计算机系统由“硬件”和“软件”两大核心部分组成。
“硬件”指的是计算机的实体部分,由我们可见、手可触摸的各种电子元器件构成,如主机、外部设备等。
“软件”则是由具备各类特定功能的程序所组成。
计算机的性能优劣,实际上取决于“硬件”与“软件”功能的综合表现。
在软件领域中,我们进一步细分出系统软件和应用软件两大类别。
系统软件的作用是管理整个计算机系统,确保服务得到,以及合理调度系统资源,以实现高效运行。
而应用软件则是根据用户的任务需求,编制的各种程序。
抽象是一种高级的模型与低级实体的相对关系,也可以理解为隐藏系统中不重要的细节。
随着语言及计算机体系结构的发展,我们能够更清晰地理解计算机的属性、概念结构与功能。这包括指令系统、数据类型、寻址技术以及I/O机理等。
在计算机的组成中,我们实现了计算机体系结构的各种属性,这其中包含了逻辑实现的细节。
从硬件角度看,计算机主要由五大核心部件组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
在计算机内部,指令和数据以相同的地位存放在存储器中,并能按照地址进行访问。
指令和数据在计算机中均采用二进制形式进行表示。
每条指令都由操作码和地址码组成,这构成了计算机执行任务的基础。
具有存储程序功能的计算机,通常被称为冯·诺依曼计算机。
在冯·诺依曼的计算机架构中,运算器处于核心地位。
为了更好地管理和理解计算机的复杂性,我们采取了系统管理的方法。这包括层次化设计、模块化设计和规则性原则等手段。
例如,我们可以将存储器的结构分为多个层次,包括其具体的存储单元个数;运算器和控制器的结构也可以进行细分。
在计算机中,机器字长是指CPU一次能够处理的数据位数,它与CPU中寄存器的位数密切相关。
计算机的性能指标还包括运算速度,这通常与主频、核数以及每个核所支持的线程数有关。
我们还通过一些专业指标来衡量计算机的性能,如CPI(执行一条指令所需时钟周期)、MIPS(每秒执行多少百万条指令)以及FLOPS(每秒浮点运算次数)。
除此之外,存储容量也是衡量计算机性能的重要指标之一,它表示了计算机能够存放的二进制信息总位数。
计算机系统的复杂性与其硬件和软件的相互关系密不可分。通过不断的技术创新和管理手段的提升,我们可以更好地利用计算机资源,提高其运行效率和性能。