现在，计算机已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。计算机工作时，软、硬件协同工作，两者缺一不可。
1.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。1946年美籍匈牙利著名的数学家冯·诺依曼（Von.Neumann）为代表的研究组提出了计算机基本结构、程序存储及程序控制等概念，这些基本概念奠定了现代计算机的基本框架，虽然计算机发展很快，但直到现在大多数计算机仍然沿用冯·诺依曼体制。这种体系结构的3个基本要点是：
（1）计算机硬件系统应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成，并对各部分的基本功能做了相应规定。图1-1为计算机系统的硬件组成框图。图中，运算器实现算术和逻辑运算处理；存储器用于存储数据和程序；控制器对指令进行译码后向各部件发出控制信号，指挥计算机按规定进行工作；输入设备将程序和数据送到计算机中的存储器；输出设备将计算机的处理结果输出到外，供人们识别和存储。另外，图中的实线、虚线分别代表数据/指令流、控制流。
图1-1 计算机系统的硬件组成框图
（2）任何复杂的运算和操作都可转换成一系列用二进制代码表示的指令，程序就是完成既定任务的一组指令序列，各种数据也可用二进制代码来表示。把执行一项信息处理任务的程序代码和数据，以字节为单位，按顺序存放在存储器的一段连续的存储区域内，这就是“程序存储”概念。
（3）计算机工作时，计算机自动地按照规定的流程，依次执行一条条的指令，不但能按照指令的存储顺序，依次读取并执行指令，而且还能根据指令执行结果进行程序的灵活转移，从而完成各种复杂的运算操作，最终完成程序所要实现目标，这就是“程序控制”概念。
计算机采取“存储程序与程序控制”的工作方式，即事先把程序加载到计算机的存储器中，当启动运行后，计算机便会自动按照程序的指示进行工作。
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。
2.计算机的基本工作原理
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。一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成。其中，操作码指明该指令要完成的操作，如存数、取数等；操作数是操作对象的内容或者所在的存储单元地址。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，数据流、控制流这两种信息在流动。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。
计算机的指令的执行过程如图1-2所示。它分为如下几个步骤：
图1-2 计算机的指令的执行过程(www.xing528.com)
（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）为执行下一条指令做准备。形成下一条指令的地址，指令计数器（PC）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。
计算机在运行时，从内存读取一条指令到控制器内执行，指令执行完，再从内存读取下一条指令到控制器执行。计算机不断地取指令、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，即自动连续地执行一系列指令，使计算机不断地工作。
3.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为人类工作、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。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，而且还包含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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