底层软件架构揭秘：软件的核心层

计算机由硬件和软件两部分构成。其中：硬件部分包括计算机的主机和外部设备等。

软件部分包括：

1、系统软件：语言处理程序、操作系统、数据库管理系统、网络软件、服务性程序等。

2、应用软件：根据各种应用需要编制的特定程序。

计算机的工作原理：用户通过软件或者命令输入高级程序语言，经过计算机的翻译变成目标程序，然后经过运行，最后输出结果。

计算机系统的层次结构：

从底层向高层依次为微指令系统、机器语言、操作系统、汇编语言、高级语言，分别对应微程序机器、实际机器（硬件）、虚拟机器、虚拟机器1、虚拟机器2。

其中：微程序机器由硬件直接执行微指令，实际机器用微指令解释机器指令，而虚拟机器用机器语言解释操作系统，汇编程序翻译成机器语言，高级语言程序用编译程序翻译成汇编语言。

计算机的5大部分：

1、指令和数据以相同地位存放于存储器，按地址寻访。

2、指令和数据用2进制表示。

3、指令由地址码和操作码组成。

4、存储程序。

5、以运算器为中心。

计算机基本组成部分为：1输入设备+2运算器+3存储器+4控制器+5输出设备。

其中1输入设备将信息转换成机器能识别的形式(程序或数据)；2运算器进行算术运算和逻辑运算；3储存器存放数据和程序；4控制器指挥程序运行；5输出设备将结果转换成人类可以阅读的形式（计算结果）。

现代计算机的硬件组成可以理解为由主机和IO设备（输入输出设备）组成两大部分；其中主机部分由CPU和存储器组成，而CPU由ALU（运算器）和CU（控制器）组成，存储器则由主存储器和辅助存储器组成。

存储器的组成：存储体、存储单元、存储元件。

存储单元里存放一串2进制代码，存储字是单元里2进制代码的组合。存储字长是存储单元里2进制代码的位数，每个存储单元都有一个地址号。

主存储器由存储体和MRA、MDR组成。MAR是地址寄存器，反映存储单元的个数。MDR是数据寄存器，反映存储单元的字长。

控制器组成：CU+IR+PC。完成一条指令分为取指令、分析指令、执行指令。PC存放当前欲执行指令的地址，具有+1计数功能。IR存放当前欲执行指令。CU控制单元。

计算机硬件的主要技术指标：

1、机器字长：CPU一次能处理的数据位数，主要与CPU中寄存器的位数有关。

2、运算速度：主频、MIPS（每秒执行百万条指令）、CPI（执行一条指令所需的时钟周期）、FLOPS（每秒浮点运算次数）。

3、存储容量：主存储容量（存储单元个数MAR×字长MDR、字节数）和辅助存储容量。如：MDR是8位或32位，字节数是256K等等。辅助存储容量80G或120G等。

计算机由存储器、IO设备、CPU、系统总线等构成，其中CPU内部互连ALU、CU、寄存器；CU又由控制存储器、排队逻辑、寄存器和解码器组成。

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