计算机系统简介
计算机的软硬件概念
计算机系统由“硬件”和“软件”两大部分组成。
所谓“硬件”，是指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成，如主机、外部设备等。
所谓“软件”，它看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成，通常把这些程序放在各类媒体（RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘，甚至纸带等），它们通常存放在计算机的主存或辅存内。
计算机的软件通常又可以分为两大类：系统软件和应用软件。
计算机系统的层次结构
计算机的解题过程
多级层次结构的计算机系统
冯诺依曼计算机的特点
1945年，数学家冯·诺依曼(vonNeumann)在研究EDVAC机时提出了“存储程序”的概念。
以此概念为基础的各类计算机通称为冯·诺依曼机。它的特点可归结如下：
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计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。
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指令和数据以同等地位存放千存储器内，并可按地址寻访。
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指令和数据均用二进制数表示。
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指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存
储器中的位置。
- 指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果
或根据设定的条件改变执行顺序。
- 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。
计算机的硬件框图
典型的冯·诺依曼计算机结构框图
典型的冯·诺依曼计算机是以运算器为中心的，
现代的计算机已转化为以存储器为中心。
以存储器为中心的计算机结构框图
图中各部件的功能如下：
运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算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换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，有条不紊地自动工作。
由千运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密，尤其在大规模集成电路制作工艺出现后，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(Central Processing Unit, CPU) 。把输入设备与输出设备简称为 I/0 设备 (Input/Output Equipment)这样，现代计算机可认为由三大部分组成： CPU I/0 设备及主存储器 (Main Memory, MM),
CPU与主存储器合起来又可称为主机， I/0 设备又可称为外部设备。
现代计算机的组成框图
主存储器是存储器子系统中的一类，用来存放程序和数据，可以直接与 CPU交换信息。另一类称为辅助存储器，简称辅存，又称外存。
算术逻辑单元(ArithmeticLogic Unit, ALU) 简称算逻部件，用来完成算术逻辑运算。
控制单元(ControlUnit, CU) 用来解释存储器中的指令，并发出各种操作命令来执行指令。 ALU 和CU是CPU 的核心部件。
计算机的工作步骤
用计算机解决一个实际问题通常包含两大步骤。一个是上机前的各种准备，另一个是上机运行。
1.上机前的准备
在许多科学技术的实际问题中，往往会遇到许多复杂的数学方程组，而数字计算机通常只能 执行加、减、乘、除四则运算，这就要求在上机解题前，先由人工完成一些必要的准备工作。这些 工作大致可归纳为：建立数学模型、确定计算方法和编制解题程序三个步骤。
编制解题程序就是将运算步骤用一一对应的机器指令描述。
例如，计算ax²+bx+c 可分解为以下步骤。
可见，不包括停机、输出打印共需 步。若将上式改写成：（ ax+b) x+c ，则其步骤可简化为以 下5步。
将上述运算步骤写成某计算机一一对应的机器指令，就完成了运算程序的编写。
计算ax²+bx+c程序清单
