计算机系统概述
计算机发展历程
计算机系统的层次结构
M4
高级语言级，它时面向用户的为方面用户编写应用程序而设置的。这一级由各种高级语言编译程序支持和执行。如C语言,c++等。它们编写的程序会由相应的编译器编写成汇编语言。实现高级语言的语法和语义等的执行过程对该层的程序员是透明的。
M3
汇编语言级，它给程序人员提供一种符号式的程序设计语言，以减少程序编写的复杂性。一个机器都有自己的汇编语言，上层的高级语言首先被翻译成汇编语言，再进一步翻译（翻译过程由机器系统软件中的汇编软件完成）成机器直接识别的机器语言。机器通过执行机器语言程序来最终完成用户所要求的功能。
M2
操作系统级，它由操作系统程序实现。这些操作系统由机器指令和广义指令组成，广义指令是操作系统定义和解释的软件指令，所以这一级也成为混合级，计算机中所有机器指令的集合成为这台计算机的指令系统，指令系统又分为精简指令系统（RISC)和复杂指令系统（CISC)。
操作系统对用户程序使用机器的各种资源（CPU、存储器、输入输出设备等）进行管理和分配。例如，当某一用户程序需要运行时，首先由操作系统将其调入内存中，这其中需要操作系统为其分配内存空间进行存储。再如某程序需要使用某一输出设备进行结果的输出时，需要操作系统为其提供对该设备的控制等。
M1
一般机器级，也称机器语言级，它由微程序解释机器指令系统，这一级也是硬件级，如二进制代码01010100101人真的很难看懂的 。
M0
微程序设计级或逻辑电路级，这是一个实在的硬件级，由硬件直接执行，如果某一个应用程序直接用微指令来编写，那么可再这一级上运行应用程序。
这一层的核心是计算机硬件控制单元。控制单元会逐条接收来自上层的机器指令，然后分析译码，产生一系列的操作控制信号，并由这些控制信号控制下层的逻辑部件按照一定的时间顺序有序地工作。
解释程序由于是翻译一句执行一句，是不会有目标程序生成的
计算机的组成
一个完整的计算机系统，是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。
硬件系统
主要分为主机（CPU+主存储器）和外设（I/O设备）两部分，是指那些构成计算机系统的物理实体，它们主要由各种各样的电子器件和机电装置组成。
从ENIAC(世界上第一台计算机)到当前最先进的计算机，硬件系统的设计采用的都是冯·诺依曼体系结构。
运算器: 负责数据的算术运算和逻辑运算，即数据的加工处理。
控制器: 是整个计算机的中枢神经，分析程序规定的控制信息，并根据程序要求进行控制，协调计算机各部分组件工作及内存与外设的访问等。
运算器和控制器统称中央处理器（即CPU)处理单元（Processing Unit，PU）：又称数据通路（Datapath）或运算器，包含了算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）和处理器寄存器（Processor Register）。用于完成各种算术和逻辑运算。
控制器单元（Control Unit，CU）：包含了指令寄存器（Instruction Register）和程序计数器（Program Counter）。用于控制程序的流程（程序流），通常是条件判断和跳转。
PU 和 CU 就组成了 CPU（Central Processing Unit，中央处理器）。
存储器：包括用于存储数据（Data）和指令（Instruction）的主存储器和容量更大但速度却慢的外部存储器。
输入设备: 实现将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。
输出设备: 实现将计算机处理后生成的中间结果或最后结果（各种数据符号及文字或各种控制信号等信息）输出出来。
冯诺依曼体系结构的核心思想是存储程序原理：
将程序指令以代码形式提前输入计算机主存储器，然后按照其在存储器中的首地址执行程序的第一条指令，以后就按该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序执行结束
计算机按照此原理应该具有：数据传送功能、数据存储功能、数据处理功能、操作控制功能、操作判断功能
软件系统
- 主要分为系统软件和应用软件，是指计算机证运行所需的各种各样的计算机程序。
- 系统软件：OS、DBMS、语言处理程序、分布式软件系统、网络软件系统、标准库程序、服务性程序等
- 系统软件的任务是既要保证计算机硬件的正常工作，又要使计算机硬件的性能得到充分发挥，并且为计算机用户提供一个比较直观、方便和友好的使用界面。
操作系统（Operation System，OS）
没有安装操作系统的计算机，通常被称为裸机
如果想在 裸机 上运行自己所编写的程序，就必须用机器语言书写程序。
操作系统的作用
- 是现代计算机系统中 最基本和最重要 的系统软件
- 主要作用是管理好硬件设备，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，以便于使用
- 而其他的诸如驱动程序、编译程序、数据库管理系统，以及大量的应用软件，都直接依赖于操作系统的支持
其他系统程序
- 驱动程序：真正管理和控制硬件的程序，往往操作系统会携带一些默认版本
- 语言处理程序：也称为编译程序，作用是把程序员用某种编程语言(如Python)所编写的程序，翻译成计算机可执行的机器语言。机器语言也被称为机器码，是可以通过CPU进行分析和执行的指令集。
计算机硬件的主要技术指标
机器字长：CPU一次能处理数据的位数，一般和CPU的寄存器位数有关
- 太短了会使得计算机运行的速度变慢
- 太长了会使得硬件的造价太高，但是可以提高精度和数的表示范围
存储容量：存储单元个数X存储字长
-万继光 - 百度文库 - wenku.baidu.com.png)