計算機系統的組成是什么？

計算機系統是由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。

計算機硬件是構成計算機系統各功能部件的集合。是由電子、機械和光電元件組成的各種計算機部件和設備的總稱，是計算機完成各項工作的物質基礎。計算機硬件是看得見、摸得著的，實實在在存在的物理實體。

計算機軟件是指與計算機系統操作有關的各種程序以及任何與之相關的文檔和數據的集合。其中程序是用程序設計語言描述的適合計算機執行的語句指令序列。

沒有安裝任何軟件的計算機通常稱為“裸機”，裸機是無法工作的。如果計算機硬件脫離了計算機軟件，那么它就成為了一臺無用的機器。如果計算機軟件脫離了計算機的硬件就失去了它運行的物質基礎;所以說二者相互依存，缺一不可，共同構成一個完整的計算機系統。

計算機系統的基本組成如圖

擴展知識

計算機硬件系統的基本組成及工作原理

⑴ 計算機硬件由五個基本部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。

⑵ 計算機內部采用二進制來表示程序和數據。

⑶ 采用“存儲程序”的方式，將程序和數據放入同一個存儲器中(內存儲器)，計算機能夠自動高速地從存儲器中取出指令加以執行。

可以說計算機硬件的五大部件中每一個部件都有相對獨立的功能，分別完成各自不同的工作。如圖1-7所示，五大部件實際上是在控制器的控制下協調統一地工作。首先，把表示計算步驟的程序和計算中需要的原始數據，在控制器輸入命令的控制下，通過輸入設備送入計算機的存儲器存儲。其次當計算開始時，在取指令作用下把程序指令逐條送入控制器。控制器對指令進行譯碼，并根據指令的操作要求向存儲器和運算器發出存儲、取數命令和運算命令，經過運算器計算并把結果存放在存儲器內。在控制器的取數和輸出命令作用下，通過輸出設備輸出計算結果。

1.運算器(ALU)

運算器也稱為算術邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)。它的功能是完成算術運算和邏輯運算。算術運算是指加、減、乘、除及它們的復合運算。而邏輯運算是指“與”、“或”、“非”等邏輯比較和邏輯判斷等操作。在計算機中，任何復雜運算都轉化為基本的算術與邏輯運算，然后在運算器中完成。

2.控制器(CU)

控制器CU(Controller Unit)是計算機的指揮系統，控制器一般由指令寄存器、指令譯碼器、時序電路和控制電路組成。它的基本功能是從內存取指令和執行指令。指令是指示計算機如何工作的一步操作，由操作碼(操作方法)及操作數(操作對象)兩部分組成。控制器通過地址訪問存儲器、逐條取出選中單元指令，分析指令，并根據指令產生的控制信號作用于其它各部件來完成指令要求的工作。上述工作周而復始，保證了計算機能自動連續地工作。

通常將運算器和控制器統稱為中央處理器，即CPU(Central Processing Unit),它是整個計算機的核心部件，是計算機的“大腦”。它控制了計算機的運算、處理、輸入和輸出等工作。

集成電路技術是制造微型機、小型機、大型機和巨型機的CPU的基本技術。它的發展使計算機的速度和能力有了極大的改進。在1965年，芯片巨人英特爾公司的創始人戈登 · 摩爾，給出了著名的摩爾定律：芯片上的晶體管數量每隔18~24個月就會翻一番。讓所有人感到驚奇的是，這個定律非常精確的預測了芯片的30年發展。1958年第一代集成電路僅僅包含兩個晶體管，而1997年，奔騰II處理器則包含了750萬個晶體管，2000年的Pentium 4 已達到了0.13微米技術，集成了4200萬個晶體管 。CPU集成的晶體管數量越大，就意味著更強的芯片計算能力。

3.存儲器(Memory)

存儲器是計算機的記憶裝置，它的主要功能是存放程序和數據。程序是計算機操作的依據，數據是計算機操作的對象。

⑴ 信息存儲單位

程序和數據在計算機中以二進制的形式存放于存儲器中。存儲容量的大小以字節為單位來度量。經常使用KB(千字節)、MB(兆字節)、GB(千兆字節)和TB來表示。它們之間的關系是：1KB=1024B=210B，1MB=1024KB=220B，1GB=1024MB=230B，1TB=1024G=240B，在某些計算中為了計算簡便經常把210(1024)默認為是1000。

位(bit)：是計算機存儲數據的最小單位。機器字中一個單獨的符號“0”或“1”被稱為一個二進制位，它可存放一位二進制數。

字節(Byte，簡稱B)：字節是計算機存儲容量的度量單位，也是數據處理的基本單位，8個二進制位構成一個字節。一個字節的存儲空間稱為一個存儲單元。

字(Word)：計算機處理數據時，一次存取、加工和傳遞的數據長度稱為字。一個字通常由若干個字節組成。

字長(Word Long)：中央處理器可以同時處理的數據的長度為字長。字長決定CPU的寄存器和總線的數據寬度。現代計算機的字長有8位、16位、32位、64位。

⑵ 存儲器的分類

根據存儲器與CPU聯系的密切程度可分為內存儲器(主存儲器)和外存儲器(輔助存儲器)兩大類。內存在計算機主機內，它直接與運算器、控制器交換信息，容量雖小，但存取速度快，一般只存放那些正在運行的程序和待處理的數據。為了擴大內存儲器的容量，引入了外存儲器，外存作為內存儲器的延伸和后援，間接和CPU聯系，用來存放一些系統必須使用，但又不急于使用的程序和數據，程序必須調入內存方可執行。外存存取速度慢，但存儲容量大，可以長時間地保存大量信息。