第一卷·计算机组成原理

1-1计算机系统简介

1-1-1计算机的软硬件概念

计算机系统由“硬件”和“软件”两大部分构成。

而“硬件”，指构成计算机实体的物理部分。它是由个种构造系统化完整化的物理物质组成。是看得到的实体，如计算机主机和外部设备等等。

而“软件”，是计算机执行各种功能的语言、命令、方法。它是就有实在意义的一种逻辑数据。一般寄存在计算机物理硬件里。

“硬件”是身体，“软件”是灵魂！二者缺一不可，“硬件”资源制约着“软件”资源的发展；而“软件”资源也同样制约着“硬件”资源的性能。计算机的性能高低取决于硬软件的资源大小。是相对存在的资源制约关系。

计算机的软件可以分为两大类：系统软件和应用软件。

系统软件有称之为系统程序。用于管理整个计算机系统，监控服务，让计算机资源的到合理的利用和使用，让计算机高效率的运行。它包括：标注程序库、语言处理库程序（如将计算机安装的程序源代码转化为计算机可以识别的二进制语言，或者将低级程序语言翻译为高级程序语言。）、操作系统、服务系统等等。

应用软件，即是安装在系统之上的程序。如QQ、微信、360浏览器、鲁大

师等等。

实际上，计算机运行时只能使用机器语言“0”和“1”。编程人员将程序开发好，用户下载安装好后就可以经过计算机初级翻译为汇编语言，汇编语言在经过计算机汇编编译器的翻译转化为计算机二进制语言程序（可直接计算机识别和运行）。

1-1-3 计算机组成和计算机体系结构

要想了解计算机组成，首先得了解计算机体系结构。

计算机体系结构是指那些能够被程序员所看见的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性。即是物理层面的抽象属性。它包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/Q机理等，由于计算机具有多级层次结构，因此站在不同的层次上计算机的属性也就不同。

1-2 计算机组成

1-2-1冯·诺依曼计算机的特点

1945年，数学家冯·诺依曼（von Neumann）在研究EDVAG机时提出了“储存程序”的概念。以此概念为基础的各类计算机通称为冯·诺依曼机。它的特点可归纳如下：

一、计算机由运算器、储存器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。

二、指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可以按地址寻访。

三、指令和数据均用二进制表示。

四、指令由操作码和地址码组成。操作码表示操作性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

五、指令在储存器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定的条件下，可以根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

六、机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传输通过运算器完成。

1、上图中个部件的功能：

·运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算结果的中间结果暂存在运算器内。

·存储器用来存放数据和程序。

·控制器用来控制指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。

·输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式，常见的有键盘，鼠标等。

·输出设备可将机器运算结果转化为人们熟悉的信息形式，如打印机输出，显示器输出等。

计算机的五大部件又称五大子系统在控制器的统一指挥下有条不紊自动工作。

由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上十分紧密，尤其在大规模集成电路控制制造工艺出现后，这两大部件往往集成在同一芯片上。因此，通常将它们合起来统称为中央处理器。把输入设备与输入设备。输出设备，简称为I/O设备。

CPU与主存储器联合起来，又可以称为主I/O设备又可称为外部设备。