計算機系統的層次結構
計算機系統的組織
硬體 —— 是指構成計算機系統的實體和裝置之類的有形裝置，是組成計算機系統的物質基礎。
軟體 —— 是指由硬體所表達的各種内在資訊，包括資料與控制程式。因為它們是無形的東西，是以成為軟體或軟裝置。
計算機的硬體系統組成
主要功能部件
1. CPU 主要是由運算器、控制器等部件組成
2. 運算器
功能：完成算術和邏輯運算
組成特點：主要由ALU（算術邏輯單元）構成，執行算術、邏輯運算以及移位循環等操作，是CPU功能的主要執行部件
注： ALU以全加器為核心，具有多種運算功能
運算的位數越多，計算精度就越高，但是器件也越複雜
運算器的資料寬度一般是：8位、16位、32位或64位
3. 控制器
功能：産生控制指令（微指令），控制全機操作
基本組成：
4. 存儲器
功能：存儲資料和數字化後的程式
注：無論是資料，還是程式，存儲器存儲的全是用0或1表示的二進制代碼
存儲器中的幾個基本概念：
存儲單元：在存儲器中儲存一個n位二進制數的n個存儲電路，組成一個存儲單元
位址：存儲器由許多存儲單元組成，每個存儲單元的編号，成為位址。
存儲容量：存儲器所有存儲單元的總數。（存儲容量越大，表示存儲的資訊越多，常用的機關有：KB,MB,GB,TB,PB）
記憶體儲器：即主存，是一種用來存放直接為CPU提供服務的程式和資料存儲器。
半導體存儲晶片構成，特點：工作速度快，存儲容量比外存小
外存儲器：即輔存，為計算機配備的存儲容量很大的輔助存儲器。
磁盤存儲器、CD光牒存儲器等，特點：存儲容量大，價格便宜，工作速度較慢
5. 輸入、輸出裝置
功能：執行輸入、輸出資訊的轉換
6. 總線（BUS）
功能：能為多個部件分時共享的一組資訊傳送通路
根據傳送的資訊不同，可分為三類：傳送各種資料資訊的資料總線
傳送各種位址資訊的位址總線
傳送各種控制信号的控制總線
7.接口
功能：具有緩沖、轉換、連接配接的功能
計算機硬體的典型架構
微型計算機：南北橋架構
小型計算機：多處理機架構
超級計算機：叢集式架構
多處理機系統架構
特點：用多處理機CPU構成
根據處理器之間連接配接的緊密程度，又分為： 緊密偶合型多機系統
松散偶合型多機系統
緊密偶合型多機系統：多個（CPU+LM）組，通過系統總線構成多機系統，且有共享的全局主存儲器
松散偶合多機系統：多個計算節點，由通信系統連接配接成的多機系統，無全局的主存儲器
軟體系統
軟體類别：系統程式和應用程式
硬、軟體系統層次結構
軟體與硬體的邏輯等價性
軟體的特點：易于實作各種邏輯和運算功能，但是常受到速度名額和軟體容量的制約
硬體的特點：可以高速實作邏輯和運算功能，但是難以實作複雜的功能或計算，受到控制複雜性名額的制約
是以，計算機中的軟體，理論上都可以“固化”或“硬化”成硬體，以提高執行速度。