計算機組成原理第一章課件(白中英編-科學出版社)

計算機組成原理計算機組成原理1第一章計算機系統(tǒng)概論第二章運算方法和運算器第三章存儲系統(tǒng)第四章指令系統(tǒng)

第五章中央處理器

第六章總線系統(tǒng)

第七章外圍設(shè)備

第八章輸入輸出系統(tǒng)第九章操作系統(tǒng)支持目錄第一章計算機系統(tǒng)概論目錄2一、課程性質(zhì)與任務（課程在專業(yè)教學計劃中的地位與課程教學目標）“計算機組成原理”屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，必修課。面向應用、突出實踐、偏向硬件和理論?！队嬎銠C組成原理》是計算機教學中的一門核心課程，是學習計算機課程所要必修的主干課。通過教學，使學生對計算機的各主要部分（運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備）的構(gòu)成及工作原理有一個深刻的、系統(tǒng)的認識和理解，同時對計算機的發(fā)展趨勢也有一個較為深入的了解。主要講解簡單、單臺計算機的完整組成原理和內(nèi)部運行機制，包括運算器部件、控制器部件、存儲器子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)與輸入/輸出系統(tǒng)設(shè)備，圍繞各自的功能、組成、設(shè)計、實現(xiàn)、使用等知識進行介紹；此外，該課程的工程性、實踐性、技術(shù)性比較強，還強調(diào)培養(yǎng)學生的動手動腦能力、開創(chuàng)與創(chuàng)新意識、實驗技能，這些要求更多的是通過作業(yè)、教學實驗等環(huán)節(jié)完成，要求學生有意識地主動加強這些方面的練習與鍛煉。二、課程的基本要求（課程教學應使學生達到的基本要求）計算機系統(tǒng)概述、計算機中的數(shù)據(jù)表示、運算方法和運算器、指令系統(tǒng)、隨機邏輯和微程序控制原理、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、計算機外設(shè)簡介，要求學生掌握計算機的組成和工作原理。通過學習，使學生了解計算機的組成原理及工作原理，以建立整機概念。本課程設(shè)有實驗，以加深對課程內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學生的動手能力。三、課程總學時中各環(huán)節(jié)的學時分配授課學時：48教學大綱一、課程性質(zhì)與任務（課程在專業(yè)教學計劃中的地位與課程教學目標3第一章計算機系統(tǒng)概論第二章運算方法和運算器第三章存儲系統(tǒng)第四章指令系統(tǒng)第五章中央處理器第六章總線系統(tǒng)第七章外圍設(shè)備第八章輸入輸出系統(tǒng)第九章操作系統(tǒng)支持目錄第一章計算機系統(tǒng)概論目錄4第一章計算機系統(tǒng)概論1.概念計算機（Computer）是一種以電子器件為基礎(chǔ)的，不需人的直接干預，能夠?qū)Ω鞣N數(shù)字化信息，進行算術(shù)和邏輯運算的快速工具。

第一章計算機系統(tǒng)概論1.概念（1）以電子器件為物質(zhì)基礎(chǔ)：電子數(shù)字計算機（DigitalComputer）（2）不需要人的直接干預：自動化（存儲程序為基礎(chǔ)）（3）數(shù)字化信息：二進制（計算機能夠具有邏輯判斷和處理能力的基礎(chǔ)）（4）算邏運算：基本運算操作是算術(shù)和邏輯運算（5）快速工具：（A）

電子器件（B）

存儲程序2、

層次：（1）以電子器件為物質(zhì)基礎(chǔ)：電子數(shù)字計算機2、層次：（1）內(nèi)部特征：（A）高速高集成度開關(guān)元件（B）數(shù)字化信息編碼（C）邏輯判斷和處理能力（D）存儲程序（2）外部特征：（A）快速性（由（1）中（A）（D）決定）（B）準確性（由（1）中（B）（D）決定）（C）邏輯性（由（1）中（A）（C）（D）決定）（D）通用性（由（1）中（A）（B）（C）（D）決定）

3、特征：（1）內(nèi)部特征：3、特征：1.1.1計算機的分類

計算機從總體上來說分為兩大類:

模擬計算機和數(shù)字計算機。各自主要特點：模擬計算機由模擬運算器件構(gòu)成，其變量由連續(xù)量（如：電壓、電流等）來表示，運算過程也是連續(xù)的數(shù)字計算機則是由邏輯電子器件構(gòu)成，其變量為開關(guān)量（離散的數(shù)字量），采用數(shù)字式按位運算，運算模式是離散式的1.1.1計算機的分類計算機從總體上來說分為兩大類:數(shù)字計算機與模擬計算計的主要區(qū)別比較內(nèi)容數(shù)字計算機模擬計算機數(shù)據(jù)表示方式數(shù)字0和1電壓、電流等計算方式數(shù)字計算電量組合和測量值控制方式程序控制模擬信號組合控制精度、抗干擾性高、好低、差數(shù)據(jù)存儲量大小、幾乎無邏輯判斷能力強無數(shù)字計算機與模擬計算計的主要區(qū)別比較內(nèi)容數(shù)字計算機模擬計算機通用計算機類別通用計算機類別巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和單片機，它們的結(jié)構(gòu)規(guī)模和性能指標依次遞減隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,今天的小型機可能是明天的微型機,而今天的微型機可能是明天的單片機巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和單片機，它們的結(jié)構(gòu)規(guī)

1.1.2計算機的應用

計算機之所以迅速發(fā)展,其生命力在于它的廣泛應用并協(xié)助人類取得了輝煌的成就。計算機的應用范圍幾乎涉及人類社會的所有領(lǐng)域。本書歸納成六個主要方面來敘述：科學計算自動控制和測量信息處理教育和衛(wèi)生家用電器人工智能

1.1.2計算機的應用計算機之所以迅速發(fā)展,1.2.1計算機的硬件系統(tǒng)組成運算器控制器主存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備總線和輸入輸出接口高速緩存虛擬存儲器(磁盤設(shè)備)（第二章）（第五章）（第三章）（第六章）（第七、八章）中央處理單元CPU1.2.1計算機的硬件系統(tǒng)組成運算器控制1.運算器算術(shù)運算邏輯運算采用二進制數(shù)（容易實現(xiàn)）位數(shù)越多，計算精度越高計算機的運算器長度：8位、16位、32位或64位1.運算器算術(shù)運算2.存儲器功能：保存或“記憶”數(shù)據(jù)和運算過程存儲的是0或1表示的二進制代碼主存采用半導體器件來作為存儲器一個半導體觸發(fā)器記憶一個二進制位存儲單元：在存儲器中保存一個n位二進制數(shù)的n個觸發(fā)器，組成一個存儲單元存儲器地址：存儲器是由許多存儲單元組成，每個存儲單元的編號，稱為地址存儲容量：存儲器所有存儲單元的總數(shù)。通常用單位“KB、MB、GB”等表示內(nèi)存儲器（主存）和外存儲器(輔存）2.存儲器功能：保存或“記憶”數(shù)據(jù)和運算過程表示參加運算的數(shù)據(jù)從存儲器的哪個單元取運算的結(jié)果應存到哪個單元3.控制器控制計算機的各個部件有條不紊地進行工作指令有兩部分：操作的性質(zhì)和操作的地址操作碼地址碼指出指令所進行的操作加、減、乘、除、取數(shù)、存數(shù)等

指令操作碼加法減法乘法除法取數(shù)存數(shù)打印

停機001010011100101110111000表示參加運算的數(shù)據(jù)3.控制器控制計算機的各個部件有條不紊地電子計算機的設(shè)計思想存儲程序，程序控制“存儲程序”，是把指令以代碼的形式事先輸入到計算機的主存儲器中，即用記憶數(shù)據(jù)的同一裝置存儲執(zhí)行運算的命令，這些指令按一定的規(guī)則組成程序“程序控制”，是當計算機啟動后，程序就會控制計算機按規(guī)定的順序逐條執(zhí)行指令，自動完成預定的信息處理任務馮·諾依曼型計算機的設(shè)計思想存儲程序并按地址順序執(zhí)行電子計算機的設(shè)計思想存儲程序，程序控制馮·諾依曼計算機的基本思想采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成；將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中，使計算機在工作時從存儲器取出指令加以執(zhí)行，自動完成計算任務。這就是“存儲程序”和“程序控制”（簡稱存儲程序控制）的概念；指令的執(zhí)行是順序的，即一般按照指令在存儲器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)。計算機由存儲器、運算器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件組成，規(guī)定了5部分的基本功能馮·諾依曼計算機的基本思想控制器的基本任務

按照計算程序所排的指令序列，先從存儲器取出一條指令放到控制器中，對該指令的操作碼由譯碼器進行分析判別，然后根據(jù)指令性質(zhì)，執(zhí)行這條指令，進行相應的操作。接著從存儲器取出第二條指令，再執(zhí)行第二條指令，依次類推取指令的一段時間叫做取指周期執(zhí)行指令的一段時間叫做執(zhí)行周期執(zhí)行完成指令的時間，稱為指令周期控制器的基本任務按照計算程序所排的指令序列，先從存儲器取出指令字和數(shù)據(jù)字，指令流和數(shù)據(jù)流

某字為一條指令，則稱為指令字某字代表要處理的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)字在取指周期中從內(nèi)存讀出的信息是指令流，它流向控制器而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出的信息流是數(shù)據(jù)流，它由內(nèi)存流向運算器時間上：在取指周期中，CPU從內(nèi)存讀出的信息一定是指令；而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出或?qū)懭氲男畔⒁欢ㄊ菙?shù)據(jù)?？臻g上：指令一定流向控制器；而數(shù)據(jù)則是在內(nèi)存（或寄存器）與運算器之間流動指令字和數(shù)據(jù)字，指令流和數(shù)據(jù)流某字為一條指令，則稱為指令字適配器與輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備把人們所熟悉的某種形式的信息變換為機器內(nèi)部所能接收和識別的二進制信息形式輸出設(shè)備把計算機處理的結(jié)果變換為人或其它機器所能接收和識別的信息形式I/O設(shè)備通常統(tǒng)稱為外圍設(shè)備適配器(I/O接口)相當于一個轉(zhuǎn)換器,它可以保證外圍設(shè)備用計算機所要求的形式發(fā)送或接受信息系統(tǒng)總線構(gòu)成計算機系統(tǒng)的信息鏈接,是多個系統(tǒng)部件之間進行數(shù)據(jù)傳送的公共通路適配器與輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備把人們所熟悉的某種形式的信息變換

1.2.2數(shù)字計算機的發(fā)展史世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）誕生于1946年2月15日，是美國賓夕法尼亞大學摩爾理工學院的摩切利和?？ㄌ匕l(fā)明的。計算機的發(fā)展大致經(jīng)歷了五代的變化：1946年開始，第一代電子管計算機1958年開始，第二代晶體管計算機1965年開始，第三代中小規(guī)模集成電路計算機1971年開始，第四代大規(guī)模集成電路計算機1986年開始，第五代巨大規(guī)模集成電路計算機

1.2.2數(shù)字計算機的發(fā)展史世界上第一臺電子數(shù)字計算機E類型時期主要器件重要特征第1代1946-1958電子管機器語言，匯編語言。速度低，體積大，價格昂貴，可靠性差，用于科學計算。速度達幾千次到幾萬次第2代1958-1964晶體管算法語言，操作系統(tǒng)。體積縮小，可靠性提高。從科學計算到數(shù)據(jù)處理。每秒幾萬次到幾十萬次第3代1964-1971中小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達幾百萬次，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應用領(lǐng)域不斷擴大。第4代1971-1986大/超大規(guī)模集成電路速度提高至幾千萬億次出現(xiàn)微型計算機第5代1986-巨大規(guī)模集成電路速度提高至幾億次乃至上百億次。出現(xiàn)單片機計算機的發(fā)展史類型時期主要器件重要特征第1代194什么是微型計算機微型計算機（Microcomputer）采用微處理器為核心構(gòu)造的計算機微處理器（Microprocessor）一塊大規(guī)模集成電路芯片微型機的運算和控制核心中央處理單元（CPU：CentralProcessingUnit）相對來說，微機性能、價格、體積較小工作學習中使用的個人微機生產(chǎn)生活中運用的各種智能化電子設(shè)備什么是微型計算機微型計算機（Microcomputer）微處理器的基本性能指標字長微處理器每個時間單位處理的二進制數(shù)據(jù)位數(shù)例如一次進行運算、傳輸?shù)奈粩?shù)時鐘頻率微處理器的處理速度反映微處理器的基本時間單位集成度表明微處理器的生產(chǎn)工藝水平常用芯片上集成的晶體管數(shù)量來表達微處理器的基本性能指標字長通用微處理器4位微處理器1971年，Intel4004，第一個微處理器8位微處理器M6800、Z80和Intel8080/8085Apple公司蘋果機16位微處理器Intel8086/808816位個人計算機（PC：PersonalComputer）32位微處理器80386，80486，Pentium～Pentium432位PC機，APPLE公司的Macintosh機64位微處理器通用微處理器4位微處理器專用微處理器單片機（微控制器，嵌入式控制器，MCU）Intel的MCS-48，MCS-51，MCS-96/98系列愛特梅爾（Atml）公司的AT89系列（與MCS-51兼容），AT91系列（基于ARM內(nèi)核）MicrochipTechnology公司的PIC系列數(shù)字信號處理器（DSP）專注于數(shù)字信號的高速處理美國德州儀器TI公司TMS320各代產(chǎn)品主要應用于通信、消費類電子產(chǎn)品和計算機主要應用形式：嵌入式系統(tǒng)IP級結(jié)構(gòu)，芯片級結(jié)構(gòu)，模塊級結(jié)構(gòu)專用微處理器單片機（微控制器，嵌入式控制器，MCU）微型計算機結(jié)構(gòu)1.微處理器2.存儲器3.I/O接口和I/O設(shè)備4.系統(tǒng)總線控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB微處理器I/O設(shè)備I/O接口存儲器系統(tǒng)總線BUS微型計算機結(jié)構(gòu)1.微處理器控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB地址總線微處理器微機的核心、控制中心，中央處理器CPU大規(guī)模集成電路VLSI芯片，集成控制器運算器（整數(shù)運算器）寄存器（高速存儲單元）高性能微處理器內(nèi)部還有浮點處理單元甚至多媒體數(shù)據(jù)運算單元存儲管理單元、代碼保護機制Cache……微處理器微機的核心、控制中心，中央處理器CPU存儲器存儲器（Memory）是存放程序和數(shù)據(jù)的部件高性能微機的存儲系統(tǒng)微處理器內(nèi)部的寄存器（Register）高速緩沖存儲器（Cache）主板上的主存儲器以外設(shè)形式出現(xiàn)的輔助存儲器主存儲器（主存、內(nèi)存）半導體存儲器芯片組成RAM部分斷電后信息丟失相對造價高、速度快、但容量小輔助存儲器（簡稱輔存或外存）磁盤、光盤存儲器等構(gòu)成相對造價低、容量大、信息可長期保存，但速度慢RAM和ROM存儲器存儲器（Memory）是存放程序和數(shù)據(jù)的部件RAM和RI/O接口和I/O設(shè)備I/O設(shè)備（Peripheral）：用戶與微機交互輸入（Input）設(shè)備，如標準輸入設(shè)備：鍵盤輸出（Output）設(shè)備，如標準輸出設(shè)備：顯示器I/O接口（Interface）：外設(shè)和主機間的橋梁完成信號變換、數(shù)據(jù)緩沖、聯(lián)絡控制等工作較簡單的I/O接口電路與主板一體較復雜的I/O接口電路制成獨立的電路板（接口卡Card）I/O接口和I/O設(shè)備I/O設(shè)備（Peripheral）：用系統(tǒng)總線總線（Bus）：傳遞信息的一組公用導線、信息通道系統(tǒng)總線（SystemBus）：微機系統(tǒng)中信息交換的主要公共通道地址總線：單向輸出主存單元或I/O端口的地址信息數(shù)據(jù)總線：讀（Read）操作數(shù)據(jù)輸入微處理器；寫（Write）操作數(shù)據(jù)輸出到外界（主存或外設(shè)）控制總線：有些控制信號或狀態(tài)信號輸出；有些請求或聯(lián)絡信號輸入微機系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，總線連接使得微機組合靈活、擴展方便系統(tǒng)總線總線（Bus）：傳遞信息的一組公用導線、信息通道個人微機8位時代：Apple-II機，中華學習機16位時代：IBMPC系列機1981年，IBMPC機：Intel8088，DOS1982年，IBMPC/XT（ExpandedTechnology）1984年，IBMPC/AT（AdvancedTechnology）IBMPC/XT/AT機的兼容微機32位時代：32位PC機IA-32或其兼容微處理器Windows或Linux64位時代：……個人微機8位時代：Apple-II機，中華學習機計算機是由運算器、存儲器、控制器、適配器、總線和輸入/輸出設(shè)備組成的。都是由元件構(gòu)成的有形物體，因而稱為硬件或硬設(shè)備。硬件是計算機系統(tǒng)中實際物理裝置的總稱計算程序，因為它是無形的東西，稱為軟件或軟設(shè)備。軟件是指在硬件上運行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)及文檔硬件是軟件的工作基礎(chǔ)，軟件是硬件功能的擴充和完善。兩者相互依存，相互促進。軟件與硬件的結(jié)合，構(gòu)成完整的計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)＝硬件系統(tǒng)＋軟件系統(tǒng)計算機是由運算器、存儲器、控制器、適配器、總線和輸入/輸出設(shè)計算機軟件＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔軟件分類操作系統(tǒng) 語言處理程序服務性程序應用軟件辦公軟件包數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)瀏覽器實時控制軟件診斷、排錯程序反病毒程序備份程序文件壓縮程序卸載程序圖形圖像處理軟件其它應用軟件系統(tǒng)軟件計算機軟件＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔軟件分類操作系統(tǒng) 語言處理程序軟件的發(fā)展演變目的程序→匯編語言→算法語言→操作系統(tǒng)→數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的發(fā)展演變目的程序目的程序早期計算機中，人們直接用機器語言編寫程序，（又叫手編程序）計算機完全可以“識別”并能執(zhí)行，所以又叫做目的程序用機器語言編寫程序很繁瑣，又耗費大量的人力和時間，容易出錯，出錯后尋找錯誤也相當費事，大大限制了計算機的使用目的程序早期計算機中，人們直接用機器語言編寫程序，（又叫手編匯編程序為了編寫程序方便翻譯和提高機器的使用效率，人們發(fā)明了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用約定的文字、符號和數(shù)字（助記符）按規(guī)定的格式來表示各種不同的指令匯編程序為了編寫程序方便翻譯和提高機器的使用效率，人們發(fā)明了匯編語言缺點需熟悉具體機器的指令系統(tǒng)節(jié)省的人力時間有限和數(shù)學語言差異較大匯編語言缺點高級語言為了進一步實現(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（高級程序設(shè)計語言）如C語言，VB等。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(gòu)成程序的規(guī)則。特點比較接近數(shù)學語言，直觀通用與具體機器無關(guān)，只要稍加學習就能掌握便于推廣使用計算機高級語言為了進一步實現(xiàn)程序自動化和便于程序交流，使不熟悉具體編譯程序用程序設(shè)計語言編寫的程序稱為源程序，這種源程序不能由機器直接識別和執(zhí)行，必須給計算機配備一個既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：編譯系統(tǒng)：

用編譯程序?qū)⒃闯绦蚓幾g成機器語言形式的目的程序，然后利用運行系統(tǒng)輔助程序來運行，編譯程序和運行系統(tǒng)合稱為編譯系統(tǒng)。解釋系統(tǒng)：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)果編譯程序用程序設(shè)計語言編寫的程序稱為源程序，這種源程序不能由操作系統(tǒng)依靠計算機來管理自己和管理用戶操作系統(tǒng)的作用管理計算機資源（如：處理器、內(nèi)存等）自動調(diào)度用戶的作業(yè)程序分類批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)依靠計算機來管理自己和管理用戶數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了有組織地、動態(tài)地存儲大量相關(guān)數(shù)據(jù)處理更方便檢索更迅速用戶使用更方便數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了有組織地、動態(tài)地存儲大量相關(guān)數(shù)據(jù)計算機的層次結(jié)構(gòu)用戶級高級語言級匯編語言級系統(tǒng)軟件級機器級控制級數(shù)字邏輯級

應用軟件

系統(tǒng)軟件

軟硬件界面物理機虛擬機硬件固件硬件直接執(zhí)行Level0(門電路、電子線路)Level1(微程序或硬布線)Level2(指令集結(jié)構(gòu)ISA)Level3(操作系統(tǒng)、庫代碼)Level4(匯編語言代碼)Level5(C++，Java，等)Level6(可執(zhí)行程序)計算機的層次結(jié)構(gòu)用戶級高級語言級匯編語言軟硬件界面（Interface）assemblercomplierOperatingSystemlibraryISAS/WH/WApplicationS/W：Software軟件H/W：Hardware硬件ISA：InstructionSetArchitecture指令集結(jié)構(gòu)軟硬件界面（Interface）assemblercompl軟件與硬件的邏輯等價性隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)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、變更周期等軟件的特點

易于實現(xiàn)各種邏輯和運算功能，但是常受到速度指標和軟件容量的制約；硬件的特點

可以高速實現(xiàn)邏輯和運算功能，但是難以實現(xiàn)復雜功能或計算，受到控制復雜性指標的制約。軟件與硬件的邏輯等價性隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展和軟件硬化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與實現(xiàn)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(Computerarchitecture）計算機系統(tǒng)的軟件與硬件的界面－－指令系統(tǒng)程序員所看到的計算機屬性－－外特性計算機組成(Computerorganization）＝組織計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實現(xiàn)計算機實現(xiàn)(Computerimplementation）計算機組成的物理實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，組成，實現(xiàn)是三個完全不同的概念，相互間有著十分密切的依賴關(guān)系和相互的影響。廣義的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)即包括經(jīng)典的指令集結(jié)構(gòu)，也包括計算機組成和實現(xiàn)技術(shù)的研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與實現(xiàn)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(Computerarc習題14.馮·諾依曼計算機的主要設(shè)計思想是什么？它包括哪些組成部分？5.什么是存儲容量、單元地址、數(shù)據(jù)字、指令字？7.計算機如何區(qū)分指令還是數(shù)據(jù)？14.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機組織、計算機實現(xiàn)三個術(shù)語的概念是什么？彼此有什么關(guān)系？習題14.馮·諾依曼計算機的主要設(shè)計思想是什么？它包括哪些48第1章教學要求-1了解計算機的類型：模擬和數(shù)字，專用和通用，巨型機、大型機、小型機、微型機、單片機熟悉計算機的硬件組成部件及其作用掌握主存有關(guān)概念：存儲器地址、存儲單元和存儲容量；位bit、字節(jié)byte、KB、MB、GB掌握“存儲程序、程序控制”的馮·諾依曼計算機的基本思想?yún)^(qū)別操作碼和地址碼（操作數(shù)）、指令字和數(shù)據(jù)字、指令流和數(shù)據(jù)流理解指令周期（控制器工作周期）：取指、譯碼、執(zhí)行第1章教學要求-1了解計算機的類型：模擬和數(shù)字，專用和通用，第1章教學要求-2掌握總線、處理器總線和系統(tǒng)總線的概念，熟悉數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的功能理解目的程序、匯編程序、編譯程序的作用，區(qū)別機器語言、匯編語言和高級語言（算法語言）掌握計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、軟件與硬件的邏輯等價性思想第1章教學要求-2掌握總線、處理器總線和系統(tǒng)總線的概念，熟悉

本章小結(jié)計算機從開始出現(xiàn)到目前經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的過程。按計算機所使用的微電子器件的發(fā)展可以將電子計算機分成五代。計算機系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)組成。計算機的硬件系統(tǒng)由有形的電子器件等構(gòu)成的，它包括運算器、存儲器、控制器、輸入輸出設(shè)備及總線系統(tǒng)組成。計算機的軟件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，也是計算機不同于一般電子設(shè)備的本質(zhì)所在。計算機的軟件一般分為系統(tǒng)程序和應用程序兩大類。計算機主要性能指標有：主頻、字長、運算速度、存儲容量、可靠性、兼容性等。按照計算機的規(guī)?？煞譃榫扌蜋C、大型機、中型機、小型機和微型機、單板機、單片機等。本章小結(jié)計算機從開始出現(xiàn)到目前經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的過程。計算機組成原理計算機組成原理52第一章計算機系統(tǒng)概論第二章運算方法和運算器第三章存儲系統(tǒng)第四章指令系統(tǒng)

第五章中央處理器

第六章總線系統(tǒng)

第七章外圍設(shè)備

第八章輸入輸出系統(tǒng)第九章操作系統(tǒng)支持目錄第一章計算機系統(tǒng)概論目錄53一、課程性質(zhì)與任務（課程在專業(yè)教學計劃中的地位與課程教學目標）“計算機組成原理”屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，必修課。面向應用、突出實踐、偏向硬件和理論?！队嬎銠C組成原理》是計算機教學中的一門核心課程，是學習計算機課程所要必修的主干課。通過教學，使學生對計算機的各主要部分（運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備）的構(gòu)成及工作原理有一個深刻的、系統(tǒng)的認識和理解，同時對計算機的發(fā)展趨勢也有一個較為深入的了解。主要講解簡單、單臺計算機的完整組成原理和內(nèi)部運行機制，包括運算器部件、控制器部件、存儲器子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)與輸入/輸出系統(tǒng)設(shè)備，圍繞各自的功能、組成、設(shè)計、實現(xiàn)、使用等知識進行介紹；此外，該課程的工程性、實踐性、技術(shù)性比較強，還強調(diào)培養(yǎng)學生的動手動腦能力、開創(chuàng)與創(chuàng)新意識、實驗技能，這些要求更多的是通過作業(yè)、教學實驗等環(huán)節(jié)完成，要求學生有意識地主動加強這些方面的練習與鍛煉。二、課程的基本要求（課程教學應使學生達到的基本要求）計算機系統(tǒng)概述、計算機中的數(shù)據(jù)表示、運算方法和運算器、指令系統(tǒng)、隨機邏輯和微程序控制原理、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、計算機外設(shè)簡介，要求學生掌握計算機的組成和工作原理。通過學習，使學生了解計算機的組成原理及工作原理，以建立整機概念。本課程設(shè)有實驗，以加深對課程內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學生的動手能力。三、課程總學時中各環(huán)節(jié)的學時分配授課學時：48教學大綱一、課程性質(zhì)與任務（課程在專業(yè)教學計劃中的地位與課程教學目標54第一章計算機系統(tǒng)概論第二章運算方法和運算器第三章存儲系統(tǒng)第四章指令系統(tǒng)第五章中央處理器第六章總線系統(tǒng)第七章外圍設(shè)備第八章輸入輸出系統(tǒng)第九章操作系統(tǒng)支持目錄第一章計算機系統(tǒng)概論目錄55第一章計算機系統(tǒng)概論1.概念計算機（Computer）是一種以電子器件為基礎(chǔ)的，不需人的直接干預，能夠?qū)Ω鞣N數(shù)字化信息，進行算術(shù)和邏輯運算的快速工具。

第一章計算機系統(tǒng)概論1.概念（1）以電子器件為物質(zhì)基礎(chǔ)：電子數(shù)字計算機（DigitalComputer）（2）不需要人的直接干預：自動化（存儲程序為基礎(chǔ)）（3）數(shù)字化信息：二進制（計算機能夠具有邏輯判斷和處理能力的基礎(chǔ)）（4）算邏運算：基本運算操作是算術(shù)和邏輯運算（5）快速工具：（A）

電子器件（B）

存儲程序2、

層次：（1）以電子器件為物質(zhì)基礎(chǔ)：電子數(shù)字計算機2、層次：（1）內(nèi)部特征：（A）高速高集成度開關(guān)元件（B）數(shù)字化信息編碼（C）邏輯判斷和處理能力（D）存儲程序（2）外部特征：（A）快速性（由（1）中（A）（D）決定）（B）準確性（由（1）中（B）（D）決定）（C）邏輯性（由（1）中（A）（C）（D）決定）（D）通用性（由（1）中（A）（B）（C）（D）決定）

3、特征：（1）內(nèi)部特征：3、特征：1.1.1計算機的分類

計算機從總體上來說分為兩大類:

模擬計算機和數(shù)字計算機。各自主要特點：模擬計算機由模擬運算器件構(gòu)成，其變量由連續(xù)量（如：電壓、電流等）來表示，運算過程也是連續(xù)的數(shù)字計算機則是由邏輯電子器件構(gòu)成，其變量為開關(guān)量（離散的數(shù)字量），采用數(shù)字式按位運算，運算模式是離散式的1.1.1計算機的分類計算機從總體上來說分為兩大類:數(shù)字計算機與模擬計算計的主要區(qū)別比較內(nèi)容數(shù)字計算機模擬計算機數(shù)據(jù)表示方式數(shù)字0和1電壓、電流等計算方式數(shù)字計算電量組合和測量值控制方式程序控制模擬信號組合控制精度、抗干擾性高、好低、差數(shù)據(jù)存儲量大小、幾乎無邏輯判斷能力強無數(shù)字計算機與模擬計算計的主要區(qū)別比較內(nèi)容數(shù)字計算機模擬計算機通用計算機類別通用計算機類別巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和單片機，它們的結(jié)構(gòu)規(guī)模和性能指標依次遞減隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,今天的小型機可能是明天的微型機,而今天的微型機可能是明天的單片機巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和單片機，它們的結(jié)構(gòu)規(guī)

1.1.2計算機的應用

計算機之所以迅速發(fā)展,其生命力在于它的廣泛應用并協(xié)助人類取得了輝煌的成就。計算機的應用范圍幾乎涉及人類社會的所有領(lǐng)域。本書歸納成六個主要方面來敘述：科學計算自動控制和測量信息處理教育和衛(wèi)生家用電器人工智能

1.1.2計算機的應用計算機之所以迅速發(fā)展,1.2.1計算機的硬件系統(tǒng)組成運算器控制器主存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備總線和輸入輸出接口高速緩存虛擬存儲器(磁盤設(shè)備)（第二章）（第五章）（第三章）（第六章）（第七、八章）中央處理單元CPU1.2.1計算機的硬件系統(tǒng)組成運算器控制1.運算器算術(shù)運算邏輯運算采用二進制數(shù)（容易實現(xiàn)）位數(shù)越多，計算精度越高計算機的運算器長度：8位、16位、32位或64位1.運算器算術(shù)運算2.存儲器功能：保存或“記憶”數(shù)據(jù)和運算過程存儲的是0或1表示的二進制代碼主存采用半導體器件來作為存儲器一個半導體觸發(fā)器記憶一個二進制位存儲單元：在存儲器中保存一個n位二進制數(shù)的n個觸發(fā)器，組成一個存儲單元存儲器地址：存儲器是由許多存儲單元組成，每個存儲單元的編號，稱為地址存儲容量：存儲器所有存儲單元的總數(shù)。通常用單位“KB、MB、GB”等表示內(nèi)存儲器（主存）和外存儲器(輔存）2.存儲器功能：保存或“記憶”數(shù)據(jù)和運算過程表示參加運算的數(shù)據(jù)從存儲器的哪個單元取運算的結(jié)果應存到哪個單元3.控制器控制計算機的各個部件有條不紊地進行工作指令有兩部分：操作的性質(zhì)和操作的地址操作碼地址碼指出指令所進行的操作加、減、乘、除、取數(shù)、存數(shù)等

指令操作碼加法減法乘法除法取數(shù)存數(shù)打印

停機001010011100101110111000表示參加運算的數(shù)據(jù)3.控制器控制計算機的各個部件有條不紊地電子計算機的設(shè)計思想存儲程序，程序控制“存儲程序”，是把指令以代碼的形式事先輸入到計算機的主存儲器中，即用記憶數(shù)據(jù)的同一裝置存儲執(zhí)行運算的命令，這些指令按一定的規(guī)則組成程序“程序控制”，是當計算機啟動后，程序就會控制計算機按規(guī)定的順序逐條執(zhí)行指令，自動完成預定的信息處理任務馮·諾依曼型計算機的設(shè)計思想存儲程序并按地址順序執(zhí)行電子計算機的設(shè)計思想存儲程序，程序控制馮·諾依曼計算機的基本思想采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成；將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中，使計算機在工作時從存儲器取出指令加以執(zhí)行，自動完成計算任務。這就是“存儲程序”和“程序控制”（簡稱存儲程序控制）的概念；指令的執(zhí)行是順序的，即一般按照指令在存儲器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)。計算機由存儲器、運算器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件組成，規(guī)定了5部分的基本功能馮·諾依曼計算機的基本思想控制器的基本任務

按照計算程序所排的指令序列，先從存儲器取出一條指令放到控制器中，對該指令的操作碼由譯碼器進行分析判別，然后根據(jù)指令性質(zhì)，執(zhí)行這條指令，進行相應的操作。接著從存儲器取出第二條指令，再執(zhí)行第二條指令，依次類推取指令的一段時間叫做取指周期執(zhí)行指令的一段時間叫做執(zhí)行周期執(zhí)行完成指令的時間，稱為指令周期控制器的基本任務按照計算程序所排的指令序列，先從存儲器取出指令字和數(shù)據(jù)字，指令流和數(shù)據(jù)流

某字為一條指令，則稱為指令字某字代表要處理的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)字在取指周期中從內(nèi)存讀出的信息是指令流，它流向控制器而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出的信息流是數(shù)據(jù)流，它由內(nèi)存流向運算器時間上：在取指周期中，CPU從內(nèi)存讀出的信息一定是指令；而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出或?qū)懭氲男畔⒁欢ㄊ菙?shù)據(jù)?？臻g上：指令一定流向控制器；而數(shù)據(jù)則是在內(nèi)存（或寄存器）與運算器之間流動指令字和數(shù)據(jù)字，指令流和數(shù)據(jù)流某字為一條指令，則稱為指令字適配器與輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備把人們所熟悉的某種形式的信息變換為機器內(nèi)部所能接收和識別的二進制信息形式輸出設(shè)備把計算機處理的結(jié)果變換為人或其它機器所能接收和識別的信息形式I/O設(shè)備通常統(tǒng)稱為外圍設(shè)備適配器(I/O接口)相當于一個轉(zhuǎn)換器,它可以保證外圍設(shè)備用計算機所要求的形式發(fā)送或接受信息系統(tǒng)總線構(gòu)成計算機系統(tǒng)的信息鏈接,是多個系統(tǒng)部件之間進行數(shù)據(jù)傳送的公共通路適配器與輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備把人們所熟悉的某種形式的信息變換

1.2.2數(shù)字計算機的發(fā)展史世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）誕生于1946年2月15日，是美國賓夕法尼亞大學摩爾理工學院的摩切利和?？ㄌ匕l(fā)明的。計算機的發(fā)展大致經(jīng)歷了五代的變化：1946年開始，第一代電子管計算機1958年開始，第二代晶體管計算機1965年開始，第三代中小規(guī)模集成電路計算機1971年開始，第四代大規(guī)模集成電路計算機1986年開始，第五代巨大規(guī)模集成電路計算機

1.2.2數(shù)字計算機的發(fā)展史世界上第一臺電子數(shù)字計算機E類型時期主要器件重要特征第1代1946-1958電子管機器語言，匯編語言。速度低，體積大，價格昂貴，可靠性差，用于科學計算。速度達幾千次到幾萬次第2代1958-1964晶體管算法語言，操作系統(tǒng)。體積縮小，可靠性提高。從科學計算到數(shù)據(jù)處理。每秒幾萬次到幾十萬次第3代1964-1971中小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達幾百萬次，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應用領(lǐng)域不斷擴大。第4代1971-1986大/超大規(guī)模集成電路速度提高至幾千萬億次出現(xiàn)微型計算機第5代1986-巨大規(guī)模集成電路速度提高至幾億次乃至上百億次。出現(xiàn)單片機計算機的發(fā)展史類型時期主要器件重要特征第1代194什么是微型計算機微型計算機（Microcomputer）采用微處理器為核心構(gòu)造的計算機微處理器（Microprocessor）一塊大規(guī)模集成電路芯片微型機的運算和控制核心中央處理單元（CPU：CentralProcessingUnit）相對來說，微機性能、價格、體積較小工作學習中使用的個人微機生產(chǎn)生活中運用的各種智能化電子設(shè)備什么是微型計算機微型計算機（Microcomputer）微處理器的基本性能指標字長微處理器每個時間單位處理的二進制數(shù)據(jù)位數(shù)例如一次進行運算、傳輸?shù)奈粩?shù)時鐘頻率微處理器的處理速度反映微處理器的基本時間單位集成度表明微處理器的生產(chǎn)工藝水平常用芯片上集成的晶體管數(shù)量來表達微處理器的基本性能指標字長通用微處理器4位微處理器1971年，Intel4004，第一個微處理器8位微處理器M6800、Z80和Intel8080/8085Apple公司蘋果機16位微處理器Intel8086/808816位個人計算機（PC：PersonalComputer）32位微處理器80386，80486，Pentium～Pentium432位PC機，APPLE公司的Macintosh機64位微處理器通用微處理器4位微處理器專用微處理器單片機（微控制器，嵌入式控制器，MCU）Intel的MCS-48，MCS-51，MCS-96/98系列愛特梅爾（Atml）公司的AT89系列（與MCS-51兼容），AT91系列（基于ARM內(nèi)核）MicrochipTechnology公司的PIC系列數(shù)字信號處理器（DSP）專注于數(shù)字信號的高速處理美國德州儀器TI公司TMS320各代產(chǎn)品主要應用于通信、消費類電子產(chǎn)品和計算機主要應用形式：嵌入式系統(tǒng)IP級結(jié)構(gòu)，芯片級結(jié)構(gòu)，模塊級結(jié)構(gòu)專用微處理器單片機（微控制器，嵌入式控制器，MCU）微型計算機結(jié)構(gòu)1.微處理器2.存儲器3.I/O接口和I/O設(shè)備4.系統(tǒng)總線控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB微處理器I/O設(shè)備I/O接口存儲器系統(tǒng)總線BUS微型計算機結(jié)構(gòu)1.微處理器控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB地址總線微處理器微機的核心、控制中心，中央處理器CPU大規(guī)模集成電路VLSI芯片，集成控制器運算器（整數(shù)運算器）寄存器（高速存儲單元）高性能微處理器內(nèi)部還有浮點處理單元甚至多媒體數(shù)據(jù)運算單元存儲管理單元、代碼保護機制Cache……微處理器微機的核心、控制中心，中央處理器CPU存儲器存儲器（Memory）是存放程序和數(shù)據(jù)的部件高性能微機的存儲系統(tǒng)微處理器內(nèi)部的寄存器（Register）高速緩沖存儲器（Cache）主板上的主存儲器以外設(shè)形式出現(xiàn)的輔助存儲器主存儲器（主存、內(nèi)存）半導體存儲器芯片組成RAM部分斷電后信息丟失相對造價高、速度快、但容量小輔助存儲器（簡稱輔存或外存）磁盤、光盤存儲器等構(gòu)成相對造價低、容量大、信息可長期保存，但速度慢RAM和ROM存儲器存儲器（Memory）是存放程序和數(shù)據(jù)的部件RAM和RI/O接口和I/O設(shè)備I/O設(shè)備（Peripheral）：用戶與微機交互輸入（Input）設(shè)備，如標準輸入設(shè)備：鍵盤輸出（Output）設(shè)備，如標準輸出設(shè)備：顯示器I/O接口（Interface）：外設(shè)和主機間的橋梁完成信號變換、數(shù)據(jù)緩沖、聯(lián)絡控制等工作較簡單的I/O接口電路與主板一體較復雜的I/O接口電路制成獨立的電路板（接口卡Card）I/O接口和I/O設(shè)備I/O設(shè)備（Peripheral）：用系統(tǒng)總線總線（Bus）：傳遞信息的一組公用導線、信息通道系統(tǒng)總線（SystemBus）：微機系統(tǒng)中信息交換的主要公共通道地址總線：單向輸出主存單元或I/O端口的地址信息數(shù)據(jù)總線：讀（Read）操作數(shù)據(jù)輸入微處理器；寫（Write）操作數(shù)據(jù)輸出到外界（主存或外設(shè)）控制總線：有些控制信號或狀態(tài)信號輸出；有些請求或聯(lián)絡信號輸入微機系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，總線連接使得微機組合靈活、擴展方便系統(tǒng)總線總線（Bus）：傳遞信息的一組公用導線、信息通道個人微機8位時代：Apple-II機，中華學習機16位時代：IBMPC系列機1981年，IBMPC機：Intel8088，DOS1982年，IBMPC/XT（ExpandedTechnology）1984年，IBMPC/AT（AdvancedTechnology）IBMPC/XT/AT機的兼容微機32位時代：32位PC機IA-32或其兼容微處理器Windows或Linux64位時代：……個人微機8位時代：Apple-II機，中華學習機計算機是由運算器、存儲器、控制器、適配器、總線和輸入/輸出設(shè)備組成的。都是由元件構(gòu)成的有形物體，因而稱為硬件或硬設(shè)備。硬件是計算機系統(tǒng)中實際物理裝置的總稱計算程序，因為它是無形的東西，稱為軟件或軟設(shè)備。軟件是指在硬件上運行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)及文檔硬件是軟件的工作基礎(chǔ)，軟件是硬件功能的擴充和完善。兩者相互依存，相互促進。軟件與硬件的結(jié)合，構(gòu)成完整的計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)＝硬件系統(tǒng)＋軟件系統(tǒng)計算機是由運算器、存儲器、控制器、適配器、總線和輸入/輸出設(shè)計算機軟件＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔軟件分類操作系統(tǒng) 語言處理程序服務性程序應用軟件辦公軟件包數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)瀏覽器實時控制軟件診斷、排錯程序反病毒程序備份程序文件壓縮程序卸載程序圖形圖像處理軟件其它應用軟件系統(tǒng)軟件計算機軟件＝程序＋數(shù)據(jù)＋文檔軟件分類操作系統(tǒng) 語言處理程序軟件的發(fā)展演變目的程序→匯編語言→算法語言→操作系統(tǒng)→數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的發(fā)展演變目的程序目的程序早期計算機中，人們直接用機器語言編寫程序，（又叫手編程序）計算機完全可以“識別”并能執(zhí)行，所以又叫做目的程序用機器語言編寫程序很繁瑣，又耗費大量的人力和時間，容易出錯，出錯后尋找錯誤也相當費事，大大限制了計算機的使用目的程序早期計算機中，人們直接用機器語言編寫程序，（又叫手編匯編程序為了編寫程序方便翻譯和提高機器的使用效率，人們發(fā)明了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用約定的文字、符號和數(shù)字（助記符）按規(guī)定的格式來表示各種不同的指令匯編程序為了編寫程序方便翻譯和提高機器的使用效率，人們發(fā)明了匯編語言缺點需熟悉具體機器的指令系統(tǒng)節(jié)省的人力時間有限和數(shù)學語言差異較大匯編語言缺點高級語言為了進一步實現(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（高級程序設(shè)計語言）如C語言，VB等。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(gòu)成程序的規(guī)則。特點比較接近數(shù)學語言，直觀通用與具體機器無關(guān)，只要稍加學習就能掌握便于推廣使用計算機高級語言為了進一步實現(xiàn)程序自動化和便于程序交流，使不熟悉具體編譯程序用程序設(shè)計語言編寫的程序稱為源程序，這種源程序不能由機器直接識別和執(zhí)行，必須給計算機配備一個既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：編譯系統(tǒng)：

用編譯程序?qū)⒃闯绦蚓幾g成機器語言形式的目的程序，然后利用運行系統(tǒng)輔助程序來運行，編譯程序和運行系統(tǒng)合稱為編譯系統(tǒng)。解釋系統(tǒng)：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)果編譯程序用程序設(shè)計語言編寫的程序稱為源程序，這種源程序不能由操作系統(tǒng)依靠計算機來管理自己和管理用戶操作系統(tǒng)的作用管理計算機資源（如：處理器、內(nèi)存等）自動調(diào)度用戶的作業(yè)程序分類批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)依靠計算機來管理自己和管理用戶數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了有組織地、動態(tài)地存儲大量相關(guān)數(shù)據(jù)處理更方便檢索更迅速用戶使