操作系统论文范文

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仿真系统在指挥控制系统设计全过程的作用，如图所示：从上图可见，仿真系统在反坦克导弹连指挥控制系统的设计过程中有着重要的顶层分析、辅助设计、论证优化作用。仿真系统的定制开发的基本流程是：

1）从作战使用层面，需要详细分析反坦克导弹体系的协同和信息交互及导弹连战斗关系系统的使用环境、作战原则、系统配置、攻击对象特性和不同作战过程、不同使用模式下的系统响应、状态转换关系，形成系统的工作流程。

2）从信息交互层面，需要详细分析导弹连战斗管理系统所需信息，研究信息交互的内容、对象、交互类型和方式、交互频度和实时性要求等，明晰系统对信息融合、传输、处理和信息共享、分发及协同的需求。

3）根据需求，建立仿真所需的硬件平台，并组成相应的通信网络。

4）分析设计仿真对象，形成对象配置文件。

5）编辑系统结构、业务流程、程序接口，形成仿真规划配置文件。

6）利用可视化开发工具，编辑二维、三维可视化设计，生成可视化规划配置文件。

硬件系统设计

反坦克导弹指挥控制仿真系统通过构成无线、有线、有无线混合组网等通信方式，采用标准通信格式，模拟反坦克导弹连与上级、友邻、协同部队、保障分队通信的互联网，以及模拟反坦克导弹连内部指挥控制专用网络，实现硬件节点间的互联互通。

反坦克导弹指挥控制仿真系统包含下列硬件节点：

1）服务器：用于外部数据处理及数据传输。

2）任务规划席：用于用户对仿真任务的配置及过程控制。功能包括：开始、结束仿真；新建或选择仿真任务；配置仿真对象属性；仿真速度倍率控制。

3）车辆模拟席：用于仿真车辆的实际运行状态，包括：仿真发射车运动状态及位置数据，仿真车辆通信、侦察、指挥、射击、装填等业务能力、作业过程及作业结果。

4）车辆指控席：用于仿真车辆的指挥终端所执行的功能，当验证在研指挥控制系统时，可更换为实装设备，直接进行半实物仿真测试。

5）敌军模拟席：用于显示敌军单位信息，包括：仿真敌军位置数据及车辆的运动状态，仿真已毁和剩余敌军目标信息。硬件结构部署图如下:

软件系统设计

1软件体系结构概述

反坦克导弹指挥控制仿真系统包括业务逻辑设计和可视化界面开发两个基本层面。

1.1仿真对象模型

仿真对象的模型设计是干预、表现和分析仿真过程的实体要素，是决定仿真系统严密性、鲁棒性、可控性的关键环节。仿真对象模型设计的关键是对各作战单元的状态分工的充分考虑，仿真对象的特性和状态通过属性变量来表述控制，仿真对象的全部状态属性，构成了虚拟作战环境的总体状态空间，各仿真对象属性相互依存影响，对仿真对象属性的更改程度直接决定了仿真过程的复杂程度。

1.2仿真算法库

反坦克导弹连指挥控制系统的仿真算法库的建立是指设计整理出指挥控制系统中的基础的、典型的算法模型，定义相关数字接口，形成算法构件，实现系统的模块化、体系化功能，这对于仿真系统的有效性、通用性有着至关重要的意义，涉及仿真系统物理结构、工况及状态迁移、信息交互、信息融合等技术，主要包括：

1）基本数学库；

2）数据类型转换库；

3）时间运算库；

4）车体运动模型；

5）导弹运动模型库；

6）弹药信息组装及解析库；

7）扩展数学库；

8）坐标系转换库；

9）休眠模块。同时，仿真系统的通用软件接口，可接入典型的反坦克导弹连指挥控制模型。

1.3事件响应关系

从仿真的角度来说，模型的执行序列是由作战模拟系统的事件调度机制决定的，即使每个仿真对象都设计得完备有效，而模型间的事件调度机制不充分严密，可能无法实现想定的作战意图，甚至得到扭曲的仿真结果。事件响应关系就是进一步明确指挥控制系统中各单位分工、作战使用需求和工作流程，建立起仿真对象的调用顺序、调用条件和调用结果的规则库，来体现模型运行的约束性。

2可视化界面开发

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A地区通信公司根据当前所管辖的网络系统维护单位的具体情况，要求各单位网络运维工作的考核由网络运行质量管理、市场支撑管理、网络运维成本管理、基础管理等指标构成（考核指标分类、主要指标、权重等信息见表1）

考核办法实施

对于日常工作完成情况，A地区通信公司考核网络运维生产各专业，包括网管、交换、传输、数据、电源空调、本地网线路、接入网、无线市话、大客户业务响应、资源管理等专业，网络运维部在年底组织对单位网络运维工作现场检查，对重点考核内容打分。

对于专项重点工作完成情况考核，主要是考核各维护单位对市公司全年安排的重点工作完成情况，如末梢设备整治、无线市话网络优化及网络运维巡检等重点工作。

考核内容以“大客户电路故障恢复及故障报告提供及时率”为例进行列示。在考核的过程中，为了防止网络系统问题带来的损失，还制定了“否决内容”（指对各单位指标完成情况进行检查或抽查），对于发生以下情况之一的单位，取消全年考核资格，以0分计：一是未能按时、按质完成重要通信、抢险救灾、战备以及其它应急通信任务，造成严重后果；二是拒不服从省、市公司的生产调度令造成严重网络责任事故；三是在发生重大故障后，不按照省、市公司相关管理规定进行报告，或者故意隐瞒故障、在故障原因报告中恶意歪曲事实、在故障调查中有明显舞弊行为；四是因违反互联互通原则给企业造成重大负面影响；五是在考核指标数据采样点的设置或数据上报中存在弄虚作假行为。

对考核数据的统计及保存，各单位应根据本考核细则中的各项指标定义解释、数据来源及计分方法，认真完成与指标相关的原始数据测试、统计、汇总和报送工作，并且妥善保管测试报告、电路调单、故障报告、网管数据等原始记录。

具体考核指标与准则举例

由于网络系统内部控制考核项目较多，指标繁杂，本文列示了“大客户电路故障恢复及故障报告提供及时率”的指标定义、计算与方法说明如下：第一，指标定义：统计期内电路故障及时恢复比率和及时提供故障报告比率的加权平均。

第二，指标值：全年累计100%。

第三，计算公式：考核的范围为所有通过省大客户故障处理系统受理的大客户业务故障。大客户电路故障恢复及故障报告提供及时率＝第四，考核不含不可抗力和客户原因等造成的超时电路业务障碍。对故障原因不明且电路障碍业务恢复超时故障，则障碍受理方和有关责任方各计未及时恢复业务1次；对故障原因不明且电路障碍业务恢复未超时故障，则障碍受理方和有关责任方各计未及时恢复业务0.5次。

大客户电路故障恢复时限按照《通信业务故障处理及故障报告管理规定》执行，要求提供故障报告数为管理规定要求提供的报告数（包括超时故障、重要客户故障、重保期间故障，客户或客服部门要求提供故障报告的故障，上级维护部门要求提供报告等）。

第五，数据来源及统计报送周期。数据来源于省内大客户故障处理系统的统计数据，大客户业务响应部按月统计、汇总，并在年终计算各单位指标完成情况。第六，计分方法。完成或超过指标值的得基本分，不能完成核定指标值的，每低0.5个百分点扣1分，直至扣完为止。第七，评分标准。具体的大客户业务相应考核标准如表2所示。

A地区通信公司对网络系统考核评价的启示

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二、理论教学改革

操作系统是计算机中最重要的软件，它能够对计算机的硬件和软件进行有效的统一管理，便于用户使用计算机。操作系统课程是计算机类专业一门重要的基础课程，其教学内容主要包括进程管理、处理机调度与死锁、存储器管理、设备管理和文件系统五大部分。系统安全问题是信息安全的一个重要研究方向，但是在传统的操作系统课程中并没有涉及到信息安全的相关知识，信息安全专业学生在学习完操作系统课程后，无法将其所学的知识与现有的系统安全问题相结合。因此，针对信息安全专业的特点，理论教学改革应先从教学内容入手，将信息安全中的系统安全技术与操作系统课程的现有内容整合，通过讲授操作系统各个部分的实现原理，让学生深入了解对应系统安全产生的原因和解决方法。如在讲授内存管理时，传统操作系统课程的教学内容需要学生掌握操作系统是如何对内存进行分配、回收和调度。在信息安全专业的操作系统课程中，可以将缓冲区溢出的原理加入其中，使学生真正了解缓冲区溢出攻击的实现方法和预防手段。通过上述将操作系统教学内容和信息安全知识有机的结合起来、相互渗透，学生对操作系统原理和系统安全知识的理解会更加透彻，同时为后续的计算机病毒与原理、网络攻击与防御、逆向工程等信息安全专业课程打下了坚实的基础。

三、实践教学改革

实践教学内容是信息安全专业课程的一个重要环节。为了培养符合社会需求的工程性应用人才，在信息安全专业课程的教学过程中，强调理论和实际相结合的教学方法，在保障理论教学的基础上，强调实践教学，提高学生的工程实践能力。本节将从实验教学、课程设计和实践活动三个方面来讨论如何对操作系统课程的实践教学内容进行改革。

1.实验教学。

为操作系统课程开设合适的实验项目是非常困难的，主要问题在于很难找到合适的实验环境，大多数的操作系统相对于学生来说，太大、太复杂，学生很难在短时间内将操作系统的设计结构和实现代码弄清楚。尽管可以让学生分块的实现操作系统的各个功能，如CPU调度、内存管理等，但是在复杂操作系统中，改变其中的一个功能模块，其工作量也是非常巨大的。因此，在选择操作系统作为课程环境时，需要考虑以下问题：（1）所选操作系统的体系结构和实现方法要尽量简单，便于学生快速掌握系统的实现框架，理解各部分的实现思路和方法。（2）所选的操作系统源代码完整且完全公开。学生可以通过在学习现有操作系统源码的基础上，深入理解操作系统的设计原理。（3）所选操作系统有相应的说明文档，便于学生学习，培养学生的程序设计思维。（4）所选操作系统允许程序员修改，可以重新编译、运行。允许学生对操作系统代码进行修改，是对学生实践能力培养的重要手段。学生根据课上所学的理论知识，可以自行修改操作系统功能，并且便于教师添加信息安全的相关实验。根据以上几点，Minix系统是较适合作为操作系统课程实验环境的系统，而且Minix系统中已经包含了一些安全机制，如特权管理和访问控制。在操作系统课程的实验教学环节中，首先要求学生根据所学理论知识读懂对应的Minix系统源代码，然后要求学生分模块的实现对应功能。操作系统原理课程与教学内容同步的实验学时为20学时，除了传统操作系统实验内容：进程管理（4学时）、进程通信（2学时）、内存管理（4学时）、文件系统（2学时）之外，实验内容中还添加了信息安全相关实验缓冲区溢出（2学时）、访问控制（2学时）、加密文件系统（2学时）、资源竞争（2学时）。实验内容包括验证性和设计型两类实验，培养了学生的实际动手能力。

2.课程设计。

除了与操作系统课程同步的实验教学之外，还可以开设课程设计，让学生能够利用所学操作系统知识，开发、实现相关工具，培养学生的综合设计、开发能力。操作系统课程的实验教学内容是让学生分模块的设计、实现操作系统功能，此类实验对学生理解操作系统的整体架构和工作原理帮助不大，学生无法将各个小的功能模块联系成为一个完整的管理软件，即操作系统。而课程设计的目的是将操作系统课程和其他信息安全相关课程的教学内容相整合，最终实现能够满足实际需求的工程项目。课程设计相对实验教学来说内容较丰富，需要学生组队、合作完成对应的课程设计项目。针对信息安全专业的特点，可以考虑添加与信息安全相关的实验项目，如PE（PortableExecutable）文件分析、Windows病毒开发、系统安全工具开发等。通过上述实验项目，让学生在了解操作系统原理的基础上，开发实用的信息安全软件和工具。通过开设课程设计，既能锻炼学生的实际动手能力，又能培养学生的团队协作能力。

3.实践活动。

除了课堂教学之外，鼓励学生参加各项实践活动也是非常有必要的。组织学生成立大学生创新团队，指导学生申报大学生创新性实验项目，参加校内外举办的信息安全竞赛都是提高学生实践能力的途径。本校每年都组织本专业内、校内、省内及全国信息安全竞赛，同时积极鼓励学生参加校外信息安全竞赛。在此类竞赛中一个重要的考核部分是关于系统安全，即对操作系统漏洞地挖掘和利用，通过以学科竞赛为平台，将操作系统教学引向纵深方向，实现了理论与实践的有机结合，优化了学生的知识结构，促进了学生与其他高校学生和教师的交流，以比赛来使学生得到进步。此外，学院还邀请其他高校、公司有经验的教师、优秀的校友和技术人员来校讲座，增加学生对外沟通和交流的机会，让学生能够接触到新的、实用的业界动态，为今后工作做准备。从实践活动效果来看，学生的实际开发能力提升很快，能够将理论知识更好地融合到实际开发中。此外，实践活动还可以促进学生创新团队建设，通过高年级带动低年级学生，使新生能更早、更快地融入到专业学习中。本校通过几年的尝试，取得了初步成绩，学生在各项信息安全赛事中取得了优异的成绩，培养出来的学生也受到了用人单位的认可。

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自软件开发到现在已有四十多年历史了，在整个软件发展历史过程中，已经取得了划时代的成就，为了更好的理解计算机软件是计算机的灵魂并了解她的今天，这里让我们一起来回顾她的昨天。

我们将悠久的计算机软件历史分成三个阶段：

开创阶段：1955年到1965年

稳定阶段：1965年到1985年

发展阶段：1985年到现在

开创阶段

计算机在1946年出现时，占地2百余平方米，用电数千瓦，价值百万美元，而运行速度只有每秒千次，但它却为破译密码和武器弹道运算立了大功。六十年代大型计算机已发展到每秒百万次以上，能够进行快速复杂的计算，随着科研、金融和政府部门的需要而逐步形成了较大的计算机市场。

而计算机软件历史真正开始是在美国和欧洲的实验室里，大多数研究结果也产生于实验室。它们多数来自于学术界，其余产生于政府和私人公司。

在1955年到1965年这个期间，运算速度越来越快、价格越来越便宜的新计算机不断涌现，软件工作人员就需要不断针对不同计算机写出新的软件。这种变化速度令软件人员应接不暇。

在此阶段，计算机硬件向着专门用途发展，科学与商业领域需要的是完全不同的机器硬件。商业计算机具有变字长的特性，即有“清字标记”和“置字标记”，指令集为十进制。而科学计算机使用的是固定字长，当时定36位为一个字，而不是采用二进制计算。这种不同用途的机器使用不同字长，这给编程带来难以想象的困难。

频繁重写相同的软件触发了另一思想——软件移植，工业界中的软件研究人员试图将一台机器上汇编语言自动移植到另一台，但是却失败了。原因是60%或80%代码较容易移植，而余下的40%或20％必须人工移植，又是较复杂的代码，因此非常困难。多年来仍然不能完全解决问题，直到高级语言的产生。最早的FORTRAN语言在五十年代中期诞生的，五十年代后期出现了第一版COBOL语言，而ALGOL语言产生于六十年代早期。当时，高级语言不能被编制人员所接受，他们认为真正的编程人员应当使用汇编语言。

之后，软件业从计算机工业中独立出来，成为一枝新秀。那时，硬件厂商开放了他们的系统软件（由于没有这种开放，不能进一步推销他们的产品），有几个公司开始提供定制软件的服务，然而那时没有专门经销软件的公司。由于软件免费，用户相互赠送，使软件不断重用与推广，并鼓励共享软件的发展。例如，IBM科学用户组织SHARE提供了软件重用的目录清单，包含了三角函数分类和合并计算的多个数学程序，并对进入了SHARE目录中的软件产品，能给予此领域的最高荣誉。

60年代初期，学术上还没有计算学科、计算机科学和信息系统，然而却在实践中产生了以后称为“软件工程”的萌芽。软件工作者开始学习模块编程的方法，并涵盖了基本数据结构有关的子程序，从而使其易访问。现在，人们称为数据提取，并进一步拓宽到面向目标，但是那时的软件人员就已经意识到它的思想与价值。

此阶段，曾经出现过软件危机。即软件方面投入的资金和人力无法控制，软件开发完成的时间无法确定，软件的可靠性等等。例如，1962年7月22日美国飞往金星的火箭控制系统中的指令，DO5I=1，3误写成DO5I=1.3，使火箭偏离轨道，被迫炸毁。

此阶段是激动人心的年代，随着计算机硬件以令人生畏和惊奇的快节奏发展，计算机软件在计算机业中越来越占据着重要的地位，她开创了自己的事业，从计算机业中独立出来。

稳定阶段

这期间，出现了IBM等计算机大公司，是大型机硬件导向占主导地位的阶段。此时计算机成为专业人员使用的专门设备，普通老百姓用不了，也用不起。年产量不足数万台，市场有限，这样IBM360计算机将软件工业带入了稳定发展阶段。

IBM360采用了系列机的思想，开创了CISC时代（复杂指令系统计算机），目的能使指令系统兼容。新型机或高档机的指令系统在原有机型上只能扩充而不能减少任何一条指令，以达到软件兼容的目的，这样就导致日趋庞大的指令系统使计算机硬件的研制周期变长、运行速度慢、可靠性差、难以调试和维护。为了改进，提出了RISC（精简指令系统计算机）技术。RISC技术使指令数量大大减少，再加上一些其他措施（如指令系统面向寄存器，使数据能直接存储），从而大大减少指令执行所需要的周期数，极大的提高了计算机的计算速度。同时IBM360机为软件领域带来了重要发展。它使科学与商业应用合二为一，且同时使用十进制和二进制两种算法，它不再有讨厌的变字长。

随后，又产生了笨重的工作控制语言（JCL），使程序员只要把卡片塞进读卡机，然后按“启动”就可以运行程序。JCL要求用全新的语言编写程序，它能告诉计算机和操作系统按人的需求做相应工作。JCL太繁琐，这也许因为它包括了科学和商务所需的一切服务功能。然而JCL是360机上最不受欢迎的程序语言。

随着360机汇集科学和商务应用在一台计算机上，IBM也希望将所有的计算机语言合成一种语言。PL/1就这样诞生了，它不仅包含科学计算FORTARN和商务计算COBOL语言的功能，而且还具有新生语言ALGOL的功能。

除了IBM360带来的软件发展外，在稳定阶段，形成了软件的独立经销。几个敢于冒险的软件商开始销售他们的软件产品。这在当时极其不易，因为硬件厂商为阻碍软件发展，防止软件分离以形成独立行业，故意将软件的价格压得很低，无利润可赚。随着软件领域的稳定发展和新软件产品的问世，它们逐渐成为公司和市场的商品，价值连城。软件维护与更新也成为一项日益重要的工作。从而形成了计算机软件市场经济。

稳定阶段中开始出现了计算机学科的学术讨论。第一个计算机科学程序在六十年代晚期奠基，不久以后又编制了第一个管理信息系统程序。当时计算机软件工程还没有从计算机学科中分离出来，直到微型计算机年代才独立成为一门学科。尽管当时没有形成学科，然而软件工程研究一直在进行，重点聚集在计算机语言的问题上。

在此阶段，一些计算机科学家大力宣传他们引入的新思想。人工智能就是第一个竭力宣扬的学科，即称之为“有知觉”的机器，可以模仿人类大脑的功能，并期望代替人类大脑去做任何事情。

随后又出现了“控制领域”的议题。反控制反垄断的战斗打响了，美国司法部门IBM公司，声称它发展太快，且正在垄断计算机行业。当时，许多人将硬件工业比喻为“白雪公主和七个小矮人”，这里IBM是白雪公主，其他计算机硬件小公司是七个小矮人。例如RGA、GE和Xeroe等等公司。这些小公司逐渐萎缩，直到从计算机行业中消失。标准化组织也成为当时反控制反垄断的急先锋。它坚持只有统一计算机标准，各个公司才能参与并达到公平竞争。

同时，软件商与硬件商也开始竞争。硬件商努力保持软件的低价，以阻碍软件行业的形成。但是无论怎样阻挡，总有一些软件商脱颖而出，成为胜利的娇娇者。

此阶段由于计算机硬件变化节奏缓慢一些，属于较平稳的年代，计算机软件随着平稳发展，并确立软件在市场的重要地位，成为商品并逐渐变得被人们理解和接收。

发展阶段

此阶段是再一次激动人心年代，计算机已经普及和无处不有，同时软件业在计算机行业成为不可缺少部分并取得了辉煌胜利。

这个阶段是软件发展过程中最重要的时期。因为PC机和工作站以半年更新一代的令人目不暇接的速度，势不可挡地入侵小型机、中型机甚至大型机领域，从而使计算机无处不在，计算机走出了象牙塔，走进了平常百姓家庭，走进了普通人办公室。在家里、办公室、银行、邮局等生活工作的周围，处处可见计算机的应用业绩，普及流行速度极快，蓬勃向前。

过去存在的大量问题被解决了。老的JCL问题已经由友好用户、友好程序界面解决。图形用户界面（GUI）普及与流行，业已成为八十年代计算机领域最伟大的功绩。以前的FORTRAN和COBOL语言都没能解决用户界面的友好问题，而可视化软件编程才改变了这一现状。

由于VLSI的迅速发展，RISC的控制器又很简单，这就使RISC能集成在一个芯片上。CISC控制器需占芯片面积50%以上，而RISC的控制器仅占6-10%，这使RISC芯片具有极高的性能。到九十年代RISC技术被引入了到PC机内，使同样功能的计算机成本只有CISC的一半不到。随着VLSI进一步发展，已使巨型机上使用的并行处理技术能融入到RISC中。一方面采用新材料、新工艺，进一步提高主频，另一方面采用了超级流水线技术、并行流水线技术和超长指令字VLIM技术，极大地提高了RISC芯片的并行处理能力，使RISC进入了具有划时代的时期。

软件作用和价值牢固地树立起来了。人工智能、知识工程、专家系统以及神经网络领域的研究得以发展与深化。软件市场在世界范围内比较快的速度增长，在美国犹他州已出现以软件为主的第二高技术产业区。目前软件的发展速度已超过硬件产业，占信息产业的主导地位。美国垄断世界软件市场的格局，一时很难发生变化。微软公司软件巨头比尔.盖茨在五年前已成为美国首富，现在又是世界首富。随着市场分割，过去反控制反垄断的竞争也被分解了。IBM公司成为大型机之首；Intel公司是计算机芯片之王，也可以称为计算机硬件之王；Microsoft公司成为微机软件之冠。但是希望成为大型机软件之王的竞争仍然在继续。

软件特性体现为：软件进入结构化生产时期，以结构化分析和设计，结构化评审，结构化程序设计以及结构化测试为特征；从八十年代中期开始，软件生产进入以过程为中心的开发阶段；从1995年开始，逐步进入以软件过程，面向对象和构件重用等技术为基础的软件工业化生产时代。

此阶段软件业绩为：

1）软件重用技术

软件重用的目的是使非结构化、非标准化程序变为结构化、标准化，并形成大量能重用的计算机构件和模块。软件重用技术使软件的开发基本上变成了搭积木，把需要的对象和功能模块拼起来即可。它节省了大量的人力与物力，减少了重复开发。这种技术可以应用在数据库管理和信息系统管理上，MicrosoftAccess等软件均采用此软件技术，它们集成了大量应用的基本构件和模块便于重用。

只有可维护性软件才有可能最大限度地重用，而重用部分越多，维护成本越低，效率就越高。不可维护性到可维护性软件的重构是维护方法学的关键。最大限度地重用现存软件是软件维护方法学的重要思想原则。可重用是可维护性的基本属性和最大特征。

就软件重用而言，可有四个层次的重用：

（1）开发过程重用

主要指开发规范、开发方法及工具、软件标准等的重用，也称为开发支持环境重用。

（2）软件构件重用

这里软件构件指文档、程序及数据。应该将软件构件可重用性作为主要设计指导思想。

（3）用户业务知识重用

用户现存系统的业务处理过程、特定专业领域的需求特征等知识的重用。

（4）市场知识重用

应用领域标准、行业标准、市场规律知识的重用。

2）面向对象技术

八十年代中期以来，各个领域的发展和变化越来越快，对应用软件不断提出新的功能要求，这就使以功能为基础的软件体系改动较大，甚至推倒重来。八十年代末发现，使用面向对象技术能极大的提高软件的可维护性。而且它还有很多其他的优点，例如提高软件开发率，提高软件的可靠性和安全性等等。面向对象技术获得了极大欢迎，终于成为九十年代软件界最大的热点。随着发展，面向对象技术形成了OOP（面向对象编程）、OOD（面向对象设计）、OOA（面向对象分析），成为完整的软件开发方法学。

现实世界中的事物抽象到问题空间就称为对象。在面向对象技术中，对象被定义为“对一组信息和在其上的操作”，其中的信息就是数据，它反映的是对象的属性状态，操作则是对对象的处理。面向对象系统就是由对象组成的复杂系统，系统中所有对象的状态共同构成系统的状态，对象总是从一个初始状态出发，在对象之间的相互作用过程中不断改变着自身的状态。一个对象请求另一个对象执行某一处理或回答某些信息的要求称为“消息”，对象与对象之间的相互作用就是通过消息来实现的。

面向对象技术的最大优点就是软件的可维护性好。

3）集成工具与CASE技术

今天，已将过去单个的工具集成在一个系统中，用于软件开发，形成了集成工具。例如，我们经常使用的字处理工具，它只有一个工具菜单，但是却包含拼写检查、语法检查、词库和字词计数等功能。我们期待用于软件开发的系统收集了所有必需的工具，它必须支持文本和图像，也含有相关的数据库，能自动移植并进行计算机低层设计等。编程系统不仅含有编译程序，还应该支持编辑、调试与测试，最好能支持程序建立并在建立过程中检测它们的结构。

而CASE技术，即称谓“支持软件工程方法学的计算机辅助手段”。它为实现从软件工程诞生起就面临着如何组织人员进行集体作业和如何逐步代替人进行编程的两大任务。而且首先是解决前者———确定有次序、有效率、科学的工程作业方法，然后才能一步步用计算机取代各工程阶段的人工编程。软件工程的最终目的就在于软件自动化。

CASE技术有两个突出特点，使开发支持工具与开发方法学统一和结合起来，通过实现分析、设计、程序开发与维护的自动化，提高整个软件开发工程的效率。如果方法驱动器理论得以实现，软件自动化将成为现实。尽管目前真正实现的还仅限于方法指导系统，但CASE的迅速发展仍超出了辅助软件工程的范围。

综上所述，CASE的发展有待于软件工程方法的发展。它不仅给传统软件工程方法以新生，也推动着各种软件工程方法的演变、合并和淘汰，为新软件工程方法理论实用化开辟着道路。所以今后的软件工程应是“方法学+CASE技术”，两者共同协助开发人员控制和管理软件。当方法驱动器理论变为现实后，CASE与软件自动化可能会变成同义词。虽然今天的软件自动化尚不完全，但为了区别传统软件工程，我们以更明确的CASE软件工程概念来表述CASE与软件工程方法学的结合。

4）图形用户界面

用户界面一般是由菜单窗口和对话框等元素构成，它为用户提供了一个使用软件交互过程的环境，它提高了软件的使用效率，灵活便捷，并且易于修改维护程序，充分体现了“所见即所得”图形界面的现代软件设计风格，使用户能以简单自然的方式与软件系统交流信息；提供对键盘及鼠标两种输入设备的双重支持；引导用户正确、快速、方便地使用软件系统；易学易懂，尽可能地减少用户必须记忆的信息。

八十年代图形技术有了迅速的发展，出现了不少优秀的图形软件工具，例如，X-Windows、MicrosoftWindows和MacintoshWindows都是建立在图形用户界面的技术上，他们提供了图形交互所需的各种手段与方法。

AutoCAD是又一个优秀的图形软件工具。它提供了图形显示控制、图形编辑和存储以及三维绘图、三维动态显示、阴影与透视等功能。随着图形用户界面的成功，不少高级语言也增加了图形功能，使这种可视化编程日益广泛与流行。

5）多媒体技术

它是曾经被炒得沸沸扬扬的话题，也是计算机科学在九十年代的一个热点。多媒体技术是将文字、声音、图形、视频图象集成在一起的技术。它包括多媒体计算机原理、多媒体数据库、多媒体通信和多媒体表现技术等等。它的一个重要方面是将图像、图形、声音、文字等集成一体，再按1比10或1比30压缩比进行图象数据压缩，最后以高质量再现给用户。

由于多媒体技术提供了更多的交互手段，给人以更多的方便，所以有着极其广阔的应用前景，如电视、电子游戏、电子报刊、电视会议等等。正因为如此，多媒体技术不仅是计算机科学的热点，而且也是国民经济以及社会生活许多领域的热点。

然而在整个计算机发展历史过程中，软件领域仍然存在一些问题，相对于微处理器芯片和内存设备而言，计算机软件只是在不断发展而没有进行大的改革。例如，编程人员都知道，自从第一台IBM和第一个Intel电子芯片问世以来，硬件结构的软件部分──指令集和中断结构就没有发生大的变化。在程序设计语言中也没有大的变革，现在用得最多的语言仍然是十五年前C和C++，甚至是四十年前的FORTRAN和COBOL语言。第四代语言并没有达到某些人预先声称“无需程序员的编程”的功能。整个软件领域发展限制在一个应用领域──数据库上。

不过也有一些希望的象征。面向对象程序设计是一项新的技术，前景看好，它以一种完全不同方法来构造软件；客户/服务器技术和Internet/Intranet技术，它们大大地推动了软件行业的改革。Internet的TCP/IP协议使成千上万个不同的操作系统和应用程序能相互通信，使得网络访问容易，浏览众多的数据库和站点信息，从而产生了较大经济效益和社会效益。当谈起计算机软件的现代历史，Internet/Intranet将作为人-机通信原理的里程碑，而WWW、HTML、VRM和Java将是这个里程碑的组成部分。