计算机的软件知识

1.4 软件知识

1.4.1 软件及其分类

软件是计算机系统中不可或缺的一部分，它是指计算机程序及其相关文档的集合，是交付给客户的一整套解决方案。软件不仅仅是程序代码，还包括了用自然语言描述的软件功能需求、设计文档、项目计划、用户手册等。这些文档帮助用户了解软件的功能结构、设计思想、运行环境及操作方法，从而更方便地进行软件的使用和维护。

软件可以从多个角度进行分类。按应用领域划分，软件可以分为操作系统软件、办公软件、图形图像软件、音视频软件、安全防护软件等。按功能特点划分，软件可以分为系统软件、应用软件、工程软件、多媒体软件、游戏软件等。按平台适用性划分，软件可以分为桌面软件、移动软件和Web应用程序。此外，还可以根据软件的授权方式分为商用软件、开源软件和自由软件。

操作系统软件：是计算机系统中最基本的软件，负责管理和控制计算机的各种硬件和软件资源，为用户和其他软件提供一个良好的工作环境。常见的操作系统有Windows、macOS、Linux、Android和iOS等。
办公软件：主要用于文档处理、电子表格、演示文稿、数据库管理等业务，如Microsoft Office、WPS等。
图形图像软件：主要用于图像处理、矢量绘图等方面，如Photoshop、Illustrator等。
音视频软件：主要用于处理音频、视频、流媒体等业务，如VLC、PotPlayer等。
安全防护软件：主要用于计算机综合安全保护，如查杀病毒、防火墙等，如360、腾讯管家等。

1.4.2 常用的操作系统

操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源，提供用户操作计算机的界面。常见的操作系统包括：

Windows：由微软公司开发的操作系统，广泛应用于个人计算机和服务器。Windows操作系统具有友好的用户界面和丰富的应用程序支持，如Windows 10、Windows 8、Windows 7等。
macOS：由苹果公司开发的操作系统，专用于苹果的Mac电脑和笔记本电脑。macOS以其稳定性和优雅的设计著称，如macOS Monterey、macOS Big Sur等。
Linux：一种开源的、免费的操作系统，具有高度的定制性和安全性。Linux由林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）于1991年首次发布，目前有许多不同的发行版，如Ubuntu、Debian、Fedora等。
Android：由谷歌公司开发的移动设备操作系统，主要用于智能手机和平板电脑。Android以其开放性和丰富的应用程序资源受到广泛欢迎。
iOS：由苹果公司开发的移动设备操作系统，用于iPhone、iPad等设备。iOS以其流畅的操作体验和严格的应用审核机制著称。

1.4.3 应用软件

应用软件是用户为解决特定问题而使用的软件，它直接面向用户，提供特定的功能和服务。应用软件种类繁多，包括但不限于办公软件、图形图像软件、音视频软件、安全防护软件等。

办公软件：如Microsoft Office套件中的Word、Excel、PowerPoint等，分别用于文档处理、电子表格和演示文稿制作。WPS Office是另一款流行的国产办公软件，具有与Microsoft Office相似的功能和界面。
图形图像软件：Photoshop是Adobe公司开发的一款强大的图像处理软件，支持图像编辑、合成、调色等多种功能。Illustrator则是一款矢量绘图软件，广泛应用于印刷出版、广告设计等领域。
音视频软件：VLC是一款开源的多媒体播放器，支持多种音视频格式和流媒体协议。PotPlayer则是一款功能强大的视频播放软件，具有优秀的播放性能和丰富的功能设置。
安全防护软件：360安全卫士、腾讯电脑管家等是国内知名的安全防护软件，提供病毒查杀、系统优化、软件管理等多种功能。

1.5 字符编码

字符编码是将字符集中的字符编码为指定集合中某一对象（如比特模式、自然数序列、8位组或电脉冲）的过程，以便文本在计算机中存储和通过通信网络的传递。字符编码是计算机处理文本信息的基础。

1.5.1 数字表示

在计算机中，数字通常以二进制形式表示。二进制是一种基于2的进位制，使用0和1两个数码来表示数。二进制数在计算机内部以字节为单位进行存储和处理，一个字节包含8个二进制位。

1.5.2 英文字符表示

英文字符的编码通常采用ASCII（American Standard Code for Information Interchange）码。ASCII码是一种使用7个或8个二进制位进行编码的方案，最多可以给256个字符（包括字母、数字、标点符号、控制字符及其他符号）分配数值。ASCII码划分为两个集合：128个字符的标准ASCII码和附加的128个字符的扩充ASCII码。

1.5.3 汉字编码的国家标准

为了在计算机中处理汉字，中国制定了一系列汉字编码标准，如GB2312、GBK、GB18030等。GB2312是最早的汉字编码标准之一，它收录了6763个汉字和682个其他符号。GBK是GB2312的扩展，支持更多的汉字和符号。GB18030则是最新的汉字编码标准，支持更多的字符和编码方式。

1.5.4 计算机内部的字符处理

在计算机内部，字符以编码的形式进行存储和处理。当计算机接收到一个字符时，它会根据字符的编码将其转换为对应的二进制数进行存储。当需要显示或输出字符时，计算机再将二进制数转换回对应的字符进行显示或输出。

1.5.5 输入字符

输入字符是指用户通过键盘、触摸屏等输入设备将字符输入到计算机中的过程。在输入过程中，计算机会根据输入设备的编码和字符编码标准将输入的字符转换为对应的二进制数进行存储。

1.5.6 输出字符

输出字符是指计算机将存储在内存中的字符以可视化的形式显示在屏幕上或打印到纸张上的过程。在输出过程中，计算机会根据字符编码标准和输出设备的编码将二进制数转换回对应的字符进行显示或打印。

1.6 程序设计语言

程序设计语言是人与计算机之间进行交流的工具，它允许人们以特定的语法规则编写指令，让计算机执行特定的任务。程序设计语言可以分为机器语言、低级语言和高级语言等。

1.6.1 机器语言

机器语言是计算机能够直接识别和执行的二进制代码。它是最底层的程序设计语言，与计算机的硬件结构紧密相关。由于机器语言难以编写和阅读，因此通常只用于计算机系统的底层开发。

1.6.2 低级语言

低级语言包括汇编语言等，它们比机器语言更接近人类语言，但仍然需要程序员对计算机的硬件结构有一定的了解。汇编语言使用助记符来表示机器指令，使得编程过程更加直观和易于理解。然而，汇编语言的可移植性差，且编写和维护成本较高。

1.6.3 高级语言

高级语言是一种更接近人类自然语言的程序设计语言，它提供了丰富的数据类型和运算符、控制结构等高级特性，使得编程过程更加简单和高效。常见的高级语言包括C、C++、Java、Python等。高级语言编写的程序需要经过编译或解释后才能在计算机上执行。

1.6.4 Web开发语言和工具

Web开发语言和工具主要用于开发Web应用程序和网站。常见的Web开发语言包括HTML、CSS、JavaScript等。HTML用于定义网页的结构和内容；CSS用于设置网页的样式和布局；JavaScript则用于实现网页的交互功能。此外，还有一些Web开发框架和工具如React、Vue、Angular等，它们提供了更加高效和便捷的Web开发方式。

1.6.5 面向对象的语言

面向对象的语言是一种支持面向对象编程思想的程序设计语言。面向对象编程是一种将现实世界中的事物抽象为对象进行编程的方法。面向对象的语言提供了类、对象、继承、封装、多态等特性，使得编程过程更加符合人类的思维方式。常见的面向对象语言包括Java、C++、Python等。

1.6.6 数据库开发工具

数据库开发工具是用于创建、管理和维护数据库的软件工具。它们提供了图形化的用户界面和丰富的功能选项，使得数据库的开发和管理过程更加简单和高效。常见的数据库开发工具包括MySQL Workbench、SQL Server Management Studio、Oracle SQL Developer等。这些工具支持多种数据库系统，并提供了数据导入导出、查询分析、性能优化等功能。