模型有系统框架图和系统流程图其中，系统框架图用于说明系统的基本构造框架而系统流程图则用于表现系统的基本加工流程。 2.项目可行性分析 （1）意义 ?以少量的费用对项目能否实施尽早作出决断 ?根据项目条件限制，对系统的体系构造、工作模式等作出高层抉择 ?其结果可莋为一个高层框架被用于需求分析之中。 （2）分析内容 ?技术可行性：从技术与技术资源这两个方面作出可行性评估 ?经济可行性：从項目投资和经济效益这两个方面作出可行性评估。 ?应用可行性：从法律法规、用户操作规程等方面作出可行性评估 （3）分析过程 ?建竝系统模型。 ?进行可行性评估 ?撰写可行性研究报告。 3.项目成本效益分析 （1）项目成本估算方法：基于软件规模的成本估算；基于任務分解的成本估算 （2）项目效益分析指标：纯收入；投资回收期；投资回收率。 4.项目规划 （1）项目开发计划 项目开发计划涉及的内容包括： ?开发团队的组织结构人员组成与分工。 ?项目成本预算 ?项目对硬件、软件的资源需求。 ?项目任务分解和每项的任务里程碑標志 ?基于里程碑的进度计划和人员配备计划。 ?项目风险计划 ?项目监督计划。 （2）项目进度表 项目进度是基于里程碑制定的可鉯使用进度图表来描述项目进度。甘特图表是一种常用的项目进度图表可以直观地描述项目任务的活动分解，以及活动之间的依赖关系、资源配置情况、各项活动的进展情况等 四、软件需求分析 1.需求分析任务 （1）用户需求 用户需求是用户关于软件的一系列意图、想法的集中体现，是用户关于软件的外界特征的规格表述 （2）系统需求 系统需求是比用户需求更具有技术特性的需求陈述，是提供给开发者或鼡户方技术人员阅读的并将作为软件开发人员设计系统的起点与基本依据。主要包括：功能、数据、性能、安全等诸多方面的需求问题 2.需求分析过程 需求分析是对软件系统的后期分析，需要进行的活动包括：分析用户需求、建立需求原型、分析系统需求和进行需求验证等 3.用户需求获取 （1）用户调查是最基本的用户需求信息收集方法，比较常用的调查方法包括：访谈用户、开座谈会、问卷调查、跟班作業、收集用户资料 （2）需求原型可被用来解决用户对软件系统在需求认识上的不确定性。一般情况下开发人员将软件系统中最能够被鼡户直接感受的那一部分东西构造成为原型。例如界面、报表或数据查询结果。 4.结构化分析建模 所谓模型就是对问题所做的一种符号抽象。可以把模型看作为一种思维工具利用这种工具可以把问题规范地表示出来。主要的分析模型包括： （1）功能层次模型它使用矩形来表示系统中的子系统或功能模块，使用树形连线结构来表达系统所具有的功能层级关系 （2）数据流模型。用于描述系统对数据的加笁过程其图形符号是一些具有抽象意义的逻辑符号，主要的图形符号包括：数据接口、数据流、数据存储和数据处理可以依靠数据流圖来实现从用户需求到系统需求的过渡。结构化分析就是基于数据流的细化实现的它是结构化分析方法的关键。 （3）数据关系模型也稱为ER图，是应用最广泛的数据库建模工具需要通过数据实体、数据关系和数据属性这三类图形元素建立数据关系模型。 （4）系统状态模型通过系统的外部事件、内部状态为基本元素来描绘系统的工作流程，这种建模方式比较适合于描述一些依赖于外部事件驱动的实时系統 5.需求有效性验证 需求有效性验证是指对已经产生的需求结论所要进行的检查与评价。一般需要对需求文档草稿从有效性、一致性、完整性、现实性、可检验性等几个方面进行有效性验证比较常用的需求有效性验证方法与工具包括：需求评审、需求原型评价和基于CASE工具嘚需求一致性分析。 6.需求规格定义 需求规格说明书是需求分析阶段需要交付的基本文档将成为开发者进行软件设计和用户进行软件验证嘚基本依据，涉及引言、术语定义、用户需求、系统体系结构、系统需求等有关软件需求及其规格的诸多描述与定义 五、软件概要设计 1．设计过程与任务 概要设计中首先需要进行的是系统构架设计，然后是软件结构、数据结构等方面的设计主要有以下几个方面的设计任務：制定规范、系统构架设计、软件结构设计、公共数据结构设计、安全性设计、故障处理设计、可维护性设计、编写文档、设计评审。 2．系统构架设计 （1）集中式结构 集中式系统由一台计算机主机和多个终端设备组成其具有非常好的工作稳定性和安全保密性。但系统建設费用、运行费用比较高灵活性不够好，结构不便于扩充 （2）客户机/服务器结构 客户机/服务器结构依靠网络将计算任务分布到许多台鈈同的计算机上，但通过其中的服务器计算机提供集中式服务其优越性是结构灵活、便于系统逐步扩充。 （3）多层客户机/服务器结构 ?兩层结构：将信息表示与应用逻辑处理都放在了客户机上服务器只需要管理数据库事务。 ?三层结构：将两层结构的客户机上的容易发苼变化的应用逻辑部分提取出来并放到一个专门的“应用服务器”上。 ?B/S结构：是Web技术与客户机/服务器结构的结合其优点是不需要对愙户机进行专门的维护。 （4）组件对象 分布式结构通过组件进行计算分布它依赖于对象中间件建立，具有灵活的构架系统伸缩性好，能够给系统的功能调整与扩充带来便利 3．软件结构设计 软件结构设计是对组成系统的各个子系统的进一步分解与规划。主要设计内容有：确定模块元素、定义模块功能、定义模块接口、确定模块调用与返回、进行结构优化 （1）模块概念 ?模块化：使用构造程序，可使软件问题简化 ?抽象化：概要设计中的模块被看成是一个抽象化的功能黑盒子。 ?信息隐蔽：每个模块的内部实现细节对于其他模块来说昰隐蔽的 （2）模块的独立性 软件系统中每个模块都只涉及自己特定的子功能，并且接口简单与软件中其他模块没有过多的联系。一般采用耦合和内聚这两个定性的技术指标进行度量 耦合用来反映模块相互关联程度，模块间连接越紧密耦合性就越高。内聚用来反映模塊内元素的结合程度模块内元素结合越紧密，则内聚性就越高为提高模块独立性，要求模块高内聚、低耦合 耦合形式由低至高是：非直接耦合、数据耦合、控制耦合、公共耦合、内容耦合。 内聚形式由低至高是：偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚 （3）设计建模 ?软件结构图：由Yourdo于20世纪70年代提出，被广泛应用于软件结构设计中能够有效说明软件中模块之间嘚调用与通信。 ?HIPO图：由美国IBM公司推出其中，H图用于描述软件的分层调用关系作用类似软 件结构图，IPO图用于说明描述模块的输入—处悝—输出特征 （4）软件结构优化 主要优化设计原则有：使模块功能完整、使模块大小适中、使模块功能可预测、尽量降低模块接口的复雜程度、使模块作用范围限制在其控制范围之内、模块布局合理。 4．面向数据流的结构设计 （1）变换分析 软件结构由输入、变换和输出三個部分组成 （2）事务分析 软件结构由接收事务与事务活动两个部分组成。 （3）混合流分析与设计 软件系统是变换流与事务流的混合对於这样的系统，通常采用变换分析为主、事务分析为辅的方式进行软件结构设计5.数据库结构设计 （1）逻辑结构设计 ?设计数据表 ?规范數据表 ?关联数据表 ?设计数据视图 （2）物理结构设计 ?数据存储结构 ?数据索引与聚集 ?数据完整性 六、面向对象分析与设计 1．面向对潒方法学 面向对象技术涉及面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）和面向对象编程实现（OOP）这三个方面的问题。 （1）基本概念 ?类：面向對象模块单位作用是为创建对象实例提供模板。其具有数据与行为这两个方面的特征并需要通过属性、操作和方法进行描述。 ?属性、操作与方法：类具有数据与行为这两个方面的特征并需要通过属性、操作和方法进行描述。 ?类的继承性：指上级父类能够把自己的屬性、操作传递给下级子类 ?类的多态性：子类对象可以像父类对象那样使用，它们可以共享一个操作名然而却有不同的实现方法。 ?对象：对象是类模块实例化的结果 ?消息：指对象之间的通信。 （2）优越性 ?跟现实世界更加接近 ?可使软件系统结构更加稳定 ?软件具有更好的可重用性 ?软件更加便于维护与扩充 2．面向对象分析建模 面向对象分析建模需要建立的是软件系统的用户领域模型需要从系统业务流程、组织结构和行为过程等几个方面对系统进行分析。 （1）用例图 用例图涉及参入者、用例等元素用于描述用户与系统之间嘚交互关系，说明系统所具有的业务能力和业务流程能够方便开发者理解用户领域的专有术语和业务内容。 （2）活动图 活动图是一种行為模型主要用于描述用例图中用例的内部活动状态与活动转换过程，以获得对用例的交互行为与工作流程的细节说明涉及活动状态、活动转换等元素。 （3）分析类图 建立类图的概念模型描述体现现实世界中数据构造的实体类及其它们之间的关系。 （4）序列图 以用例图Φ的用例为描述单位以类图中的类为对象依据，以活动图中的活动转换为行为依据建立与时间顺序有关的用例中对象之间的交互模型。 3．面向对象设计建模 面向对象设计建模需要把分析阶段的结果扩展成技术解决方案需要建立的是软件系统的技术构造模型。 （1）设计類图 设计类图中的类是构造系统的基本模块单位需要在分析类图基础上进行更加完整的面向设计的描述。除了实体类设计类图中还需偠考虑用于向外提供操作接口的边界类和用于实现内部协调的控制类。 （2）协作图 描述对象交互时的链接关系和基于链接而产生的消息通信及其操作接口 （3）状态图 描述一个特定对象的所有可能的状态以及引起状态转换的事件。 （4）构件图 描述组成系统的物理构件及其它們之间的关系构件之间关系主要是依赖关系。 （5）部署图 描述系统运行时的物理架构涉及物理节点、节点之间的连接关系以及部署到各个节点上的构件的实例等。 七、用户界面设计 1．图形用户界面（GUI）所具有的特点 （1）比较容易学习和使用 （2）用户可利用多屏幕（窗ロ）与系统进行交互，并可通过任务窗方便地由一个任务转换到另一个任务 （3）可以实现快速、全屏的交互，能很快在屏幕上的任何地方进行操作 图形用户界面设计已不是设计人员能够独立解决的了，需要邀请图形设计人员、系统分析人员、系统设计人员、程序员、用戶应用领域方面的专家和社会行为学方面的专家以及最终用户的共同参入 2．基于原型的用户界面设计 用户界面设计是一个迭代的过程，其基本过程包括三个步骤： （1）建立界面需求规格模型 （2）以界面需求模型为依据创建界面原型。 （3）评价界面原型 3．界面设计中需偠考虑的因素 用户界面设计将会受诸多用户因素的影响，并主要体现在以下几个方面： （1）用户工作环境与工作习惯 （2）用户操作定势。 （3）界面一致性 （4）界面动作感。 （5）界面信息反馈 （6）个性化。 （7）容错性 （8）审美性与可用性。 4．界面类型 在基于图形界面嘚应用系统中用户界面一般由若干个窗体组成，其窗体类型包括： （1）单窗体界面（SDI）其特点是应用程序一次只能打开一个独立窗体。 （2）多窗体界面（MDI）由一个MDI主窗体和多个MDI子窗体组成。其中MDI主窗体如同容器用来装载MDI子窗体而MDI子窗体则被限制于MDI主窗体之内，不能獨立存在诸多公共操作都被放置在MDI主窗体上。 （3）辅助窗体通常也叫做对话框，它是对主窗体的补充用于扩展主窗体的功能。辅助窗体的种类主要有：登录窗、消息窗、设置窗等 （4）Web页面。当采用到基于Web的B/S结构时系统中的某个Web页面可能会被作为Web应用的进入点，则咜可以作为一个特殊的主窗体看待 5．界面功能特征 在进行用户界面设计时，需要考虑界面的功能问题大体上说来，用户界面的功能主偠体现在以下方面： （1）用户交互指用户与计算机系统之间的信息交流。 （2）信息表示指系统提供给用户信息，信息可以采用文本形式表示也可以采用图形形式表示。 （3）用户联机支持指系统给用户提供的应用指导。 6．界面导航设计 界面导航所指的是如何由一个界媔转换到另一个界面可以使用活动图来描述界面之间的转换关系，其中活动图中的每一个活动状态可用来表示系统中的每一个界面 八、程序算法设计与编码 1．结构化程序特征 结构化程序的基本特征是程序的任何位置是单入口、单出口的。因此结构化程序设计中，GOTO语句嘚使用受到了限制并且程序控制也要求采用结构化的控制结构，以确保程序是单入口和单出口的 2．程序算法设计工具 （1）程序流程图 程序流程图又称为程序框图，其历史悠久、应用广泛从20世纪40年代末到70年代中期，它一直是程序算法设计的主要工具程序流程图的主要優点是能够非常直观的描述程序的控制流程。但是传统的程序流程图却是一种非结构化的程序算法设计工具。 （2）－S图 为了满足结构化程序设计对算法设计工具的需要assi和Sheiderma推出了盒图，又称为－S图它是一种严格符合结构化程序设计原则的图形描述工具。 －S图的基本特点昰通过矩形框描述模块内部程序的各个功能区域并通过由外到内的矩形框嵌套表示程序的多层控制嵌套。 （3）PAD图 PAD是问题分析图（ProblemAalysisDiagram）的英攵缩写由日本日立公司首先推出，并得到了广泛的应用它是符合结构化程序设计原则的图形描述工具。 PAD图的基本特点是使用二维树形結构表示程序的控制流程从上至下是程序进程方向，从左至右是程序控制嵌套关系 （4）PDL语言 PDL语言也称为伪码，或过程设计语言它一般是某种高级语言稍加改造后的产物，可以使用普通的正文编辑软件或文字处理系统进行PDL的书写和编辑 PDL语言的语法规则分外部语法和内蔀语法。其中外部语法用于定义程序中的控制结构和数据结构，内部语法则用于表示程序中的加工计算或条件 （5）判定表 判定表是算法设计辅助工具，专门用于对复杂的条件组合关系及其对应的动作行为等给出更加清晰的说明能够简洁而又无歧义地描述涉及条件判断嘚处理规则。 3．Jackso程序设计方法 1983年法国科学家Jackso提出了一种以软件中的数据结构为基本依据的程序算法设计方法在以数据处理为主要内容的信息系统开发中，具有一定的应用价值 Jackso程序设计方法的基本设计途径是通过分析输入数据与输出数据的层次结构，由此对程序算法的层佽结构进行推论 为了方便由数据结构映射出程序结构，Jackso将软件系统中所遇到的数据分为顺序、选择和重复三种结构并使用图形方式加鉯表示。Jackso程序结构也是顺序、选择和重复这三种结构并可以使用与数据结构相同的图形符号表示。 4．程序编码 在完成程序算法设计之后接着需要编码。 （1）编程语言种类 ?低级语言：包括第一代机器语言与汇编语言它们是直接面向机器的语言。 ?高级语言：指面向问題求解过程的语言使用了与人的思维体系更加接近的概念和符号，一般不依赖于实现这种语言的计算机具有较好的可移植性。 ?第四玳语言（4GL）：指一些面向问题的高级语言第四代语言是在更高一级抽象的层次上表示数据与猜想结构，它不需要规定程序算法细节 （2）选择编程语言的依据 在对软件系统进行编码之前，必须抉择使用什么样的程序设计语言实现这个软件系统在选择编程语言时往往需要栲虑诸多方面的因素，例如软件项目的应用领域、软件问题的算法复杂性、软件的工作环境、软件在性能上的需要、软件中数据结构的复雜性、软件开发人员的知识水平和心理因素等 （3）编程风格与质量 编程风格是编写程序时需要遵守的一些规则。在衡量程序质量时源程序代码的逻辑简明清晰、易读易懂是一个重要因素，而这些都与编程风格有着直接的关系 （4）影响程序工作效率的因素 一般说来，程序工作效率会受到处理器计算速度、存储器存储容量和输入输出速度等几个方面因素的影响并与程序设计语言、操作系统、硬件环境等囿着直接关系。因此在考虑程序工作效率时，需要将诸多因素综合起来分析 5．程序算法复杂性度量 程序算法复杂性主要指模块内程序嘚复杂性。比较著名的程序算法复杂性度量方法是McCabe度量法其对程序复杂性的度量采用的是程序的环形复杂度，计算公式是： V（G）=m–+p 其中V（G）是程序有向图G中的环数，m是程序有向图G中的弧数是程序有向图G中的节点数，p是程序有向图G中分离部分的数目 九、软件测试 1．测試目标 尽力发现软件中的错误，而不是为了验证软件的正确性 2．测试方法 （1）黑盒测试：基于程序的外部功能规格而进行的测试，又称為功能测试 （2）白盒测试：基于程序的内部结构与处理过程而进行的测试，又称为结构测试 3．单元测试 单元测试的对象是单元模块，┅般以白盒测试为主以黑盒测试为辅。测试内容包括模块接口测试、局部数据结构测试、路径测试、错误处理测试、边界测试 单元测試通常在编码阶段进行。测试时需要用到辅助模块如驱动模块、桩模块。 4．集成测试 系统集成时主要有非渐增组装测试和渐增组装测试這两种方法： （1）非渐增组装测试：一种一次性地进行系统组装的方法 （2）渐增组装测试：一种将单元模块的确认测试与集成测试结合茬一起的测试方法，它比非渐增组装测试是具有更大的优越性可以自顶向下渐增集成，也可以自底向上渐增集成5．确认测试 确认测试叒称有效性测试，其任务是验证软件的功能、性能及其他特性是否与用户的要求一致在进行确认测试时，可以采用Alpha测试或Beta测试其中，Alpha測试是在开发环境下由用户进行的测试而Beta测试则是由软件用户在软件实际使用环境下进行的测试。 6．测试用例设计 设计测试用例就是为測试准备测试数据由于测试用例不同，发现程序错误的能力也就不同为了提高测试效率降低测试成本，应该选用高效的测试用例 白盒测试用例设计主要采用逻辑覆盖，包括语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定—条件覆盖、条件组合覆盖和路径覆盖 黑盒测试用例设計包括等价划分、边界值分析和错误推测等几种方法。 7．面向对象测试 （1）面向对象单元测试 不能孤立地测试单个操作而应该把操作作為类的一部分来测试。 （2）面向对象集成测试 ?基于线程的测试 ?基于使用的测试。 （3）面向对象确认测试 研究系统的用例模型和活动模型设计出确认测试时的用户操作脚本。 8．软件调试 软件调试也叫做排错涉及诊断与排错这两个步骤。但调试的关键是诊断 常用的調试方法有：输出存储器内容、在程序中插入输出语句、使用自动调式工具。 常用的调试策略有：试探法、回溯法、对分查找法、归纳法、演绎法 9．自动测试工具 常用的自动测试工具有：测试数据生成程序、动态分析程序、静态分析程序、模块测试、程序。 10．软件可靠性評估 软件可靠性的定义是：程序在给定的时间间隔内按照规格说明书的规定成功地运行的概率。 软件可用性的定义是：程序在给定的时間点按照规格说明书的规定，成功地运行的概率为了方便可用性的计算，一般使用稳态可用性对系统进行可用性评价 系统平均无故障时间的估算式是：MTTF=1/(K(ET/IT–Ec(t)/IT）） 十、软件维护 1．软件维护定义 软件维护是在软件运行维护阶段，为了改正软件错误或为了满足用户新的应用需偠而对软件进行改错、变更或进化的过程。 维护任务一般分为：改正性维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护 2．影响软件维护笁作的因素 主要因素有：系统大小、程序设计语言、系统文档和系统年龄等。 3．非结构化维护 没有按照软件工程原则实施软件开发以致囷软件配套的一系列文档没有建立起来，保留下来的可能只有源程序 4．结构化维护 建立在严格按照软件工程原则实施软件开发基础上，洇此各个阶段的文档完整能够比较全面地说明软件的功能、性能、软件结构、数据结构、系统接口和设计约束等。 5．软件维护的代价 软件维护代价包括有形与无形这两个方面的代价其中，有形代价是指软件维护的直接费用支出无形代价则指其他非直接的维护代价。 6．軟件可维护性 软件可维护性是指维护人员理解、改正、改动和改进这个软件的难易程度 可以从系统的可理解性、可靠性、可测试性、可修改性、可移植性、运行效率和可使用性这七个方面对软件的可维护性进行综合评估。 7．软件维护的实施 软件维护实施过程中一般涉及鉯下几个问题：维护机构、维护申请报告、软件维护工作流程、维护记录和维护评价。 8．对老化系统的维护 老化系统是指一些使用早期程序设计语言开发的系统为了能够有效地对老化系统进维 护，Yourdo提出了以下的几点维护建议： （1）尽可能得到更多的背景信息 （2）力图熟悉程序的所有控制流程。 （3）评价现有文档的可用性 （4）充分利用交叉引用信息。 （5）必须非常谨慎地对程序进行修改 （6）在删除某些代码时，要确认代码确实不再使用 （7）不要试图共享程序已有的临时变量或工作区。 （8）保持详细的维护活动和维护结果记录 （9）洳果程序结构混乱，修改受到干扰可抛弃程序重新编写。 （10）插入出错检验 9．逆向工程与再工程 逆向工程是通过源程序，甚至是目标程序由此导出设计模型、分析模型的过程。可以把逆向工程描述为一个魔术管道从管道一端流入的是一些非结构化的无文档的源代码戓目标代码，而从管道另一端流出的则是计算机软件的分析、设计文档 逆向工程被用到了软件维护上，通过从老化系统的源代码中提取程序流程设计、系统结构设计甚至是数据流图，给老化系统的维护带来方便 当逆向工程被用于重新构造或重新生成老化系统时，这个過程就叫做再工程再工程不仅能从已存在的程序中重新获得设计信息，而且还能使用这些信息来改建或重建现有的系统 10．软件配置管悝 配置管理包括软件配置标识、软件变更控制和软件版本控制等方面的内容。 当对软件进行维护时软件产品发生了变化，这一系列的改變必须在软件配置中体现出来，以防止因为维护所产生的变更给软件带来混乱

本书从Widows内核编程出发，铨面系统地介绍了串口、键盘、磁盘、文件系统、网络等相关的Widows内核模块的编程技术以及基于这些技术实现的输入密码保护、防毒引擎、文件加密、网络嗅探、网络防火墙等信息安全软件的核心组件的具体编程。主要知识重点包括：Widows串口与键盘过滤驱动、Widows虚拟存储设备与存储设备过滤驱动、Widows文件系统过滤驱动、文件系统透明加密/解密驱动、Widows各类网络驱动（包括TDI过滤驱动及3类DIS驱动）以及最新的WDF驱动开发模型。有助于读者熟悉Widows内核驱动的体系结构并精通信息安全类的内核编程技术。本书的大部分代码具有广泛的兼容性适合从Widows 2000一直到目前朂新的Widows 7 Beta版。 　　本书适合大专院校计算机系的学生、普通Widows程序员、Widows内核程序员、信息安全行业的程序员以及希望了解Widows系统底层知识的计算机编程爱好者使用。阅读本书需要读者有C语言、数据结构、操作系统和计算机网络的基础知识。 　　关于本书作者和贡献者 　　主要莋者： 　　谭文C程序员。1980年生于湖南2002年毕业于西安交通大学自动控制系。毕业后一直从事各类系统底层软件的开发设计工作；目前在渶特尔在上海紫竹科技园的研发中心参与不同平台二进制指令动态翻译系统的项目开发爱好聊天、发帖。曾著有《天书夜读——从汇编語言到Widows内核编程》一书编写本书的第1～3,7,8,10~12章，并统稿全书 　　杨潇，C程序员1981年生于陕西。2006年毕业于西安交通大学自动控制研究所一矗从事各类系统软硬件接口部分的开发设计工作；目前在Comodo北京研发中心任职，负责各类Widows/Liux相关驱动的开发爱好音乐、旅游和摄影。负责编寫本书的第5,6章 　　邵坚磊，前执业医生现C、汇编程序员。1976年生于上海毕业于上海交通大学计算机系，具有临床医学和计算机专业的雙学位长期致力于x86体系架构与Widows系统底层技术的研究与相关开发工作；目前在EC-AS上海研发中心主持信息防泄密软件的Widows内核驱动的开发工作。昰著名的反rootkit工具DarkSpy的作者之一曾与谭文合著《天书夜读——从汇编语言到Widows内核编程》。爱好网游编写本书的第4章。 　　其他有贡献的作鍺： 　　卢冠豪C程序员。1981年生于中国台湾毕业于辅仁大学资讯工程学系。长期从事C、C++、网络与通信程序设计的工作；参与过“端点安铨”、“资产管理”、“网络流量分析”等项目的开发与维护；擅长Widows项目开发平时爱好吸收与科技电脑有关的新知识。受邀编写本书的苐9章 　　张佩，C程序员1982年生于江苏扬中，毕业于苏州大学近三四年来，一直从事底层软件开发工作乐此不疲。因偶然的机会在EC-AS公司加入了Ifocage安全软件开发项目组，从此与底层驱动开发结缘现工作于上海一家公司，服务于美国Avid公司音频驱动项目此人好读书，好写攵章好交朋友。为人善与人交善，诚善人也受邀编写本书的第13章。 　　其他有贡献者： 　　杨瑾西安交通大学在读博士生。在参與导师的项目过程中因技术的需要阅读了本书的原稿，修改了书中的许多细节错误与纰漏并按照本书介绍的步骤，编译、安装和测试叻本书源码光盘上的部分代码是本书最主要的审校者。 　　张帆1980年生于北京，毕业于北京理工大学电子工程系目前在赛门铁克北京嘚研发中心从事信息安全方面的工作；著名畅销书《Widows驱动开发技术详解》的作者。阅读了全书的原稿并给出了许多指导性的意见，并为夲书作序 　　张银奎，国内著名的调试专家目前和本书作者谭文在同一研发中心工作，著有《软件调试》一书阅读了本书的全部原稿，修改了书中多处细节给本书作者许多指导性的意见，并参与了本书的命名 　　马勇，驱动开发网的站长国内知名的文件系统驱動专家。“驱网核心技术丛书”的组织和策划者之一阅读了全书的原稿，并给出了许多指导性的意见

本书从Widows内核编程出发，全面系统哋介绍了串口、键盘、磁盘、文件系统、网络等相关的Widows内核模块的编程技术以及基于这些技术实现的输入密码保护、防毒引擎、文件加密、网络嗅探、网络防火墙等信息安全软件的核心组件的具体编程。主要知识重点包括：Widows串口与键盘过滤驱动、Widows虚拟存储设备与存储设备過滤驱动、Widows文件系统过滤驱动、文件系统透明加密/解密驱动、Widows各类网络驱动（包括TDI过滤驱动及3类DIS驱动）以及最新的WDF驱动开发模型。有助於读者熟悉Widows内核驱动的体系结构并精通信息安全类的内核编程技术。本书的大部分代码具有广泛的兼容性适合从Widows 2000一直到目前最新的Widows 7 Beta版。 　　本书适合大专院校计算机系的学生、普通Widows程序员、Widows内核程序员、信息安全行业的程序员以及希望了解Widows系统底层知识的计算机编程愛好者使用。阅读本书需要读者有C语言、数据结构、操作系统和计算机网络的基础知识。 　　关于本书作者和贡献者 　　主要作者： 　　谭文C程序员。1980年生于湖南2002年毕业于西安交通大学自动控制系。毕业后一直从事各类系统底层软件的开发设计工作；目前在英特尔在仩海紫竹科技园的研发中心参与不同平台二进制指令动态翻译系统的项目开发爱好聊天、发帖。曾著有《天书夜读——从汇编语言到Widows内核编程》一书编写本书的第1～3,7,8,10~12章，并统稿全书 　　杨潇，C程序员1981年生于陕西。2006年毕业于西安交通大学自动控制研究所一直从事各類系统软硬件接口部分的开发设计工作；目前在Comodo北京研发中心任职，负责各类Widows/Liux相关驱动的开发爱好音乐、旅游和摄影。负责编写本书的苐5,6章 　　邵坚磊，前执业医生现C、汇编程序员。1976年生于上海毕业于上海交通大学计算机系，具有临床医学和计算机专业的双学位長期致力于x86体系架构与Widows系统底层技术的研究与相关开发工作；目前在EC-AS上海研发中心主持信息防泄密软件的Widows内核驱动的开发工作。是著名的反rootkit工具DarkSpy的作者之一曾与谭文合著《天书夜读——从汇编语言到Widows内核编程》。爱好网游编写本书的第4章。 　　其他有贡献的作者： 　　盧冠豪C程序员。1981年生于中国台湾毕业于辅仁大学资讯工程学系。长期从事C、C++、网络与通信程序设计的工作；参与过“端点安全”、“資产管理”、“网络流量分析”等项目的开发与维护；擅长Widows项目开发平时爱好吸收与科技电脑有关的新知识。受邀编写本书的第9章 　　张佩，C程序员1982年生于江苏扬中，毕业于苏州大学近三四年来，一直从事底层软件开发工作乐此不疲。因偶然的机会在EC-AS公司加入叻Ifocage安全软件开发项目组，从此与底层驱动开发结缘现工作于上海一家公司，服务于美国Avid公司音频驱动项目此人好读书，好写文章好茭朋友。为人善与人交善，诚善人也受邀编写本书的第13章。 　　其他有贡献者： 　　杨瑾西安交通大学在读博士生。在参与导师的項目过程中因技术的需要阅读了本书的原稿，修改了书中的许多细节错误与纰漏并按照本书介绍的步骤，编译、安装和测试了本书源碼光盘上的部分代码是本书最主要的审校者。 　　张帆1980年生于北京，毕业于北京理工大学电子工程系目前在赛门铁克北京的研发中惢从事信息安全方面的工作；著名畅销书《Widows驱动开发技术详解》的作者。阅读了全书的原稿并给出了许多指导性的意见，并为本书作序 　　张银奎，国内著名的调试专家目前和本书作者谭文在同一研发中心工作，著有《软件调试》一书阅读了本书的全部原稿，修改叻书中多处细节给本书作者许多指导性的意见，并参与了本书的命名 　　马勇，驱动开发网的站长国内知名的文件系统驱动专家。“驱网核心技术丛书”的组织和策划者之一阅读了全书的原稿，并给出了许多指导性的意见

本书从Widows内核编程出发，全面系统地介绍了串口、键盘、磁盘、文件系统、网络等相关的Widows内核模块的编程技术以及基于这些技术实现的输入密码保护、防毒引擎、文件加密、网络嗅探、网络防火墙等信息安全软件的核心组件的具体编程。主要知识重点包括：Widows串口与键盘过滤驱动、Widows虚拟存储设备与存储设备过滤驱动、Widows文件系统过滤驱动、文件系统透明加密/解密驱动、Widows各类网络驱动（包括TDI过滤驱动及3类DIS驱动）以及最新的WDF驱动开发模型。有助于读者熟悉Widows内核驱动的体系结构并精通信息安全类的内核编程技术。本书的大部分代码具有广泛的兼容性

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