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现在，计算机发展成为一个庞大的家族，其中的每个成员，尽管在规模、性能、结构和应用等方面存在着很大的差别，但是它们的基本结构是相同的。计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统有中央处理器、内存储器、外存储器和输入/输出设备组成。
软件系统分为两大类：即计算机系统软件和应用软件。计算机通过执行程序而运行，计算机在工作时，软、硬件协同工作，两者缺一不可。
一、硬件系统概述
硬件系统是构成计算机的物理装置，是指在计算机中看得见。摸得着的有形实体。在计算机的发展史上做出杰出贡献的著名应用数学家冯·诺依曼与其他专家于1945年为改进ENIAC,提出了一个全新的存储程序的通用电子计算机方案。这个方案规定了新机器由5个部分组成：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出。并描述了这5个部分的只能和相互关系。这个方案与ENIAC相比，有两个重大改进：一是采用二进制;而是提出了“存储程序”的设计思想，即用记忆数据的同一装置存储执行运算的命令，使程序的执行可自动地从一条指令进入到下一条指令。这个概念被誉为计算机史上的一个里程碑。计算机的存储程序和程序控制原理被称为冯·诺依曼原理，按照上述原理设计制造的计算机称为冯·诺依曼机。
概括起来，冯·诺依曼结构由3条重要的设计思想：
(1)计算机应由运算器、控制器。存储器、输入设备和输出设备5个大部分组成，每个部分有一定的功能。
(2)以二进制的形式表示数据和指令。二进制是计算机的基本语言。
(3)程序预先输入存储器中，使计算机在工作中能自动地从存储器中取出程序指令并加以执行。
硬件是计算机运行的物质基础，计算机的性能如运算速度、存储容量、计算和可靠性等，很大程度上取决于硬件的配置。
仅有硬件而没有任何软件的支持的计算机称为裸机。在裸机上只能运行机器语言程序，使用很不方便，效率也低。所以早期只有少数专业人员才能使用计算机。
计算机的基本工作原理
计算机的指令系统
指令是能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能完成的某一种操作。一条指令通常由如下两个部分组成：操作码、操作数。
(1)操作码：它是指明该指令要完成的操作，如存数、取数等。操作码的位数决定了一个机器指令的条数。当使用定长度操作码格式时，若操作码位为n，则指令条数可有2n条。
(2)操作数：它是指操作对象的内容或者所在的单元格地址。操作数在大多数情况下是地址码，地址码有0～3位。从地址代码得到的仅是数据所在的地址，可以是源操作数的存放地址，也可是操作结果的存放地址。
计算机的工作原理
计算机的工作过程实际上是快速地执行指令的过程。当计算机在工作时，有两种信息在流动，一种是数据流，另一种是控制流。
数据流是指原始数据、中间结果、结果数据、源程序等。控制流是指由控制器对指令进行分析。解释后向各部件发出的控制命令，用于指挥各部件协调地工作。
下面，以指令的执行过程来认识计算机的基本工作原理。计算机的指令执行过程分如下几个步骤：
(1)取指令。从内存储器中取出指令送到指令寄存器。
(2)分析指令。对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电信号，并由地址码确定操作数的地址。
(3)执行指令。它是由操作控制线路发出的完成该操作所需要的一系列控制信息，以完成该指令所需要的操作。
(4)为执行下一条指令作准备。形成下一条指令的地址，指令计算器指向存放下一条指令的地址，最后控制单元将执行结果写入内存。
上述完成一条指令的执行过程叫做“机器周期”。计算机在运行时，CPU从内存读取一条指令到CPU内执行，指令执行完，再从内存读取下一条指令到CPU执行。CPU不断地取指令，分析指令，执行指令，再取下一条指令，这就是程序的执行过程。
总之，计算机的工作就是执行程序，即自动连续第执行一系列指令，而程序开发员的工作纪实编制程序，使计算机不断地工作。
二、软件系统概述
软件系统是指使用计算机所运行的全部程序的总称。软件是计算机的灵魂，是发挥计算机功能的关键。有了软件，人们可以不必过多地去了解机器本身的结构与原理，可以方便灵活地使用计算机，从而使计算机有效地位人类工作、服务。
随着计算机应用的不断发展，计算机软件在不断积累和完善的过程中，形成了极为宝贵的软件资源。它在用户和计算机之间架起了桥梁，给用户的操作带来极大的方便。
在计算机的应用过程中，软件开发是个艰苦的脑力劳动过程，软件生产的自动化水平还很低。所以，许多国家投入大量人力从事软件开发工作。正是有了内容丰富。种类繁多的软件，使用户面对的不仅是一部实实在在的计算机，而且包含了许多软件的抽象的逻辑计算机(称之为虚拟机)，这样，人们可以采用更加灵活。方便、有效的手段使用计算机。从这个意义上说，软件是用户与计算机的借接口。
在计算机系统中，硬件和软件之间并没有一条明确的分界线。一般来说，任何一个由软件完成的操作也可以直接由硬件来实现，而任何一个由硬件执行的指令也能够用软件来完成。硬件和软件有一定的等价性，例如，如图像的解压，以前低档微机是用硬件解压，现在高档微机则用软件来实现。
软件和硬件之间的界线是经常变化的。要从价格、速度、可靠性等多种因素综合考虑。来确定哪些功能用硬件实现合适，哪些功能由软件实现合适。
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