現在，計算機發展成為乙個龐大的家族，其中的每個成員，儘管在規模、效能、結構和應用等方面存在著很大的差別，但是它們的基本結構是相同的。計算機系統包括硬體系統和軟體系統兩大部分。硬體系統有**處理器、記憶體儲器、外儲存器和輸入/輸出裝置組成。
軟體系統分為兩大類：即計算機系統軟體和應用軟體。計算機通過執行程式而執行，計算機在工作時，軟、硬體協同工作，兩者缺一不可。
一、硬體系統概述
硬體系統是構成計算機的物理裝置，是指在計算機中看得見。摸得著的有形實體。在計算機的發展史上做出傑出貢獻的著名應用數學家馮·諾依曼與其他專家於2023年為改進eniac,提出了乙個全新的儲存程式的通用電子計算機方案。
這個方案規定了新機器由5個部分組成：運算器、邏輯控制裝置、儲存器、輸入和輸出。並描述了這5個部分的只能和相互關係。
這個方案與eniac相比，有兩個重大改進：一是採用二進位制;而是提出了「儲存程式」的設計思想，即用記憶資料的同一裝置儲存執行運算的命令，使程式的執行可自動地從一條指令進入到下一條指令。這個概念被譽為計算機史上的乙個里程碑。
計算機的儲存程式和程式控制原理被稱為馮·諾依曼原理，按照上述原理設計製造的計算機稱為馮·諾依曼機。
概括起來，馮·諾依曼結構由3條重要的設計思想：
(1)計算機應由運算器、控制器。儲存器、輸入裝置和輸出裝置5個大部分組成，每個部分有一定的功能。
(2)以二進位制的形式表示資料和指令。二進位制是計算機的基本語言。
(3)程式預先輸入儲存器中，使計算機在工作中能自動地從儲存器中取出程式指令並加以執行。
硬體是計算機執行的物質基礎，計算機的效能如運算速度、儲存容量、計算和可靠性等，很大程度上取決於硬體的配置。
僅有硬體而沒有任何軟體的支援的計算機稱為裸機。在裸機上只能執行機器語言程式，使用很不方便，效率也低。所以早期只有少數專業人員才能使用計算機。
計算機的基本工作原理
計算機的指令系統
指令是能被計算機識別並執行的二進位制**，它規定了計算機能完成的某一種操作。一條指令通常由如下兩個部分組成：操作碼、運算元。
(1)操作碼：它是指明該指令要完成的操作，如存數、取數等。操作碼的位數決定了乙個機器指令的條數。當使用定長度操作碼格式時，若操作碼位為n，則指令條數可有2n條。
(2)運算元：它是指操作物件的內容或者所在的單元格位址。運算元在大多數情況下是位址碼，位址碼有0～3位。
從位址**得到的僅是資料所在的位址，可以是源運算元的存放位址，也可是操作結果的存放位址。
計算機的工作原理
計算機的工作過程實際上是快速地執行指令的過程。當計算機在工作時，有兩種資訊在流動，一種是資料流，另一種是控制流。
資料流是指原始資料、中間結果、結果資料、源程式等。控制流是指由控制器對指令進行分析。解釋後向各部件發出的控制命令，用於指揮各部件協調地工作。
下面，以指令的執行過程來認識計算機的基本工作原理。計算機的指令執行過程分如下幾個步驟：
(1)取指令。從記憶體儲器中取出指令送到指令暫存器。
(2)分析指令。對指令暫存器中存放的指令進行分析，由解碼器對操作碼進行解碼，將指令的操作碼轉換成相應的控制電訊號，並由位址碼確定運算元的位址。
(3)執行指令。它是由操作控制線路發出的完成該操作所需要的一系列控制資訊，以完成該指令所需要的操作。
(4)為執行下一條指令作準備。形成下一條指令的位址，指令計算器指向存放下一條指令的位址，最後控制單元將執行結果寫入記憶體。
上述完成一條指令的執行過程叫做「機器週期」。計算機在執行時，cpu從記憶體讀取一條指令到cpu內執行，指令執行完，再從記憶體讀取下一條指令到cpu執行。cpu不斷地取指令，分析指令，執行指令，再取下一條指令，這就是程式的執行過程。
總之，計算機的工作就是執行程式，即自動連續第執行一系列指令，而程式開發員的工作紀實編制程式，使計算機不斷地工作。
二、軟體系統概述
軟體系統是指使用計算機所執行的全部程式的總稱。軟體是計算機的靈魂，是發揮計算機功能的關鍵。有了軟體，人們可以不必過多地去了解機器本身的結構與原理，可以方便靈活地使用計算機，從而使計算機有效地位人類工作、服務。
隨著計算機應用的不斷發展，計算機軟體在不斷積累和完善的過程中，形成了極為寶貴的軟體資源。它在使用者和計算機之間架起了橋梁，給使用者的操作帶來極大的方便。
在計算機的應用過程中，軟體開發是個艱苦的腦力勞動過程，軟體生產的自動化水平還很低。所以，許多國家投入大量人力從事軟體開發工作。正是有了內容豐富。
種類繁多的軟體，使使用者面對的不僅是一部實實在在的計算機，而且包含了許多軟體的抽象的邏輯計算機(稱之為虛擬機器)，這樣，人們可以採用更加靈活。方便、有效的手段使用計算機。從這個意義上說，軟體是使用者與計算機的借介面。
在計算機系統中，硬體和軟體之間並沒有一條明確的分界線。一般來說，任何乙個由軟體完成的操作也可以直接由硬體來實現，而任何乙個由硬體執行的指令也能夠用軟體來完成。硬體和軟體有一定的等價性，例如，如影象的解壓，以前低檔微機是用硬體解壓，現在高檔微機則用軟體來實現。
軟體和硬體之間的界線是經常變化的。要從**、速度、可靠性等多種因素綜合考慮。來確定哪些功能用硬體實現合適，哪些功能由軟體實現合適。
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