1.4　計算機系統(tǒng)組成

1.4.1　計算機系統(tǒng)概述

1．馮·諾依曼計算機

在研制ENIAC的過程中，著名的數(shù)學家馮·諾依曼（美籍匈牙利人）博士首先提出了計算機內存儲程序的概念，并與莫爾小組合作設計了人類第一臺具有內部存儲程序功能的EDVAC（電子離散變量自動計算機）。這臺計算機有以下3個特點。

（1）EDVAC包括運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備5大基本部件，以運算器為中心，由控制器控制，采用二進制存儲和運算，指令由操作碼和地址碼組成，程序在存儲器中順序存儲、順序執(zhí)行。

（2）依據(jù)二進制模擬開關電路的兩種狀態(tài)，計算機要執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)都用二進制表示。

（3）將編好的程序和數(shù)據(jù)送入內存儲器，然后計算機自動地逐條取出指令和數(shù)據(jù)進行分析、處理和執(zhí)行。

馮·諾依曼提出的計算機存儲程序的概念和計算機硬件基本結構的思想，奠定了計算機發(fā)展的基礎，現(xiàn)代計算機仍然保留這些工作原理和特征，因此，馮·諾依曼被稱為“計算機之父”，把發(fā)展至今的整個4代計算機稱為“馮氏計算機”或“馮·諾依曼機”。

2．計算機系統(tǒng)的組成

根據(jù)馮·諾依曼機的思想，一個完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，如圖1-1所示。硬件系統(tǒng)是組成計算機系統(tǒng)的各種物理設備的總稱，是計算機系統(tǒng)的物質基礎。軟件系統(tǒng)是為了運用、管理和維護計算機而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和相關文檔的總稱。通常把不裝備任何軟件的計算機稱為裸機。普通用戶所面對的一般都不是裸機，而是在裸機上配置若干軟件之后構成的計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的各種功能都是由硬件和軟件共同完成的。

圖1-1　計算機系統(tǒng)的組成