計算機系統(tǒng)概論(1)-資料下載頁
2025-05-14 22:28本頁面
【正文】 大大限制了計算機的使用。 2. 匯編程序 為了編寫程序方便翻譯和提高機器的使用效率 ,人們用一些約定的文字、符號和數(shù)字按規(guī)定的式來表示各種不同的指令 ,然后再用這些特殊符號表示的指令來編寫程序 ,這就是所謂的匯編語言。借助于匯編程序 ,計算機本身自動地把符號語言表示的程序 (稱為匯編源程序 )翻譯成用機器語言表示的目的程序。 3. 源程序 為了進一步實現(xiàn)程序自動化和便于程序交流 ,使不熟悉具體計算機的人也能很方便地使用計算機 ,人們又創(chuàng)造了各種接近于數(shù)學語言的 算法語言 。 算法語言是指按實際需要規(guī)定好的一套基本符號以及由這套基本符號構成程序的規(guī)則。比較接近數(shù)學語言 ,直觀通用 ,與具體機器無關 ,只要稍加學習就能掌握 ,便于推廣使用計算機。 用算法語言編寫的程序稱為源程序，這種源程序是不能由機器直接識別和執(zhí)行的 ,必須給計算機配備一個即懂算法語言又懂機器語言的“翻譯” ,才能把源程序翻譯為機器語言。通常采用下面兩種方法： ,它把源程序翻譯成目的程序 ,然后機器執(zhí)行目的程序 ,得出計算結(jié)果。但由于目的程序一般不能獨立運行 ,還需要一種叫做運行系統(tǒng)的輔助軟件來幫助。通常 ,把編譯程序和運行系統(tǒng)和稱為 編譯系統(tǒng) 。 解釋系統(tǒng) 進行解釋執(zhí)行 ,即逐個解釋并立即執(zhí)行源程序的語句 ,它不是編出目的程序后再執(zhí)行 ,而是直接逐一解釋語句并得出計算結(jié)果。 4. 操作系統(tǒng) 為了擺脫用戶直接使用機器并獨占機器這種情況 ,依靠計算機來管理自己和管理用戶 ,于是人們又創(chuàng)造出一類程序 ,叫做操作系統(tǒng)。它是隨著硬件和軟件不斷發(fā)展而逐漸形成的一套軟件系統(tǒng) ,用來管理計算機資源(如處理器、內(nèi)存、外部設備和各種編譯、應用程序 )和自動調(diào)度用戶的作業(yè)程序 ,而使多個用戶能有效地共用一套計算機系統(tǒng)。 根據(jù)不同使用環(huán)境要求 ,操作系統(tǒng)目前大致分為批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)等多種。 5. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 隨著計算機在信息處理、情報檢索及各種管理系統(tǒng)中應用的發(fā)展 ,要求大量處理某些數(shù)據(jù) ,建立和檢索大量的表格。這些數(shù)據(jù)和表格按一定的規(guī)律組織起來 ,使得處理更方便 ,檢索更迅速 ,用戶使用更方便 ,于是出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫。所謂數(shù)據(jù)庫就是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量相關數(shù)據(jù) ,方便多用戶訪問的計算機軟、硬件資源組成的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理軟件一起 ,組成了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 多級組成的計算機系統(tǒng) 1. 微程序設計級 這是一個實在的硬件級，他由機器硬件直接執(zhí)行微命令。如果某一個應用程序直接用微命令來編寫，那么可在這一級上運行應用程序。 2. 一般機器級 也稱為機器語言級，由微程序解釋機器指令系統(tǒng)。這一級也是硬件級。 3. 操作系統(tǒng)級 由操作系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。這些操作系統(tǒng)由機器指令和廣義指令組成，這些廣義指令是操作系統(tǒng)定義和解釋的軟件指令，所以這一級也稱為混合級。 4. 語言處理級 給程序人員提供各種接近人類自然語言的編程符號和各種有用的例行程序，以減少程序編寫的復雜性，方便編程人員和系統(tǒng)管理員使用計算機。這一級由各種高級語言編譯程序支持和執(zhí)行。 5. 應用程序級 完全面向用戶，為方便用戶編寫應用程序而設置的。它是用戶關心的目標。 它在以下各級的支持下，可以容納各種應用程序，處理各種信息。用戶在該級上可以將計算機看作信息處理系統(tǒng) 。 軟件與硬件的邏輯等價性 隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展和軟件硬化的趨勢 ,計算機系統(tǒng)軟、硬件界限已經(jīng)變得模糊了。因為任何操作可以由軟件來實現(xiàn)，也可以由硬件來實現(xiàn)；任何指令的執(zhí)行可以由硬件完成，也可以由軟件來完成。對于某一功能采用硬件方案還是軟件方案，取決于 器件價格、速度、可靠性、存儲容量、變更周期 等因素。 當研制一臺計算機的時候，設計者必須明確分配每一級的任務，確定哪些情況使用硬件，哪些情況使用軟件，而硬件始終放在最低級。 就目前而言，一些計算機的特點是，把原來明顯地在一般機器級通過編制程序?qū)崿F(xiàn)的操作，如整數(shù)乘除法指令、浮點運算指令、處理字符串指令等等，改為直接由硬件完成。 總之，隨著大規(guī)模集成電路和計算機系統(tǒng)結(jié)構的發(fā)展，實體硬件機的功能范圍不斷在擴大。第一級和第二級的邊界范圍，要向第三級乃至更高級擴展。這是因為容量大、價格低、體積小、可以改寫的只讀存儲器提供了軟件固化的良好物質(zhì)手段?，F(xiàn)在已經(jīng)可以把許多復雜的、常用的程序制作成所謂固件。就它的功能來說，是軟件；但從形態(tài)來說，又是硬件。其次，目前在一片硅單晶芯片上制作復雜的邏輯電路已經(jīng)是實際可行的，這就為擴大指令的功能提供了物質(zhì)基礎，因此本來通過軟件手段來實現(xiàn)的某種功能，現(xiàn)在可以通過硬件來直接解釋執(zhí)行。進一步的發(fā)展，就是設計所謂面向高級語言的計算機。這樣的計算機，可以通過硬件直接解釋執(zhí)行高級語言的語句而不需要先經(jīng)過編譯程序的處理。傳統(tǒng)的軟件部分，今后完全有可能“ 固化 ”甚至“ 硬化 ”。
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