软件

软件是指用于操作计算机和执行特定任务的一系列指令、数据或程序，与硬件相对，硬件用于描述计算机的物理组件，而软件使用户能够与计算机及其硬件交互或执行任务。一般来说，软件可以分为系统软件和应用软件。系统软件用于运行计算机硬件并为应用程序提供平台，应用软件用于用户执行任务。每种类型的软件都有不同的功能和用途，以满足用户和开发人员的需求。

软件的生命周期可以用来描述软件从创建到报废的全过程，一般包括问题定义、可行性分析(需求分析)、总体设计、编码、测试、运行、维护和升级到报废等阶段。它的开发语言可以是Python、Java、JavaScript、HTML/CSS、C/C++、SQL、Ruby、PHP、Swift和Go。

软件是相对于硬件而言的，其定义主要是解释性的。

1982年，美国软件工程专家Roger S.Pressman将软件解释为:能够在计算机执行时提供所需功能和性能的程序，能够使程序有效地处理信息的数据结构和描述程序运行和使用的文档。简单来说，软件由程序、数据和文档组成。

1983年，IEEE(电气和电子工程师协会)将软件定义为在计算机上运行程序所必需的计算机程序、方法、规则、相关文档和数据。

2011年，英国软件工程专家伊恩·萨默维尔(Ian Sommerville)将软件定义为一个系统，通常由若干程序、建立这些程序的配置文件、描述系统结构的系统文档、解释如何使用系统的用户文档以及供用户下载最新产品信息的网站组成。

软件可以看作是知识的载体，它涵盖的内容和范围非常广泛。一般来说，计算机程序及相关文档、数据、视频资料、方法、规则、网页及其链接都可以视为软件。

从1842年到1843年，世界上第一个程序员阿达·洛芙莱斯为查尔斯·巴贝奇的分析引擎开发了算法，这被认为是第一个计算机程序。

1936年，艾伦·图灵提出了图灵机的概念，其核心思想是对计算过程进行抽象，被认为是计算机科学的开创性理论之一，成为计算机科学中许多理论和算法的基础。

1947年，凯瑟琳·布斯和她的丈夫安德鲁·布斯去美国时遇到了约翰·冯·诺依曼。之后，凯瑟琳设计了第一台ARC计算机的汇编语言和汇编程序，为后来的计算机编程奠定了基础。

1948年6月21日，英国曼彻斯特大学的汤姆·基尔本为曼彻斯特婴儿电脑编写了世界上第一个软件。

20世纪50年代初，通用汽车公司为IBM 701电子数据处理器创建了第一个操作系统，被称为通用汽车操作系统(GM OS)。

1952年，格蕾丝·霍珀的团队创造了第一个计算机语言编译器，它是COBOL的前身。

1958年，统计学家John Tukey在一篇关于计算机编程的文章中首次提出了“软件”一词。

20世纪60年代末，软盘被引入，并在80年代和90年代用于分发软件。

1971年11月3日，美国电话电报公司发布了Unix操作系统的第一个版本。自推出以来，Unix操作系统及其分支对计算机产生了深远的影响，提供了跨各种异构环境和设备类型的可移植性、稳定性和互操作性。

1977年，苹果发布Apple II，消费软件开始蓬勃发展。Apple II的成功促进了个人电脑的普及，并为普通用户提供了友好的界面和丰富的应用程序。消费软件的开发包括各种娱乐、教育、创作和生产力工具，为个人计算机的用户提供新的体验和功能。

1979年，VisiCorp发布了第一款适用于Apple II的个人电脑电子表格软件VisiCalc。

1981年，微软发布了MS-DOS操作系统，许多早期的IBM计算机都运行在该系统上。与此同时，IBM开始销售软件，商业软件开始面向普通消费者。

80年代，硬盘成为电脑的标配，IBM等电脑厂商开始在电脑中捆绑软件，与早期的OEM厂商合作销售软件。这种软硬件捆绑销售模式为消费者提供了一站式解决方案，简化了购买和安装软件的流程，促进了软件行业的发展，催生了更多的软件开发者和应用。

1983年，理查德·M·斯托曼(Richard M.Stallman)的GNU Linux项目推动了自由软件运动，旨在创建一个类似Unix的操作系统，其源代码可以自由复制、修改和分发。

1984年，Mac OS发布，带动了苹果的Macintosh系列。

80年代中期，AutoDesk、AutoCAD、Microsoft Word、Microsoft Excel等一些重要的软件应用相继发布。

1985年，微软发布了Windows 1.0，将个人电脑推向了主流。Windows 1.0引入了图形用户界面(GUI)，为个人计算机用户提供了更直观、更易于使用的操作环境。这标志着个人电脑进入了图形化时代，为Windows操作系统的后续发展奠定了基础。

1989年，光盘成为标准媒体，它能比软盘存储更多的数据，因此大型软件程序可以快速、方便和相对便宜地分发。

1991年，开源操作系统Linux的内核发布。

1997年，DVD问世，它可以存储比CD更多的数据，使得将软件套件(如微软Office套件)放在一张CD上成为可能。

1999年，Salesforce利用云计算开创了通过互联网交付软件的模式。

在2000年，术语“软件即服务”(SaaS)被提出。

2007年，苹果推出了iPhone，标志着移动技术新时代的开始。IPhone的特点是创新的触摸屏界面和丰富的移动应用生态系统，引领了智能手机的潮流，改变了人们使用移动设备和应用的方式。移动技术的快速发展和移动应用的兴起催生了新的移动软件产业，如移动游戏、社交媒体、移动支付等。，已经成为当代软件开发的一个重要方向和趋势。

自2010年以来，软件分发和访问的方式发生了巨大变化。DVD和物理媒体越来越不受欢迎，用户现在更倾向于直接从互联网或云端购买和下载软件。这种变化得益于高速互联网的普及和数字发行的便利。

软件是由一系列指令和数据组成的程序，旨在执行特定的任务和满足用户的需求。其工作原理是基于计算机的处理能力和指令执行机制。

软件按功能类别可分为应用软件和系统软件，它们在工作方式上有明显的区别。

系统软件的工作模式：系统软件位于计算机硬件和应用软件之间，用于协调系统的硬件和软件，使用户可以运行高级的应用软件，执行特定的操作。用户不能直接与系统软件交互，因为它在后台运行，处理计算机的基本功能。系统软件在计算机系统启动时执行，并在系统启动期间一直运行。

应用软件的工作模式：应用软件是为用户执行特定功能的程序，例如编写报告和浏览网站。应用程序也可以为其他应用程序执行任务，但需要计算机的操作系统和其他支持系统软件程序的支持才能工作，不能单独运行。桌面应用程序安装在用户的计算机上，并使用计算机内存来执行任务。它们会占用计算机硬盘的空间，并且可以在没有互联网连接的情况下工作。此外，桌面应用程序必须满足它们运行的硬件设备的要求。而Web应用不依赖硬件和系统软件，只需要上网就能工作。用户可以从任何配备网络浏览器的设备上启动网络应用程序。因为负责应用程序功能的组件位于服务器上，所以用户可以从Windows、Mac、Linux或任何其他操作系统启动应用程序。

根据软件功能的分类，软件可分为系统软件和应用软件，其中系统软件包括操作系统和支撑软件(包括语言和编译系统以及数据库管理软件)，应用软件包括通用应用软件和专用软件。

系统软件

系统软件是用来运行计算机硬件和为应用软件提供平台的，为计算机的使用提供最基本的功能。系统软件可分为操作系统、数据库管理系统、系统实用程序、编程语言和编译系统等。

操作系统：操作系统是管理计算机软硬件资源的程序，也是计算机系统的核心。操作系统的主要功能包括管理和配置内存，确定系统资源的分配顺序，控制输入输出设备，管理网络和文件系统等基本事务。常见的操作系统有Windows、UNIX、Linux、Mac OS和OS/2。

数据库管理系统：数据库管理系统是管理和操作数据库的系统。作为用户和数据库之间的接口，它为用户提供了一组命令来管理数据库的创建、修改、检索、统计和排序。关系数据库管理系统是最常见的类型，包括FoxPro、SQL Server、Oracle、Sybase、DB2和Informix。

系统实用程序：系统实用程序是一些工具性的服务程序，方便用户使用和维护计算机。主要的实用程序包括语言处理程序、编辑程序、连接汇编程序、打印管理程序、测试程序和诊断程序。

程序涉及语言和编译系统：编程语言和编译系统是编写和执行计算机程序的工具。常用的高级语言有C，BASIC，PASCAL，FORTRAN，COBOL。编译系统负责将编程语言转换成计算机可以执行的机器语言。

应用软件

应用软件是在系统软件的基础上开发的，用于解决特定领域的问题。既有电信、金融、电力、公安、交通管理、招生、考试、录取等领域使用的专用软件，也有企事业单位生产、工作、管理和服务中使用的各种交易软件，还有各种实时软件，各种用于监测、分析和控制现实世界事件的科学和工程软件，以及工业、民用或军用中用于各种功能的嵌入式软件和个人计算机软件。

通用应用软件：通用应用软件是一种具有通用信息处理功能的商业软件。其通用性使其适合有多种类似应用需求的用户。通用应用软件可以通过选择、设置和调整来满足用户的特定需求。一些典型的通用软件包括文字处理软件、表格处理软件、数值统计分析软件和财务会计软件。

特殊应用软件：专用应用软件是为满足用户特定需求而开发的软件。在某些情况下，由于用户对数据处理功能的要求差异较大，通用软件无法满足要求，需要专业人员采用自主开发的方法，为用户开发具有特定要求的专门应用软件。一些典型的专用软件包括特定业务处理系统、电子设备控制系统、空中交通管制系统等。

隐形:软件是隐形的，看不见摸不着。与物理产品不同，软件存在于计算机系统中，以代码的形式表现出来。

持久性:软件不会随着时间的推移而降级或退化。即使长期存放在计算机系统中，软件的质量和性能也不会自动下降。

易于复制:软件可以很容易地复制和分发。开发完成后，通过复制代码或安装文件，该软件可以在多台计算机或设备上部署和运行。

复杂性:软件可能非常复杂，有许多相互关联的部分和功能。一个复杂的软件系统可能包含多个模块、组件和服务，它们相互作用以实现功能。

难以理解和修改:特别是对于大型复杂的系统，理解和修改软件可能具有挑战性。软件开发人员需要仔细研究代码和系统结构，了解其工作原理，并进行修改和维护。

受需求变化的影响:对软件的需求可能会随着时间而变化。用户的需求和市场要求可能导致软件需要更新和修改，以满足新的功能、性能或安全要求。

受错误和其他问题的影响:软件可能会受到错误、缺陷和其他问题的影响。这需要测试和调试软件，以确保它以预期的方式工作并解决问题。

软件生命周期(SDLC)是指软件从创建到报废的全过程，一般包括问题定义、可行性分析(需求分析)、总体设计、编码、测试、运行、维护和升级到报废等阶段。

问题定义阶段:开发团队与利益相关者(包括客户、销售人员、行业专家和程序员)沟通，确定现有系统中存在的问题。在这个阶段，我们应该评估当前系统的优点和缺点，并确定需要改进的问题。

软件

可行性分析阶段:基于第一阶段定义的问题，团队分析需求，估计实现所需的成本和资源，评估项目可能存在的风险。即确定项目的可行性，以及如何以最低的风险成功实施项目。

总体设计阶段:将第二阶段分析的需求转化为详细的设计计划。该设计计划通常包括软件开发的架构、数据库设计、用户界面设计和其他技术规范。利益相关者审查设计计划并提供反馈和建议，以确保设计满足他们的需求。

编码阶段:开发人员根据设计方案和既定的技术规范对软件进行编码。开发人员应该遵守编码技术规范，并使用适当的命名规范来编写模块化和可重用的代码。

测试阶段:测试阶段的目的是通过使用各种测试技术来识别和修复代码中的缺陷和问题。常见的测试技术包括单元测试、集成测试、系统测试和用户验收测试。测试有助于在软件部署到生产环境之前发现并解决任何问题。

操作和维护阶段:团队将系统部署到生产环境中，并持续监控和维护系统的稳定性和性能。这包括更新硬件和软件，以满足用户不断变化的需求，并及时为用户提供最新的修改和操作指南。

软件许可证是一种法律文件，它为软件的使用和分发提供了具有法律约束力的准则和规定。

不同的软件一般都有相应的软件许可，软件的用户只有同意自己使用的软件的许可，才能合法使用软件。根据软件许可的不同，软件分为自由软件、专有软件、公共软件、自由软件、共享软件、专有软件和商业软件。

自由软件：自由软件是指可以自由使用、复制、分发和修改，并提供源代码供用户自由使用的软件。自由软件的重点是软件的自由，而不是价格。

Linux和GCC editor等软件都是广泛使用的免费软件。开源软件的概念类似于自由软件，有一些限制，但只是在少数情况下自由软件不是开源软件。在表达方式上，自由软件比开源软件覆盖的范围更广。

Copylefted软件也是自由软件的一种，是指采用copy left协议的软件。Copyleft协议是一个使程序可以自由使用的协议，并且要求该程序的衍生版本也可以自由使用。通过版权保护软件，软件开发者可以确保他们的作品保持自由软件，避免私有化和封闭源代码的可能性。这使得用户可以自由地使用、学习、改进和共享软件，同时保留原作者赋予其作品的自由。

无版权的自由软件意味着作者允许软件被重新分发和修改，但也可能增加额外的限制。这种软件不受版权保护，因此软件的拷贝或修改版本可能不会一直免费。软件公司可以编译这种软件，修改或不修改，然后作为专有软件产品发布。

专有软件：非自由软件是由公司或组织拥有和控制的软件，禁止用户随意复制、修改或分发该软件。与自由软件相反，使用专有软件的用户通常必须支付许可费才能使用。

公共软件：公共领域软件是不受版权保护的软件。但是，大多数自由软件都不是公共软件，受著作权法保护，因此著作权人可以通过自由软件授权条款合法地向任何人提供授权，允许他人自由使用。

免费软件：免费软件是指可以免费使用和重新发布的软件，但并不是所有的自由软件都是自由软件。自由软件可能会限制对软件的修改和对源代码的访问权限。

共享软件：共享软件是一种允许用户试用一段时间并支付许可费后再继续使用的软件。共享软件允许软件副本的再分发，但是通常不提供修改和访问源代码的权利。

私有软件：私有软件是为特定用户(如组织或公司)开发的软件，该用户拥有使用该软件的专有权利，但不公开分发该软件的源代码。

商业软件：商业软件是为商业目的开发和销售的软件，不同于专有软件。商业软件可以使用专有或免费许可条款进行分发。商业软件也可以是自由软件，只要它符合自由软件的原则。

Python：Python是一种灵活性高、功能强大的通用编程语言。其可读性和简洁的结构使其成为初学者、中级和专业程序员的首选。1989年，荷兰计算机程序员吉多·范·罗苏姆实现了Python，它是开源的，有一个标准库。全世界的程序员都用它来创建网站、编写软件、实现任务自动化、数据分析和数据可视化。像IBM、美国国家航空航天局和皮克斯这样的大公司都在使用Python。

Java：1995年，Sun Microsystems首次发布了Java语言和计算平台。Java语言是一种高级的面向对象编程语言，语法类似于C和C++，但更简单，更容易学习和使用。程序员使用Java开发web和移动应用程序、嵌入式系统和大数据技术。Java的依赖性较小，使用类来定义属性和行为，这使得Java可以从类继承属性和行为，而不必重新创建它们。Java是软件开发中最常用的编程语言之一，因为它包含强大的安全协议，并且不局限于特定的平台或系统。

Java Script语言：JavaScript在前端和后端开发中具有广泛的适用性，在Web应用开发中得到了广泛的应用。JavaScript更像是一种脚本语言，而不是编程语言，因为它的代码可以被现有的系统解释。JavaScript是最流行的软件工程语言之一，尤其是对于那些从事Web应用程序开发的人来说。JavaScript的语法与C++和Java非常相似，速度快，简化了升级和应用维护的过程。结合Node.js，程序员可以在Web浏览器之外使用JavaScript，在服务器端开发。

HTML/CSS：HTML和CSS是开发人员经常一起使用来创建网页的语言。HTML最初写于1993年。它是一种标记语言，而不是编程语言，因为它不包含内部逻辑。1996年发明的CSS是一种样式表语言，用于描述用HTML或任何标记语言编写的信息的表示。因为HTML是Web开发的基石之一，学习HTML可以帮助你更好的理解网络原理。作为网页设计的基础，CSS允许用户根据自己的需要设计网页的外观。

C/C++：C++是C语言的扩展，功能强大，应用广泛。C语言诞生于20世纪70年代，而C++由比雅尼·斯特劳斯特鲁普于1985年创立，被广泛用于开发操作系统、网页浏览器、桌面应用和游戏。微软、苹果、Adobe等公司都在产品中使用C++。C++是最难学的编程语言之一。它具有高级语法和多范式的特点，比Java和Python更复杂。C++使用指针存储内存地址，可以通过引用指针来操作内存。其优点是速度快，模板库丰富，接近硬件。

SQL：SQL(结构化查询语言)是一种用于管理关系数据库的特殊编程语言。它由美国国家标准协会在1986年标准化，使用由子句、表达式、谓词、查询和语句组成的语法来处理数据。SQL可以存储、检索、管理和操纵数据库管理系统中的数据，这在大数据分析中尤其有用。SQL内置在MySQL等数据库管理系统中，其他SQL数据库管理系统包括Oracle、Microsoft SQL Server、PostgreSQL和Microsoft Access。

Ruby：Ruby是一种开源的动态高级编程语言，旨在最大化生产率和简单性。Ruby吸取了Perl和BASIC的特点，自1995年发布以来，Ruby吸引了全世界忠实的程序员。由于其自然的流程，Ruby的语法易于阅读和编写。Ruby把一切都看成对象，所以它的多样性和可移植性适合Web开发、自动化和数据处理。它的易用性和Python差不多，但Ruby更适合商业用途，而不是教育用途。一些使用Ruby的大公司包括GitHub、Airbnb和Shopify。

服务器端编程语言（Professional Hypertext Preprocessor的缩写）：PHP作为一种通用脚本语言，非常适合Web开发，近80%的网站都是用PHP开发的。PHP成立于1994年，被认为快速、灵活、实用。它可以很好地处理HTML、CSS、JavaScript和数据库。

PHP是免费的，也包含了很多用户自建的免费开源库。开发者可以通过用C语言编写的扩展来扩展PHP的功能，这在编写、测试和故障排除方面特别有用。

Swift：苹果公司于2014年发布的Swift是一种适用于iOS、iPad、macOS和其他类似技术的通用编程语言。Swift相对易学易读，被认为是初学者不错的编程语言选择。使用Swift简单而有趣，主要是因为图形、列表和图表可以立即呈现，允许实时实验和调试。Swift类似于C语言，以速度快著称，兼容Linux。作为另一种iOS编程语言Objective-C的继承者，Swift可能很快就会让它的前身过时。

Go：Go(有时称为Golang或Go language)简单、可靠、高效。它是由谷歌在2009年设计的。它的语法类似于C，具有和Java一样的跨平台应用能力。Go编译速度快，函数集简洁，具有自动内存管理能力。Go可移植，可以与外部库和本地系统交互，支持Linux、macOS和Windows，非常适合云原生应用、分布式网络服务和独立工具。一些使用Go的公司包括谷歌、优步和Dropbox。