1.3 相关知识

1.3.1 计算机系统的组成

一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，如图1-1所示。

硬件系统（Hardware）是指计算机的电子器件、各种线路，以及其他设备等，是看得见摸得着的物理设备，是计算机的物质基础。例如CPU（中央处理器）、显示器、打印机、键盘、鼠标等均属于硬件；软件系统（Software）是指维持计算机正常工作所必需的各种程序和数据，是为了运行、管理和维修计算机所编制的各种程序，以及与程序有关的文档资料的集合。

硬件是一台计算机的基础，没有硬件对软件的物质支持，软件的功能无从谈起；软件则是计算机系统的灵魂，没有安装软件的计算机被称为“裸机”，不能供用户直接使用。硬件系统和软件系统组成完整的计算机系统，它们共同存在，共同发展，缺一不可。

1.3.2 计算机的工作原理

目前世界上绝大多数计算机都是根据冯·诺依曼提出的“程序存储”原理制造的。根据冯·诺依曼所提出的方案，电子计算机是由控制器和运算器（合称中央处理器）、存储器（内存、外存）和输入设备、输出设备五部分组成。图1-2表明了计算机五大部分及各部件之间的关系，其中实线表示数据传输路径，虚线表示控制信息的传输路径。

知识链接

冯·诺依曼的程序存储工作原理

冯·诺依曼（见图1-3），美籍匈牙利科学家，程序存储原理的提出者，并成功地将程序存储原理运用在计算机的设计之中。根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机，世界上第一台冯·诺依曼式计算机是1949年研制的EDSAC。由于他对现代计算机技术的突出贡献，因此冯·诺依曼被称为“计算机之父”。

冯·诺依曼理论的要点是：数字计算机中的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。程序存储工作原理决定了计算机硬件系统的5个基本组成部分。人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构。从1949年研制的EDSAC一直到当前最先进的计算机都采用的是冯·诺依曼体系结构，所以冯·诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。