软考计算机软件基础知识总结

前言

计算机软件概述

操作系统

数据库

文件系统

网络协议

中间件

软件构件

应用软件

最后

前言

早期的计算机软件和计算机程序 (Computer Program) 的概念几乎不加区别，后来计算机软件的概念在计算机程序的基础上得到了延伸。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。

任何以计算机为处理工具的任务都是计算任务。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(数据及有关的含义)。处理规则一般指处理的动作和步骤，文档是为了便于了解程序所需的阐述性资料。

计算机软件概述

软件系统是指在计算机硬件系统上运行的程序、相关的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，提高计算机系统的效率。按照软件所起的作用和需要的运行环境的不同，通常将计算机软件分为系统软件和应用软件两大类。

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。这些软件对计算机系统的硬件和软件资源进行控制和管理，并为用户使用和其他应用软件的运行提供服务。也就是说，只有在系统软件的作用下，计算机硬件才能协调工作，应用软件才能运行。根据系统软件功能的不同，可将其划分为：操作系统、程序设计语言翻译系统、数据库管理系统和网络软件等。

应用软件是指为某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、游戏软件和各种软件包等。在企事业单位或机构中，应用软件发挥着巨大的作用，承担了许多计算任务，如人事管理、财务管理和图书管理等。按照应用软件使用面的不同，可进一步把应用软件分为专用的应用软件和通用的应用软件两类。

操作系统

操作系统是计算机系统的资源管理者，它包含对系统软、硬件资源实施管理的一组程序，其首要作用就是通过 CPU管理、存储管理、设备管理和文件管理对各种资源进行合理地分配，改善资源的共享和利用程度，最大限度地发挥计算机系统的工作效率，提高计算机系统在单位时间内处理工作的能力。

操作系统是配置在计算机硬件上的第1层软件，它向下管理裸机及其中的文件，向上为其他的系统软件(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，以及为用户提供方便使用系统的接口。

数据库

在信息处理领域，由于数据量庞大，如何有效组织、存储数据对实现高效率的信息处理至关重要。数据库技术是目前最有效的数据管理技术。数据库 (DataBase,DB) 是指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。它不仅描述事物的数据本身，而且还包括相关事物之间的联系。数据库可以直观地理解为存放数据的仓库，只不过这个仓库是在计算机的存储设备上，而且数据是按一定格式存放的，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，可为多个用户共享。早期数据库种类有3种，分别是层次式数据库、网络式数据库和关系型数据库。目前最常见的数据库种类是关系型数据库和非关系型数据库。根据数据库存储体系分类，还可分为关系型数据库、键值 (Key-Value) 数据库、列存储数据库、文档数据库和搜索引擎数据库等类型。

(1)关系型数据库。这种类型的数据库是最传统的数据库类型，关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的二元关系，在数据库中，对数据的操作几乎全部建立在一个或多个关系表格上。在大型系统中通常有多个表，且表之间有各种关系。实际使用就是通过对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。

(2)键值数据库。键值数据库是一种非关系型数据库，它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。

(3)列存储数据库。列式存储 (Column-Based) 是相对于传统关系型数据库的行式存储 (Row-Basedstorage) 来说的。简单来说两者的区别就是对表中数据的存储形式的差异。

(4)文档数据库。此类数据库可存放并获取文档，可以是XML、JSON、BSON 等格式，这些文档具备可述性 (Self-Describing), 呈现分层的树状结构 (Hicrarchical Tree Data Structure), 可以包含映射表、集合和纯量值。数据库中的文档彼此相似，但不必完全相同。文档数据库所存放的文档，就相当于键值数据库所存放的“值”。文档数据库可视为其值可查的键值数据库。

(5)搜索引擎数据库。搜索引擎数据库是应用在搜索引擎领域的数据存储形式，由于搜索引擎会爬取大量的数据，并以特定的格式进行存储，这样在检索的时候才能保证性能最优。

文件系统

文件 (File) 是具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合，例如，一个源程序、一个目标程序、编译程序、一批待加工的数据和各种文档等都可以各自组成一个文件。文件是一种抽象机制，它隐藏了硬件和实现细节，提供了将信息保存在外存上而且便于以后读取的手段，使用户不必了解信息存储的方法、位置以及存储设备实际操作方式便可存取信息。

一个文件包括文件体和文件说明。文件体是文件真实的内容；文件说明是操作系统为了管理文件所用到的信息，包括文件名、文件内部标识、文件类型、文件存储地址、文件长度、访问权限、建立时间和访问时间等。文件系统是操作系统中实现文件统一管理的一组软件和相关数据的集合，是专门负责管理和存取文件信息的软件机构。文件系统的功能包括按名存取，即用户可以“按名存取”,而不是 “按地址存取”;统一的用户接口，在不同设备上提供同样的接口，方便用户操作和编程；并发访问和控制，在多道程序系统中支持对文件的并发访问和控制；安全性控制，在多用户系统中的不同用户对同一文件可有不同的访问权限；优化性能，采用相关技术提高系统对文件的存储效率、检索和读/写性能；差错恢复，能够验证文件的正确性，并具有一定的差错恢复能力。

网络协议

在计算机网络中要实现资源共享以及信息交换，必须实现不同系统中实体的通信。两个实体要想成功通信，它们必须具有相同的语言，在计算机网络中称为协议(或规程)。

所谓协议，指的是网络中的计算机与计算机进行通信时，为了能够实现数据的正常发送与接收必须要遵循的一些事先约定好的规则(标准或约定),在这些规程中明确规定了通信时的数据格式、数据传送时序以及相应的控制信息和应答信号等内容。

常用的网络协议包括局域网协议 (LAN)、广域网协议 (WAN)、无线网协议和移动网协议。互联网使是 TCP/IP协议簇。

中间件

由于应用软件是在系统软件基础上开发和运行的，而系统软件又有多种，如果每种应用软件都要提供能在不同系统上运行的版本，开发成本将大大增加。因而出现了一类称为“中间件” (Middleware) 的软件，它们作为应用软件与各种操作系统之间使用的标准化编程接口和协议，可以起承上启下的作用，使应用软件的开发相对应用应用独立于计算机硬件和操作系统，并能在不同的系统上运行，实现相同的应用功能。

中间件是基础中间件(分布式系统服务) 软件的一大类，属于可复用软件的范畴。

顾名思操作系统操作系统义，中间件处在操作系统、网络和数据库之上，网络、数据库应用软件的下层，也有人认为中间件图示件应该属于操作系统中的一部分