第一章计算机系统,计算机系统发展历程与架构解析

亲爱的读者们，你是否曾好奇过，那些我们每天离不开的电脑，究竟是如何运作的呢？今天，就让我们一起揭开计算机系统的神秘面纱，从第一章——计算机系统概论开始，一探究竟！

一、硬件与软件，谁才是幕后英雄？

提起计算机，我们首先想到的肯定是那些五颜六色的屏幕、键盘和鼠标。没错，这些就是我们所说的硬件。它们是计算机的实体部分，由各种电子元器件、光电机设备等组成，如主机、外部设备等。

硬件只是冰山一角。真正让计算机变得强大的，是那些隐藏在背后的软件。软件，是指人们事先编制的具有各类特殊功能的程序。它们是计算机的灵魂，让硬件得以发挥出巨大的潜力。

计算机的软件分为两大类：系统软件和应用软件。系统软件，又称系统程序，用来管理整个计算机系统，如操作系统、编译器等。而应用软件，则是用户根据任务需要所编制的各种程序，如科学计算程序、数据处理程序、过程控制程序、事务管理程序等。

二、计算机体系结构与计算机组成，有何区别？

计算机体系结构，是指能够被程序员所看到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性。简单来说，它就是程序员在编写程序时所看到的计算机系统。

而计算机组成，则是指如何实现计算机体系结构所体现的属性。它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节，如指令系统、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等。

举个例子，指令系统体现了机器的属性，属于计算机结构的问题。但如何取指令、分析指令、取操作数、运算、送结果，则属于计算机组成的问题。

三、计算机的性能指标，你了解多少？

计算机的性能指标，是衡量计算机好坏的重要标准。以下是一些常见的性能指标：

1. 机器字长：是指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。字长越长，数的表示范围越大，精度也会越高，机器的字长也影响机器的运算速度。

2. 存储容量：包括主存容量和辅存容量。主存容量是指主存中存放二进制代码的总位数，而辅存容量通常用字节数表示。

3. 运算速度：与机器的主频、操作、主存本身的速度有关。机器的运算速度用单位时间内执行指令的平均条数来衡量，用MIPS作为计量单位（百万条指令/秒）。

四、计算机的分类，你了解多少？

计算机分为电子数字计算机和电子模拟计算机两大类。电子数字计算机按位运算，而电子模拟计算机则用连续量来表示数值，运算过程也是连续的。

电子数字计算机又分为专用计算机和通用计算机。通用计算机包括多核机、单片机、PC机、服务器、大型机、超级计算机等。

五、计算机系统的层次结构，你了解多少？

计算机系统的层次结构，从高到低分别为：高级语言级、汇编语言级、操作系统级、一般机器级、微程序设计级、直接由硬件执行。

在这个层次结构中，程序员所编写的程序最终会被编译成机器语言，然后由计算机硬件执行。

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计算机系统概论是计算机科学的基础，它让我们对计算机有了更深入的了解。从硬件到软件，从体系结构到组成，从性能指标到分类，再到层次结构，每一个方面都至关重要。希望通过这篇文章，你能对计算机系统有一个全面的认识。那么，让我们一起继续探索计算机的奥秘吧！