1.2.1计算机系统的蒸本组成 1,计算机系统的基本结构 一个完整的计算机系统是由计算机键件系统和计算机软件系统两部分组成，硬件是计算 机的实体，又称为硬设备，是所有固定装置的总称。它是计算机实现其功能的物质基础，其 基本配置可分为：主机，键盘，是示器，光驱，硬盘、软盘驱动器，打印机、鼠标第。就件 是指挥计算机运行的程序集，按功能分系统载件和应用软件。 中央处珠器 主机 内存储器 硬件 输入设备 外部设备 输出设备 外存桃器 算机 操作系统 语言处理程序 统 系统饮件 软件 服务性程序 网络管理程序 各件业务管建程序 虚用软件 辅功校学、辅世设计等收件 图计算机系统的组成 2.存储程序控制的基本概念 “存储控制程序”的概念是美籍阁牙利数学家冯·诺依曼等于19将年提出的，颗括起 来有如下一线特点： (1)由运算器、控制器、存储器、输入设各和输出设备五大基本部件组成计算机。并 规定了这五个部分的基本功能。 (2)采用二进制形式表示数据和指令： (3)将程序和数据事先放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中 取出指令并加以执行： 这就是存储程序控制的概念，这样一些概念莫定了现代计算机的基本站构，但就其结构 原理来说，至今占有主流地位的仍是以存储程序控制原理为基础的冯·诺依曼型计算机。如 下图所示
1.2.1 计算机系统的基本组成 1．计算机系统的基本结构 一个完整的计算机系统是由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。硬件是计算 机的实体，又称为硬设备，是所有固定装置的总称。它是计算机实现其功能的物质基础，其 基本配置可分为：主机、键盘、显示器、光驱、硬盘、软盘驱动器、打印机、鼠标等。软件 是指挥计算机运行的程序集，按功能分系统软件和应用软件。 图 计算机系统的组成 2．存储程序控制的基本概念 “存储控制程序”的概念是美籍匈牙利数学家冯·诺依曼等于 1946 年提出的，概括起 来有如下一些特点： （1）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成计算机，并 规定了这五个部分的基本功能。 （2）采用二进制形式表示数据和指令。 （3）将程序和数据事先放在存储器中，使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中 取出指令并加以执行。 这就是存储程序控制的概念。这样一些概念奠定了现代计算机的基本结构，但就其结构 原理来说，至今占有主流地位的仍是以存储程序控制原理为基础的冯·诺依曼型计算机。如 下图所示
远醇器 程序数都◆ 编入设备 存储恩 输出设备 令结果 控制唇 冯·诺依曼结构计算机 计算机内所有的信息都是以二进制的形式表示的，单位是位。 位：计算机只认识由0或1组成的二进制数。二进制数中的每个0或1线是信息的最小 单位，称为“位”bit)。 字节：字节是衡量计算机存储容量的单位。一个8位的二进制数据单元称一个字节 yt©)，在计算机内部，一个字节可以表示一个数据。也可以表示一个英文字母域其也特殊 字符，两个字节可以表示一个汉字。 字：在计算机中，字是作为一个整体单元进行存储和处理的一组二进制数。一台计算机 字的二进制数的位数是固定的。 字长：一个字中包含二进制数位数的多少称为字长。字长是标志计算机精度的一项技术 指标。 存储容量：存储器可以容钠的二进制信息量。存储容量的单位是：1团-1024bit, 1W=IG24KB,1GB=1024B,1TB=1024GB, 1.2.2计算机艘件系统 计算机系统的硬件主要是由运算器、控制器、存储器，输入设备，输出设备等几部分组 成。由于运算器、控制器、存销器三个部分是信息加工、处理的主要都件，所以把它们合移 为“主机”，而输入，输出设备等则合称为“外部设备”。又因为运算器和控制器不论在逻 辑关系上成是在结构工艺上都有十分紧密的联系，往往组装在一起，所以将这两个部分称为 “中央处理机”(Central Processing Unit,简称CTU). 注：点击蓝框中的文字查看各组成部分的详细介绍
冯·诺依曼结构计算机 计算机内所有的信息都是以二进制的形式表示的，单位是位。 位：计算机只认识由 0 或 1 组成的二进制数。二进制数中的每个 0 或 1 就是信息的最小 单位，称为“位”(bit)。 字节：字节是衡量计算机存储容量的单位。一个 8 位的二进制数据单元称一个字节 (byte)。在计算机内部，一个字节可以表示一个数据，也可以表示一个英文字母或其他特殊 字符，两个字节可以表示一个汉字。 字：在计算机中，字是作为一个整体单元进行存储和处理的一组二进制数。一台计算机 字的二进制数的位数是固定的。 字长：一个字中包含二进制数位数的多少称为字长。字长是标志计算机精度的一项技术 指标。 存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量。存储容量的单位是：1KB=1024 bit， 1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。 1.2.2 计算机硬件系统 计算机系统的硬件主要是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等几部分组 成。由于运算器、控制器、存储器三个部分是信息加工、处理的主要部件，所以把它们合称 为“主机”，而输入、输出设备等则合称为“外部设备”。又因为运算器和控制器不论在逻 辑关系上或是在结构工艺上都有十分紧密的联系，往往组装在一起，所以将这两个部分称为 “中央处理机”（Central Processing Unit，简称 CPU）。 注：点击蓝框中的文字查看各组成部分的详细介绍。 输入设备 控制器 运算器 程序数据 存储器 输出设备 结果
运器 入设备 存储器 控制墨 输出 为控制链 →为数据线 图计算机硬件系统 (1)运算器 运算器是一个用于信息加工的部件，它用米对二进制的数据进行算术运算和逻辑运算， 所以也国做“算术逐辑运算部件”(Ar1thet1 c Logic Unit,简称ALU),它的核心部分是 加法器。因为四则运算加、减、乘、除等算法都归结为加法与移位操作，所以如法器的设计 是算术逻细线路设计的关键。 《(2)控刺器 控制器产生各种控制信号，香挥整个计算机有条不斋地工作。它的主要功能是根据人们 预先编制好的程序，控制与协调计算机各部件自动工作。控制墨按一定的顺序从主存错器中 取出每一条霜令并执行，执行一条指令是通过控制器爱出相应的控制命令中来实现的.因此， 控制渴的工作过程就是按预先编好的程序，不断地从主存锦渴取出香令、分析指令和执行指 令的过程. (3)存储器 存储器是用来存放指令和数据的部件。对存储器的要求是不仅能保存大量二进制信息， 而且能快速读出信息。成者把销息快速写入存绪器。一般对计算机存销系统划分为两级。一 级为内存储器（主存储器），如半导体存储器，它的存取速度快。但容量小：另一级为外存 储器（辅助存储器》，如磁盘存储器，它的存储速度慢，但容量很大。在运算过程中，内存 直接与C℉阳交换信息，而外存不能直接与C阳交换信息，必類将它的信息传送到内存后才能 由刊进行处理，其性质和输入输出设备相同，所以一般把外存储器归属于外部设备。 (4)输入设备 计算机要进行信息加工，就要通过输入设备把源始数据和程序存入计算机的存储器中。 输入设备的种类很多。知健盘、软磁盘、U盘、光世等等
图 计算机硬件系统 （1）运算器 运算器是一个用于信息加工的部件，它用来对二进制的数据进行算术运算和逻辑运算， 所以也叫做“算术逻辑运算部件”（Arithmetic Logic Unit，简称 ALU）。它的核心部分是 加法器。因为四则运算加、减、乘、除等算法都归结为加法与移位操作，所以加法器的设计 是算术逻辑线路设计的关键。 （2）控制器 控制器产生各种控制信号，指挥整个计算机有条不紊地工作。它的主要功能是根据人们 预先编制好的程序，控制与协调计算机各部件自动工作。控制器按一定的顺序从主存储器中 取出每一条指令并执行，执行一条指令是通过控制器发出相应的控制命令串来实现的。因此， 控制器的工作过程就是按预先编好的程序，不断地从主存储器取出指令、分析指令和执行指 令的过程。 （3）存储器 存储器是用来存放指令和数据的部件。对存储器的要求是不仅能保存大量二进制信息， 而且能快速读出信息，或者把信息快速写入存储器。一般对计算机存储系统划分为两级，一 级为内存储器（主存储器），如半导体存储器，它的存取速度快，但容量小；另一级为外存 储器（辅助存储器），如磁盘存储器，它的存储速度慢，但容量很大。在运算过程中，内存 直接与 CPU 交换信息，而外存不能直接与 CPU 交换信息，必须将它的信息传送到内存后才能 由 CPU 进行处理，其性质和输入输出设备相同，所以一般把外存储器归属于外部设备。 （4）输入设备 计算机要进行信息加工，就要通过输入设备把原始数据和程序存入计算机的存储器中。 输入设备的种类很多，如键盘、软磁盘、U 盘、光盘等等
(5)输出设备 输出设备是将计算机中的二进制信息转换为用户所需要的数据形式的设备，它将计算机 中的信息以十进制，字符，图形减表格等形式显示成打印出来，也可记录在磁盘成完量上 输出设备可以是打印机，CT曼示器、绘图仪、磁盘、光盘等等，它们的工作单理与输入设 备正好相反，它是将计算机中的二进制信息转换为相应的电信号，以十进制域其他形式记录 在螺介物上。许多设备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备。 1.2,3计算机软件系统 从广义上说，软件是指为运行、推护、管理、应用计算机所编制的所有程序和数据的总 和。通常按功能分为系饶软件和应用软作， 慢作系丝 故险诊斯程座 氛统北性 编译程庄 计算机 155行行 软件系统 应用敢生 图计算机软件系统 系统载件：线是用来扩大计算机的功能，提高计算机的工作效率以及方硬用户使用计算 机的软件。 操作系统：是推持计算机运行的必备状件，它具有三大功能：管理计算机硬，载件资源， 使之能有效地被应用，组织协调计算机各组成部分的运行，以增强系饶的处理能力：提债各 种实用的人机界面，为用户操作提供方便。操作系统状件包括进程管理、存储管理、设备管 理、文件管理和作业管理等五个部分： 故障诊斯程序，负责对计算机设备的故障及对某个程序中的错误进行检测，裤认和定位， 以便操作者释和纠正。 编译程序：将高级语言编写的源程序翻译成由机器语言组成的目标程序。高饭语言是一 种通用的程序设计语言，它不依载于具体的计算机，具有较好的可移植性，目高级语言必须 配置了相应的编译程序后才能在计算机上使用，例蜘C语言等
（5）输出设备 输出设备是将计算机中的二进制信息转换为用户所需要的数据形式的设备。它将计算机 中的信息以十进制、字符、图形或表格等形式显示或打印出来，也可记录在磁盘或光盘上。 输出设备可以是打印机、CRT 显示器、绘图仪、磁盘、光盘等等。它们的工作原理与输入设 备正好相反，它是将计算机中的二进制信息转换为相应的电信号，以十进制或其他形式记录 在媒介物上。许多设备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备。 1.2.3 计算机软件系统 从广义上说，软件是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的所有程序和数据的总 和。通常按功能分为系统软件和应用软件。 图 计算机软件系统 系统软件：就是用来扩大计算机的功能，提高计算机的工作效率以及方便用户使用计算 机的软件。 操作系统：是维持计算机运行的必备软件，它具有三大功能：管理计算机硬、软件资源， 使之能有效地被应用；组织协调计算机各组成部分的运行，以增强系统的处理能力；提供各 种实用的人机界面，为用户操作提供方便。操作系统软件包括进程管理、存储管理、设备管 理、文件管理和作业管理等五个部分。 故障诊断程序：负责对计算机设备的故障及对某个程序中的错误进行检测、辨认和定位， 以便操作者排除和纠正。 编译程序：将高级语言编写的源程序翻译成由机器语言组成的目标程序。高级语言是一 种通用的程序设计语言，它不依赖于具体的计算机，具有较好的可移植性。但高级语言必须 配置了相应的编译程序后才能在计算机上使用，例如 C 语言等。 系统软件 计算机 软件系统 应用软件 操作系统 故障诊断程序 编译程序 ……
应用软件：是为解决某个应用领城中的具体任务而编制的程序，如各种科学计算机程序、 数据统计与处理程序，情报检索程序、企业管理程序，生产过程白动控制程序等。由于计算 机已应用到几乎所有的领域，因而应用程序是多种多样的。目前应用款件正向标准化、模块 化方白发展，许多通用的应用程序可以根据式功能组成不同的程序包供用户选择。应用软件 是在系统载件的支持下工作的。 (1)机器语言。机器语言是一种用二进制形式表示的，并且能够直接被计算机硬件识 别和执行的语言。机器语言与计算机的具体结构有关，计算机不同。该机器语言也不相同， (2)汇编语言。汇编语言是一种将机墨语言符号化的语言，它用便于记忆的字母、符 号来代替数字编码的机器粉令。汇编语言的语句与机器指令一一对应，不月的机器有不问的 汇编语言，用汇编语言编写的汇编语言源程序，必须经过汇编程序的翻译将其变换为机器语 言目标程序，才能够被机器执行。 (3)指令。指挥计算机进行基本操作的金令称为指令。一条指令包括操作码和地址码 两部分。其中，操作码部分表示该指令要完成的操作是什么：地址码部分通常用来指明参与 操作的操作数所存放的内存地址成寄存器地址。 (4)程序。程序是为解决某一问题面设计的一系有序的指令或语句的集合。侧如， 要用计算机米解决某个问题时，要将处理步煤编成一条条指令，组成程序。 (5)高级程序设计语言。高级程序设计语言是一类与面向用户，与特定机器属性相分 离的程序设计语言，因为它与机器指令之间没有直接的对应关系。所以可以在各种机型中通 用。 (6)语言处理程序。语言处理程序的作用是将用户利用高级语言编写的源程序转换为 机器语言代码序列，然后由计算机硬件知以执行。不同的高领语言有不同的语言处理程序。 (行)语言处理方式。语言处理方式有解释和编译，解释方式是对源程序的每条指◆边 解释（翻译为一个等价的机器指令》边执行，这种语言处理程序称为解释程序，如B51C 语言。 编译方式是将用户源程序全部翻译成机器语言的指令序列，成为目标程序。执行时，计 算机直接执行目标程序。这种语言处理程序称为编译程序，目前，大部分程序设计语言采用 编译方式
应用软件：是为解决某个应用领域中的具体任务而编制的程序，如各种科学计算机程序、 数据统计与处理程序、情报检索程序、企业管理程序、生产过程自动控制程序等。由于计算 机已应用到几乎所有的领域，因而应用程序是多种多样的。目前应用软件正向标准化、模块 化方向发展，许多通用的应用程序可以根据其功能组成不同的程序包供用户选择。应用软件 是在系统软件的支持下工作的。 （1）机器语言。机器语言是一种用二进制形式表示的，并且能够直接被计算机硬件识 别和执行的语言。机器语言与计算机的具体结构有关，计算机不同，该机器语言也不相同。 （2）汇编语言。汇编语言是一种将机器语言符号化的语言，它用便于记忆的字母、符 号来代替数字编码的机器指令。汇编语言的语句与机器指令一一对应，不同的机器有不同的 汇编语言。用汇编语言编写的汇编语言源程序，必须经过汇编程序的翻译将其变换为机器语 言目标程序，才能够被机器执行。 （3）指令。指挥计算机进行基本操作的命令称为指令。一条指令包括操作码和地址码 两部分。其中，操作码部分表示该指令要完成的操作是什么；地址码部分通常用来指明参与 操作的操作数所存放的内存地址或寄存器地址。 （4）程序。程序是为解决某一问题而设计的一系列有序的指令或语句的集合。例如， 要用计算机来解决某个问题时，要将处理步骤编成一条条指令，组成程序。 （5）高级程序设计语言。高级程序设计语言是一类与面向用户，与特定机器属性相分 离的程序设计语言。因为它与机器指令之间没有直接的对应关系，所以可以在各种机型中通 用。 （6）语言处理程序。语言处理程序的作用是将用户利用高级语言编写的源程序转换为 机器语言代码序列，然后由计算机硬件加以执行。不同的高级语言有不同的语言处理程序。 （7）语言处理方式。语言处理方式有解释和编译。解释方式是对源程序的每条指令边 解释（翻译为一个等价的机器指令）边执行，这种语言处理程序称为解释程序，如 BASIC 语言。 编译方式是将用户源程序全部翻译成机器语言的指令序列，成为目标程序。执行时，计 算机直接执行目标程序。这种语言处理程序称为编译程序，目前，大部分程序设计语言采用 编译方式