计算机系统结构简介

计算机系统的组成计算机系统是一个复杂的有机体，它由高度结构化的硬件、软件和人机交互共同构成。

通过系统分析和整合各个组件，我们可以实现计算机系统的强大功能，实现更高效好和安全的实现数据与信息处理。

计算机系统是一个复杂的系统，它主要由以下组成部分组成：一、硬件1、中央处理器（CPU）：它是计算机系统的核心，它执行软件程序上载到内存中操作指令，实现计算任务。

2、内存、存储器：它可以把数据和指令存储起来，供操作系统和应用程序使用。

3、显示器：它可以显示存储在内存中的数据，并把用户输入的数据显示出来。

4、输入设备：它可以把用户或其他设备输入的数据转换成计算机可以识别的格式，如键盘、鼠标、扫描仪中等。

5、输出设备：它可以把计算机处理好的数据转换成可以供用户或其他设备使用的格式，如显示器、打印机、绘图仪等。

二、软件1、操作系统：它是用来管理计算机系统的系统软件，主要负责计算机的资源的分配、管理、协调、调度以及用户的界面处理等，以实现较高效率的计算任务。

2、应用程序：它是用来实现数据处理的应用软件，它负责完成具体的计算任务，如文字处理、数据库管理、表格处理等。

三、其他1、网络设备：可以把一台或多台计算机连接起来，进行信息交换，实现多台计算机资源的共享等。

2、外部存储设备：可以把数据和指令存放到外部设备上，实现数据的永久保存等。

以上就是计算机系统的组成，它们各自在计算机系统中发挥着不可替代的作用，共同协作形成完整的计算机系统。

计算机的组成各具重要性，有的负责输入，有的负责处理和输出，有的负责通信与存储，总之计算机系统是一个复杂而又高效的系统，它能够把用户输入的信息高效地处理，并将结果及时响应给用户。

计算机的基本组成计算机是一种电子设备，它的功能包括存储、处理和传输信息。

为了更好地理解和使用计算机，我们需要了解它的基本组成。

1、硬件系统计算机的硬件系统是它的物理部分，包括中央处理器（CPU）、存储器（内存和硬盘）、输入/输出设备（键盘、鼠标、显示器、打印机等）和总线（用于连接各个部件）。

中央处理器是计算机的“大脑”，负责执行程序中的指令并处理数据。

存储器分为内存和硬盘。

内存包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

RAM用于存储运行中的程序和数据，ROM用于存储固件和操作系统。

硬盘是用于长期存储数据的外部存储器。

输入/输出设备允许用户与计算机交互。

键盘和鼠标是最常见的输入设备，而显示器和打印机是最常见的输出设备。

总线是用于连接各个部件的通信通道。

2、软件系统计算机的软件系统是它的程序部分，包括系统软件和应用软件。

系统软件包括操作系统、编译器和数据库管理系统等，它们为应用程序提供了一个运行环境。

应用软件是为特定任务设计的程序，例如办公软件、图像处理软件和游戏等。

3、网络系统现代计算机通常通过互联网与其他计算机连接，形成一个网络。

网络系统包括硬件（如路由器和调制解调器）和软件（如浏览器和电子邮件客户端），这些部件可以帮助用户连接到其他计算机并共享资源。

计算机的基本组成包括硬件系统、软件系统和网络系统。

这些组件协同工作，使计算机成为一种强大的信息处理工具，可以满足我们的工作、学习和娱乐需求。

计算机系统的基本组成计算机系统是一种复杂的电子系统，它由多个不同的部分组成，这些部分协同工作，使计算机能够执行各种任务。

以下是计算机系统的基本组成：1、硬件系统硬件系统是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU），内存，硬盘，显卡，声卡，网卡，电源，主板，显示器，键盘，鼠标等。

这些硬件组件通过各种接口和线路连接在一起，形成一个完整的计算机系统。

中央处理器（CPU）是计算机系统的核心，它负责执行程序中的指令，处理数据和执行计算。

计算机软件系统结构分析简介计算机软件系统结构是指计算机软件系统中组织关系、模块划分和交互方式等方面的总体架构设计。

在软件开发过程中，系统结构分析是非常重要的一部分，它能够帮助开发团队理清软件系统的整体架构，明确各个模块之间的依赖关系，提高系统的可维护性和可扩展性，降低开发风险。

系统结构分析的重要性系统结构分析在软件开发过程中起着重要的作用，具体体现在以下几个方面：1. 助于团队协作系统结构分析能够帮助团队成员理解软件系统的整体架构，明确各个模块的职责与依赖关系，从而更好地协同工作。

团队成员可以根据系统结构进行模块划分和任务分配，提高工作效率和协作效果。

2. 提高可维护性通过系统结构分析，可以将软件系统划分为多个模块，每个模块具有清晰的职责和接口。

这样，在后续的维护工作中，开发人员可以按照模块划分进行修改和更新，而不会影响到其他模块的功能。

这样可以降低维护成本，提高系统的可维护性。

3. 提高可扩展性系统结构分析能够帮助开发人员预先考虑到系统的可扩展性需求。

通过合理的模块划分和接口设计，可以在系统需要扩展功能时，只需修改或添加相应的模块，而不需要对整个系统进行重构。

这样可以大大提高系统的可扩展性和灵活性。

4. 降低开发风险系统结构分析可以帮助开发团队在软件开发的早期阶段快速验证系统的可行性和技术可行性，降低开发风险。

通过对系统结构进行分析，可以及时识别到潜在的问题和风险，并采取相应的措施进行规避，保障项目的顺利进行。

系统结构分析的方法和工具系统结构分析是一个复杂的任务，需要运用一定的方法和工具进行支持。

下面介绍几种常用的系统结构分析方法和工具：1. 结构化分析方法结构化分析方法是一种基于功能分解的系统分析方法，主要目的是将系统划分为多个子系统和模块，并明确它们之间的层次和接口关系。

常用的结构化分析方法包括数据流图和数据字典等。

数据流图是一种图形化的表示方法，用于描述系统中各个模块之间的数据流动和处理过程。

《计算机系统结构》电子教案一、课程简介1.1 课程背景计算机系统结构是计算机科学与技术专业的一门核心课程，主要研究计算机系统中各个组成部分的结构、功能和工作原理，以及它们之间的相互关系。

通过学习本课程，使学生了解和掌握计算机硬件和软件的基本组成原理，提高分析和设计计算机系统的能力。

1.2 课程目标（1）了解计算机系统的发展历程和各个时期的特点；（2）掌握计算机系统的基本组成原理和各个组成部分的功能；（3）熟悉计算机系统的性能评价指标和性能优化方法；（4）培养学生的创新意识和实践能力，为后续相关课程的学习打下基础。

二、教学内容2.1 计算机系统概述（1）计算机系统的定义和发展历程；（2）计算机系统的层次结构；（3）计算机系统的主要性能指标。

2.2 计算机硬件系统（1）中央处理器（CPU）的结构和原理；（2）存储器的类型、层次结构和访问控制；（3）输入输出系统及其接口技术。

2.3 计算机软件系统（1）操作系统的基本概念和功能；（2）编程语言和编译器的作用；（3）计算机网络与互联网的基本原理。

三、教学方法3.1 讲授法通过课堂讲授，系统地传授计算机系统结构的基本概念、原理和方法。

3.2 案例分析法结合具体案例，使学生更好地理解和掌握计算机系统结构的实际应用。

3.3 实验与实践设置相应的实验内容，培养学生的动手能力和实际操作技能。

四、教学资源4.1 教材和参考书（1）《计算机系统结构》，作者：张洪建；（2）《计算机组成与设计：硬件/软件接口》，作者：David A. Patterson、John L. Hennessy。

4.2 网络资源（1）中国大学MOOC（慕课）平台相关课程；（2）学堂在线相关课程。

五、课程评价5.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总评的40%。

5.2 考试成绩包括期末考试和课程设计，占总评的60%。

六、教学安排6.1 课时安排本课程共计32课时，包括16次理论课和8次实验课。

一、计算机体系结构的基本概念计算机体系结构是指机器语言程序的设计者或是编译程序设计者所看到的计算机系统的概念性结构和功能特性。

Amdahl所定义的体现结构是指程序员面对的是硬件的系统。

所关心的是如何合理的进行软硬件功能的分配。

计算机系统结构是指机器语言级的程序员所了解的计算机的属性，即外特性。

可以包含数据表示，寄存器定义、数量、使用方式，指令系统，中断系统，存存储系统，IO系统等。

计算机组成是计算机结构的逻辑实现。

可以包含数据通路宽度，专用部件设置，缓冲技术，优化处理等。

计算机的实现是指其计算机组成的物理实现。

包括处理机，主存部件的物理结构，器件的集成度，速度的选择，模块、硬件、插件底板的划分和连接。

从使用语言的角度，可以把计算机系统按功能从高到低分为7级：0应用语言机器级、1高级程序语言机器级、2汇编语言机器级、3操作系统机器级、4传统机器语言机器级、5微程序机器级和6电子线路级。

3～6级为虚拟机，其语言功能均由软件实现。

硬件功能分配的基本原则：（1）功能要求。

首先是应用领域对应的功能要求，其次是对软件兼容性的要求；（2）性能要求。

如运算速度，存储容量，可靠性，可维护性和人机交互能力等；（3）成本要求。

体系结构设计的方法有三种：由上而下－从考虑如何满足应用要求开始设计；由下而上－基于硬件技术所具有的条件；由中间开始的方法。

体系设计的步骤：需求分析、需求说明、概念性设计、具体设计、优化和评价。

计算机体系结构的分类：（1）弗林FLYNN分类法：按指令流和数据流将计算机分为4类：①单指令流、单数据流－Single Instruction Stream Single Data Stream，SISD。

计算机，即传统的单处理机，通常用的计算机多为此类，如脉动阵列计算机systolic array；②单指令流、多数据流－Multiple，SIMD。

典型代表是并行处理机。

其并行性在于指令一级。

如ILLIAC、PEPE、STARAN、MPP等；③MISD计算机；④MIMD计算机。

计算机硬件系统的基本结构,并简述各部分的基本功能。

电子计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，运算器和控制器集成在一起统称为中央处理器（CPU）。

计算机各部件通过总线连接形成有机整体，微机总线有三种：地址总线、控制总线和数据总线。

1、运算器的主要功能是：完成算术运算和逻辑运算。

2、控制器的功能是：协调指挥计算机各部件工作。

3、存储器的主要作用是：存储程序和数据，实现记忆的功能。

4、输入设备的功能是：输入数据并转换为机内信息存储。

5、输出设备的作用是：将机内信息转换为便于识别、处理和使用的字符、图形，并输出显示。