计算机系统的层次结构
计算机系统的组织
硬件 —— 是指构成计算机系统的实体和装置之类的有形设备，是组成计算机系统的物质基础。
软件 —— 是指由硬件所表达的各种内在信息，包括数据与控制程序。因为它们是无形的东西，所以成为软件或软设备。
计算机的硬件系统组成
主要功能部件
1. CPU 主要是由运算器、控制器等部件组成
2. 运算器
功能：完成算术和逻辑运算
组成特点：主要由ALU（算术逻辑单元）构成，执行算术、逻辑运算以及移位循环等操作，是CPU功能的主要执行部件
注： ALU以全加器为核心，具有多种运算功能
运算的位数越多，计算精度就越高，但是器件也越复杂
运算器的数据宽度一般是：8位、16位、32位或64位
3. 控制器
功能：产生控制命令（微命令），控制全机操作
基本组成：
4. 存储器
功能：存储数据和数字化后的程序
注：无论是数据，还是程序，存储器存储的全是用0或1表示的二进制代码
存储器中的几个基本概念：
存储单元：在存储器中保存一个n位二进制数的n个存储电路，组成一个存储单元
地址：存储器由许多存储单元组成，每个存储单元的编号，成为地址。
存储容量：存储器所有存储单元的总数。（存储容量越大，表示存储的信息越多，常用的单位有：KB,MB,GB,TB,PB）
内存储器：即主存，是一种用来存放直接为CPU提供服务的程序和数据存储器。
半导体存储芯片构成，特点：工作速度快，存储容量比外存小
外存储器：即辅存，为计算机配备的存储容量很大的辅助存储器。
磁盘存储器、光盘存储器等，特点：存储容量大，价格便宜，工作速度较慢
5. 输入、输出设备
功能：执行输入、输出信息的转换
6. 总线（BUS）
功能：能为多个部件分时共享的一组信息传送通路
根据传送的信息不同，可分为三类：传送各种数据信息的数据总线
传送各种地址信息的地址总线
传送各种控制信号的控制总线
7.接口
功能：具有缓冲、转换、连接的功能
计算机硬件的典型架构
微型计算机：南北桥架构
小型计算机：多处理机架构
超级计算机：集群式架构
多处理机系统架构
特点：用多处理机CPU构成
根据处理器之间连接的紧密程度，又分为： 紧密偶合型多机系统
松散偶合型多机系统
紧密偶合型多机系统：多个（CPU+LM）组，通过系统总线构成多机系统，且有共享的全局主存储器
松散偶合多机系统：多个计算节点，由通信系统连接成的多机系统，无全局的主存储器
软件系统
软件类别：系统程序和应用程序
硬、软件系统层次结构
软件与硬件的逻辑等价性
软件的特点：易于实现各种逻辑和运算功能，但是常受到速度指标和软件容量的制约
硬件的特点：可以高速实现逻辑和运算功能，但是难以实现复杂的功能或计算，受到控制复杂性指标的制约
因此，计算机中的软件，理论上都可以“固化”或“硬化”成硬件，以提高执行速度。