計算機系統簡介
一、計算機軟硬件的概念
1.計算機系統
計算機系統：硬件系統，軟件系統。
硬件系統：硬件系統指的是計算機的實體。例如，主機、外設等等。
軟件系統：軟件系統由具有各類特殊功能的程序構成。
軟件：系統軟件，應用軟件。
系統軟件：系統軟件用來管理整個計算機系統。例如，語言處理程序、操作系統、服務性程序、數據庫管理系統、網絡軟件等。
應用軟件：按任務需要編製成的各種程序。
2.計算機的解題過程
如果將計算機理解成爲一個白盒，那麼他的輸入就是高級語言程序，輸出就是結果，計算機就是由翻譯和運行組成的。
其中翻譯就是將高級語言程序轉化爲計算機能夠直接運行的目標語言程序，運行就是運行目標語言程序得到輸出結果。
二、計算機的系統層次結構
- 在計算機誕生的初期僅僅存在機器語言，實際上機器語言就是一種二進制語言（01串），因此機器語言使用起來非常的不方便。
- 人們爲了解決二進制語言的缺點，發明了彙編語言，彙編語言實際上是二進制語言的符號化也就是通過助記符來表示二進制語言對應的01串。例如，使用助記符
ADD表示二進制語言當中的表示加法的01串。雖然彙編語言比二進制語言要易於理解和編程，但是彙編語言無法直接被計算機識別處理，因此人們創造了一種虛擬機器（一種翻譯程序），由虛擬機器將彙編語言程序轉化爲機器語言程序，進而能夠被計算機識別處理和運行。 - 雖然彙編語言相對於機器語言有着明顯的提高，但是對於不同的CPU廠商生產的CPU都對應着不同的彙編語言，也就是彙編語言不具有跨平臺性，因此人們又在彙編語言的基礎上發明了高級語言，同時存在一種虛擬機器，由這個虛擬機器將高級語言程序翻譯爲彙編語言程序。其中我們將能夠把高級語言程序轉化爲彙編語言程序的系統軟件稱之爲編譯程序。
- 人們還在機器語言的基礎上，向下發展了微指令系統，也就是隨着技術的發展，人們把一條機器語言分成若干個微指令來運行。
- 除此之外，在軟件和硬件之間還誕生了操作系統，操作系統也可以看成一種軟件和硬件的管理程序。
![在這裏插入圖片描述]()
計算機的基本組成
一、馮·諾依曼結構的特點
- 由五大部分組成。五大部分：輸入設備、輸出設備、存儲器，運算器、控制器。
- 程序和數據按照二進制存儲在存儲器當中，並且按照地址來尋訪。
- 存儲程序（馮·諾依曼結構的核心特點，核心思想），程序和數據預先保存，計算機連續、自動、高速的從存儲器當中逐一取出指令並執行。
二、計算機的硬件組成
1.存儲器（Memory）
- 存儲器由存儲體、MAR（memory address register 地址寄存器）、MDR（memory data register 數據寄存器）三部分組成。
- 存儲體：存儲體由大量的存儲單元構成，我們將存儲單元稱之爲存儲字，存儲字就是用來保存二進制數據的。每一個存儲字都有一個對應的標記，稱之爲地址。
- MAR：當CPU要訪問某一個存儲字當中的數據的時候，CPU首先要給出這個存儲字的地址，CPU將地址傳遞給MAR來存放地址。
- MDR：通過地址找到數據之後，會將數據寄存在MDR當中。
2.運算器（arithmetic unit）
- 運算器由ALU、ACC、MQ、X組成，其中X、MQ、ACC都是寄存器。
- ALU（arithmetic logical unit 算數邏輯單元）：能夠完成算數運算和邏輯運算。
- ACC：累加器。
- X：操作數寄存器。
- MQ：乘商寄存器。
3.控制器（controller）
- 控制器由CU（控制單元）、IR（指令寄存器）、PC（程序計數器）三部分構成。
- 一條指令的完成分爲三個步驟，取指令（PC）、分析指令（IR）、執行指令（CU）。
- PC：存放當前欲執行指令的地址，具有計數功能(pc+1->pc)。
- IR：存放當前欲執行的指令。
計算機的主機
