计算机系统

太过爱你忘了你带给我的痛 2024-03-26 12:48 42阅读 0赞

一个完整的计算机系统包含硬件系统和软件系统两大部分。

*  **硬件**通常是指一切看得见摸得到的设备实体;

*  **软件**通常是泛指各类程序和文件，它们实际上是由一些算法以及其在计算机中的表示所构成的。

## 一、硬件与软件的关系 ##

硬件是计算机系统的**物质基础**，软件是计算机系统的**灵魂**。

硬件和软件是相辅相成的，不可分割的整体。

当前计算机的硬件和软件正朝着互相渗透，互相融合的方向发展，在计算机系统中没有一条明确的硬件与软件的分界线。硬件和软件之间的界面是浮动的，对于程序设计人员来说，**硬件和软件在逻辑上是等价的。**

**固件**是指那些存储在能永久保存信息的器件（如ROM）中的程序，是具有软件功能的硬件。

**固件的性能指标介于硬件与软件之间**，吸收了软、硬件各自的优点，其执行速度快于软件，灵活性优于硬件，是软、硬件结合的产物。

## 二、系列机和软件兼容 ##

所谓系列机,是指一个厂家生产的,具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。

系列机从程序设计者的角度看具有相同的机器属性，即相同的系统结构。

这里的相同是指在指令系统数据格式字符编码中断系统、控制方式和输人输出操作方式等多个方面保持统一，从而保证了软件的兼容。

系列机的软件兼容分为**向上兼容、向下兼容、向前兼容和向后兼容**4种。

*  向上(下)兼容指的是按菜首次机器编制的程序，不加修改就能运行在比它更高(低)档的机器上

*  向前(后)兼容是指按某个时期投人市场的某种型号机器编制的程序，不加修饰就可以运行到在它之前（后）的机器上。

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兼容性示意图

对于系列机的软件向下和向前兼容可以不做要求，**但必须保证向后兼容，力争向上兼容**。

## 三、计算机系统的多层次结构 ##

现代计算机系统是一个硬件和软件组成的综合体，可以把它看作按**功能划分**的多级层次结构。

*  第零级 硬联逻辑级

*  第一级 微程序级

*  第二级 传统机器级

*  第三级 操作系统级

*  第四级 汇编语言级

*  第五级 高级语言级

*  第六级 应用语言级

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*  第零级是硬联逻辑级。这是计算机的内核，由门、触发器等逻辑电路组成。

*  第一级是微程序机器级。这级的机器语言是微指令集，用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。

*  第二级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。

*  第三级是操作系统机器级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。

*  第四级是汇编语言机器级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序称为汇编程序。

*  第五级是高级语言机器级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。

*  第六级是应用语言机器级。这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此这一级语言就是各种面向问题的应用语言。

把计算机系统按功能划分成多很层次结构，有利于正确理解计算机系院的工作过程明确软件、硬件在计算机系统中的地位和作用。

## 四、实际机器和虚拟机器 ##

在多级层次结构中，对每一个机器级的用户来说，都可以将此机器级看作一台独立的使用自己特有的“机器语言"的机器。

*  实际机器是指由硬件或固件实现的机器

*  虚拟机器只对该级的观察者存在，即在某一级观察者看来，他只需要通过该级的语言来了解和使用计算机，至于下级是如何工作和实现就不必关心。

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