计算机的五大部件及工作原理,简要描述计算机工作原理

计算机：数字电子计算机

组成：计算机硬件系统的逻辑实现

原理：不以具体机型为依托的，基本实现原理。

计算机组成原理：掌握如何实现的具体细节。

计算机系统由两大部分组成：硬件和软件。软件又包括系统软件和应用软件。

系统软件可以管理整个计算机系统：

• 语言处理程序（将高级语言转换为机器可以懂得指令）
• 操作系统
• 服务性程序（比如数学库、MPI服务程序进行并行之间的通信）
• 数据库管理系统
• 网络软件

应用软件是按照任务需要编制成的程序。

可以简单将软件看作一个层次结构，硬件为软件提供接口，系统软件又为应用软件形成接口，来完成不同的程序。

对于计算机的物理结构层次，我们这门课主要研究逻辑层和微电路层的具体实现方式。

计算机系统的指令层次如下图所示

操作系统可以管理软硬件的资源。

计算机系统结构定义了系统软硬件的交界面，定义了哪些功能由软件实现，哪些功能由硬件实现，定义为==程序员所见到的计算机系统的属性概念性的结构与功能特性==。（指令系统，数据类型，寻址技术，I/O机理），即程序员需要理解的东西。

计算机组成：实现计算机体系结构所体现的属性，即具体指令的实现。

上图实线表示数据流动，虚线表示控制反馈。

• 计算机结构由五大部件组成：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。
• 以运算器为中心，==程序存储在存储器中==。
• 指令和数据以同等地位保存在存储器中，可以按照地址寻找。
• 指令和数据由二进制表示，指令由操作码和地址码组成，操作码指明指令要干什么，地址码指明操作数的地址。

冯诺依曼结构以运算器为中心，容易形成瓶颈。我们可以使用存储器作为中心来进行优化，但是还不够。