1.1计算机系统简介

什么是计算机系统? 计算机系统由经过精心选择的硬件组件和在计算机中运行的软件组件或程序组成,以便它们能够很好地协同工作。

主要软件组件本身就是一个操作系统(OS),它管理计算机中运行的其他程序并为其提供服务。

就其最基本的形式而言,计算机系统是一种可以接受输入的可编程电子设备;存储数据; 并检索、处理和输出信息。

计算机系统由两大部分组成:硬件和软件。软件又包括系统软件和应用软件。

系统软件:管理整个计算机系统 语言处理程序(将高级语言转换为机器可以懂的指令) 操作系统 服务性程序(比如数学库、MPI服务程序进行并行之间的通信) 数据库管理系统 网络软件

应用软件:按照任务需要编制成的程序。让用户执行特定任务的程序,包括文字处理、数据库管理、电子表格计算、网页浏览、游戏、编程和图形设计。此外,它还可能包括特定程序,例如账户、工资单和空中交通管制。

可以简单将软硬件看作一个层次结构,硬件为软件提供接口,系统软件又为应用软件形成接口,来完成不同的程序。

计算机系统的指令层次如下图所示

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计算机系统结构定义了系统软硬件的交界面,定义了哪些功能由软件实现,哪些功能由硬件实现,定义为==程序员所见到的计算机系统的属性概念性的结构与功能特性==。(指令系统,数据类型,寻址技术,I/O机理),即程序员需要理解的东西。

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1.2计算机的基本组成

1.2.1冯诺依曼结构:

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冯·诺伊曼结构(英语:Von Neumann architecture),也称范纽曼模型(Von Neumann model)或普林斯顿结构(Princeton architecture),是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的电脑设计概念结构。

本架构隐约指导了将储存装置与中央处理器分开的概念,因此依本架构设计出的计算机又称存储程序计算机