一、概述

计算机软件是计算机系统中的程序及其文档，分为系统软件与应用软件，涵盖操作系统、数据库、文件系统、网络协议、中间件、构件与应用软件。

二、核心概念

1.计算机软件：计算机系统中的程序及其文档，是计算任务的处理对象（数据/信息）和处理规则（动作/步骤）的描述。

2.系统软件：为整个系统配置、不依赖特定应用领域的通用软件，管理控制软硬件资源并为用户和其他软件服务；含操作系统、语言翻译系统、DBMS、网络软件等。

3.应用软件：为某类应用需要或特定问题设计的软件，分通用应用软件和专用应用软件。

4.操作系统(OS)：计算机系统的资源管理者，向下管理裸机、向上为系统软件和应用软件提供支持与接口；核心是内核(Kernel)与系统调用/API。

5.数据库(DB)：长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据集合；具较小冗余度、较高数据独立性和易扩展性，可多用户共享。

6.文件系统：操作系统中实现文件统一管理的一组软件和数据集合，提供按名存取、并发控制、安全与差错恢复等。

7.中间件(Middleware)：应用软件与操作系统之间标准化编程接口和协议，承上启下，使应用独立于硬件和OS并跨系统运行；属可复用基础软件。

8.软件构件(组件)：自包容、可复用的程序集，外部只能通过统一接口访问；两个最重要特性是自包容与可重用。

9.分布式数据库(DDBS)：针对地理上分散但管理上需集中控制的需求提出的数据管理系统，满足分布性、逻辑相关性、场地透明性和场地自治性。

三、关键要点

1.软件分类：系统软件（运行环境无关、通用）与应用软件（专门应用）；应用软件再分通用与专用。

2.操作系统组成：内核＋附加软件（GUI、实用程序、库、编译器等）；内核提供进程/存储/文件/设备管理，以最高优先级运行，提供系统调用/API。

3.操作系统四大特征：并发性、共享性、虚拟性、不确定性（结果可能不唯一）。

4.操作系统分类：批处理（单道/多道）、分时（多路/独立/交互/及时）、实时（控制/信息处理）、网络、分布式、微型计算机、嵌入式。

5.嵌入式OS特点：微型化、可定制、实时性、可靠性、易移植性（采用HAL/BSP）；代表VxWorks、µClinux、PalmOS、Windows CE、µC/OS-II、eCos。

6.数据库按存储体系分：关系型、键值(Key-Value)、列存储、文档、搜索引擎数据库；关系模型三要素＝数据结构＋数据操作＋完整性约束。

7.关系数据库设计6阶段：需求分析→概念结构设计→逻辑结构设计→物理结构设计→应用程序设计→运行维护；概念设计最著名方法是E-R方法（局部E-R→全局E-R→优化）。

8.分布式数据库四层模式：全局外层、全局概念层、局部概念层、局部内层，层间有映射；适用于同构与异构系统。

9.常用DBMS：Oracle（PL/SQL）、IBM DB2、Sybase、SQL Server（Transact-SQL）；大型DBMS 7特点：基于网络、支持大规模、自动锁、安全、备份恢复、数据完整性手段、分布式处理。

10.文件系统：文件逻辑结构分记录式（定长/不定长）与流式；物理结构分连续、链接、索引、多重索引；空闲空间管理有空闲区表、位示图、空闲块链、UNIX成组链接法。

11.文件共享：硬链接（多目录项指向同一索引结点）、符号链接（路径映射，可跨文件系统/网络）；保护采用存取控制矩阵/表、用户权限表、密码。

12.网络协议：常用有LAN、WAN、无线网、移动网协议；互联网是TCP/IP协议簇。

13.中间件分类：通信（消息）、事务（交易）、数据存取、Web服务器、安全、跨平台架构、专用平台、网络中间件；代表IBM MQSeries、BEA Tuxedo。

14.软件构件标准：OMG的CORBA（含CCM）、Sun的J2EE（含EJB）、Microsoft的DNA（DCOM/COM/COM＋）；构件组装模型优点易扩展/易重用/可并行开发。

四、典型示例

1.关系数据库二维表示例：学生(学号,姓名,年龄,系别)、课程(课程号,课程名,学分)、选课(学号,课程号,分数)，学号为主码。

2.Oracle支持PL/SQL并自8版起支持面向对象结构；SQL Server用Transact-SQL，含Open Data Services、MS SQL Server、Agent、MSDTC。

3.UNIX成组链接法：每100空闲块一组，首块登记下组块号与总数，首块号0表示末组。

4.消息中间件代表BEA eLink、IBM MQSeries、TongLINK；交易中间件BEA Tuxedo。

五、易错与注意

1.多道批处理“多道、宏观并行、微观串行”——单CPU下各程序交替轮流执行，并非真正同时。

2.并发≠并行：并发是宏观同时、微观交替；并行需多CPU同时执行。

3.流式文件（字节流）与记录式文件区别：流式不划记录，用读写指针访问。

4.硬链接删除需先删所有链接，否则共享用户目录表目指针悬空；符号链接才可跨文件系统。