计算机系统概论

计算机硬件

1. 运算器（ALU）

主要功能是进行加减乘除等算术运算，除此之外，还可以进行逻辑运算。

1. 存储器

在运算前需要把参加运算的数据和解题步骤通过输入设备送到存储器中保存起来。存储器是由许多存储单元组成的。每个存储单元都有编号，称为地址。想存储器中存数或从存储器中取数，都要按给定的地址来寻求所选的存储单元。

MAR（存储器地址寄存器）接受CPU送来的地址信息。

MDR（存储器数据寄存器）外借予存储器之间的数据通路。

MAR->主存器->MDR

1. 控制器

控制器是计算机中发号施令的部件，它控制计算机的各部各部件有条不紊地进行工作。更具体地讲，控制器的任务是从内存中取出解题步骤加以分析，然后执行某种操作。

PS:cpu可以直接访问内存，不可以直接访问外存。

l  指令的形式

每条指令应当明确告诉控制器，从存储区那个单元取数，并进行何种操作。故指令由两部分组成，即操作码和地址码。

a)       冯诺依曼结构：指令和数据放在同一个存储器。

b)       哈佛结构：指令分别放在两个存储结构。

l  控制器的基本任务

a)       取指周期：通常把取指令的一段时间叫做取指周期。

b)       执行周期：执行指令的一段时间叫做执行周期。

l  指令流和数据流

字：至少由一个一个以上的·字节组成。

数据字：某字代表要处理的数据。

指令字：代表一条指令。

指令流：取指周期中从内存读出的信息流，它流向控制器。

数据流：执行周期中从内存中读出的信息流，它流向运算器。

l  适配器与输入输出设配

适配器：作用相当于一个转换器，它可以保证外围设备用计算机系统特征所要求的形式发送或接收信息。

系统总线：构成计算机的骨架，是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路。

计算机软件

1. 系统程序

简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途。

l  各种服务型程序：诊断程序，排错程序，练习程序等

l  语言程序：汇编程序，编译程序，解释程序等

l  操作系统

l  数据库管理系统

1. 应用程序

是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序

计算机系统的层次结构

通常分为5个等级，每一级都能进行程序设计

 

 

1. 微程序设计级或逻辑电路级。这是一个实在的硬件级，由硬件直接执行，
2. 一般机器级，也成为机器语言级，它由微程序解释机器指令系统，这也是硬件级。
3. 操作系统级，它由操作系统程序实现。这些操作系统由机器指令和广义指令组成，广义指令是操作系统定义和解释的软件指令，所以这一级也称混合级。
4. 汇编语言级，他给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。这一级由汇编程序支持和执行。
5. 高级语言级，他是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设置的。这一级由各种高级语言编译程序支持和执行。