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2024年12月31日发(作者：jenkins安装 持续集成)
计算机系统的组成
一．计算机系统概述
计算机系统是由硬件系统和软件系统组成的。硬件是指计算机中“看得见”、“摸得着”
的所有物理设备；软件则是指指挥计算机运行的各种程序的总和。
硬件系统主要包括计算机的主机和外部设备，软件系统主要包括系统软件和应用软件，
如图1-1所示。
主机
内存储器
硬件系统
外部设备
计算机系统
系统软件
软件系统
应用软件
输入设备
输出设备
外存储器
操作系统
网络软件
编译软件
诊断软件
系统服务程序
程序设计程序
中央处理器
运算器
控制器
图1-1 计算机系统的组成
二．计算机的硬件系统
依照冯·诺依曼体系结构，电子计算机系统由五部分组成：运算器、控制器、存储器、
输入设备和输出设备。
通常，人们把运算器、控制器和存储器合起来统称为计算机的主机，而把各种输入和输
出设备统称为计算机外部设备。
1．运算器（Arithmetic Unit）
运算器是计算机中对信息进行加工、运算的部件，它的速度决定了计算机的运算速度。
运算器的功能是对二进制编码进行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非、
比较、移位）。
2．控制器（Control Unit）
控制器的功能是控制计算机各部分按照程序指令的要求协调工作，自动地执行程序。它
的工作是按程序计数器的要求，从内存中取出一条指令并进行分析，根据指令的内容要求，
向有关部件发出控制命令，并让其按指令要求完成操作。
通常情况下是把运算器和控制器合在一起，做在一块半导体集成电路中，称为中央处理
器，简称CPU。
3．存储器（Memory）
计算机中的存储器是计算机中用于记忆的部件，它的功能是存储程序和数据。计算机存
储器通常有内部存储器及外部存储器两种。内部存储器简称内存，又称为主存储器，主要存
放当前要执行的程序及相关数据。CPU可以直接对内存数据进行存、取操作，且存、取速
度很快，但因为造价高（以存储单元计算），所以容量比外部存储器小。外部存储器简称外
存，又称为辅助存储器，主要存放大量计算机暂时不执行的程序以及目前尚不需要处理的数
据。因为造价较低，因此容量远比内存大，但存、取速度要慢得多。CPU存、取外部存储
器的数据时，都必须将数据先调入内部存储器。内部存储器是计算机数据交换的中心。
内部存储器目前均采用半导体存储器，其存储实体是芯片的一些电子线路。内部存储器
又可分两类。一类是只能读不能写的只读存储器（Read Only Memory，ROM），保存的是计
算机最重要的程序或数据，由厂家在生产时用专门设备写入，用户无法修改，只能读出数据
来使用。在关闭计算机后，ROM存储的数据和程序不会丢失。另一类是既可读又可写的随
机存储器（Random Access Memory，RAM）。在关闭计算机后，随机存储器的数据和程序就
被清除。通常说“主存储器”或“内存”一般是指随机存储器。
外部存储器主要有磁盘机（包括软盘机及硬盘机，又称为软盘驱动器和硬盘驱动器）、
光盘机（光盘驱动器）及磁带机。其存储实体分别是软盘片、硬盘片和光盘片、磁带。在关
闭计算机后，存储在外部存储器的数据和程序仍可保留，适合存储需要长期保存的数据和程
序。不过，在PC上几乎不用磁带机。
CPU与内部存储器一起称为计算机的主机。
4．输入设备（Input Device）
输入设备是指向计算机输入信息的设备。它的任务是向计算机提供原始的信息，如
文字、图形、声音等，并将其转换成计算机能识别和接收的信息形式送入存储器中。常
用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏、条形码输入设备、数字化仪等。
5．输出设备（Output Device）
输出设备是指从计算机中输出人可以识别的信息的设备。它的功能是将计算机处理的数
据、计算结果等内部信息，转换成人们习惯接受的信息形式，然后将其输出。常用的输出设
备有显示器、打印机、绘图仪和扬声器等。
输入/输出设备和外部存储器统称为外部设备（Peripheral Equipment）。
三．计算机的软件系统
软件系统是指为了运行、管理和维护计算机所编制的各种程序的集合。软件系统按其功
能可分为系统软件和应用软件两大类。
1．系统软件
系统软件是指计算机的基本软件，是为使用和管理计算机而编写的各种应用程序。系统
软件包括监控程序、操作系统、汇编程序、解释程序、编译程序和诊断程序等。
2．应用软件
应用软件是专门为解决某个应用领域里的总体任务而编制的程序。应用程序一般由用户
自行设计，有的计算机厂家也提供应用软件。
四．计算机程序设计语言
编写计算机程序所用的语言即计算机程序设计语言。计算机程序设计语言通常分为机器
语言、汇编语言和高级语言三类。
1．机器语言
机器语言是计算机硬件系统所能识别的、不需翻译、直接供机器使用的程序语言。机器
语言用二进制代码0和1的形式表示，是唯一能被计算机直接识别的程序，执行速度最快，
但编写难度大，调试修改繁琐。用机器语言编写的程序不便于记忆、阅读和书写，因此通常
不用机器语言直接编写程序。
2．汇编语言
汇编语言是一种用助记符（英文或英文缩写）表示的面向机器的程序设计语言。汇编语
言的每条指令对应一条机器语言代码，不同类型的计算机系统一般有不同的汇编语言。用汇
编语言编写的程序称为汇编语言程序，机器不能直接识别和执行，必须由“汇编程序”（或
汇编系统）翻译成机器语言程序才能运行。汇编语言程序比机器语言程序易读、易修改和检
查，同时也保持了机器语言执行速度快、占存储空间小的优点。汇编语言适用于编写直接控
制机器操作的低层程序，它与机器密切相关，不容易使用。
机器语言与汇编语言和计算机有十分密切的关系，因此我们称之为低级语言。
3．高级语言
高级语言是一种比较接近自然语言和数学表达式的计算机程序设计语言。用高级语言编
写的程序一般称为“源程序”，计算机不能识别和执行，要把用高级语言编写的源程序翻译
成机器指令，通常有编译和解释两种方式。
编译方式是将源程序整个地翻译成用机器指令表示的目标程序，然后让计算机来执行，
例如C语言。
解释方式是将源程序逐句翻译，翻译一句执行一句，也就是边解释边执行，不产生目标
程序，例如Basic语言。
高级语言直观，易读、易懂、易调试，便于移植。
常用的高级语言有：Basic、Fortran、Pascal、C、Java等。
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