系统组成(计算机的基本组成)

计算机的发展历史

严格来说，计算机从诞生到现在经历了很多阶段，发展成为一种能够自动、快速、准确处理信息的电子设备，也是20世纪的伟大发明之一。

计算机的发展包括硬件和软件的发展。硬件的发展为计算机提供了更快的处理速度，而软件的发展为用户提供了更好的体验。两者相辅相成，不可分割。

第一阶段:60年代中期以前，是计算机系统发展的早期阶段。在这个时期，通用硬件已经变得相当普遍，但软件是专门为每个特定的应用而编写的。大多数人认为软件开发是不需要提前计划的事情。这时候的软件其实是一个更小的程序，程序的编写人和使用人往往是同一个人(或者同一个群体)；

第二阶段:60年代中期到70年代中期，是计算机系统发展的第二代。在这十年里，计算机技术取得了巨大的进步。多程序多用户系统引入了人机交互的新概念，开创了计算机应用的新境界，把硬件和软件的配合提到了一个新的高度。

第三阶段:第三代计算机系统开发始于20世纪70年代中期，历时10年。在这十年里，计算机技术取得了巨大的进步。分布式系统大大增加了计算机系统的复杂性，局域网、广域网、宽带数字通信以及日益增长的“即时”数据访问需求都对软件开发人员提出了更高的要求。

第四阶段:在第四代计算机系统开发中，人们不再关注单台计算机和程序，而是感受硬件和软件的综合效果。由复杂的操作系统控制的功能强大的台式计算机、局域网和广域网，配合先进的应用软件，已经成为目前的主流。计算机体系结构已经从集中式主机环境迅速转变为分布式客户机/服务器。

冯·诺依曼计算机模型

尽管计算机发展迅速，但整体设计仍然符合冯·诺依曼的组织结构，那么冯·诺依曼的计算机模型是什么？

根据冯诺依曼架构，计算机必须具备以下功能:首先从内存中取出第一条指令，通过控制器的解码，根据指令要求，从内存中取出数据进行指定运算和逻辑运算，然后根据地址将结果发送到内存中。接下来，取出第二条指令，在控制器的命令下完成指定的操作。我们来拍张图更直观的解释一下:

从图中可以看出，冯诺依曼架构的计算机由五部分组成:

控制器:

它是整个电脑的中枢神经。它的功能是解释程序指定的控制信息，按其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分的工作以及存储器和外设的访问等。

操作员:

运算器是计算机处理和计算信息的一部分，它的速度决定了计算机的运算速度。运算器的功能是对二进制代码执行算术运算(加、减、乘、除)和逻辑运算(与、或、非、比较和移位)。通常，运算单元和控制器组合在一个半导体集成电路中，简称为中央处理器(CPU)。

内存:

它的功能是存储程序、数据、各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。

输入设备:

输入设备和输出设备统称为外部设备，或简称为外围设备。输入设备用于将诸如程序、原始数据、字符、字符、控制命令或现场收集的数据等信息输入计算机。常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏等。

输出设备:

输出设备和输入设备也是计算机的重要组成部分，它们输出计算机的中间或最终结果，计算机中的各种数据符号和字符或各种控制信号等信息。微机常用的输出设备有显示终端LCD、音频等。

哈佛计算机模型

哈佛结构是一种程序的逻辑代码和变量分开存储的结构，它们的存储位置可以相同，也可以不同。只要分成两部分，分别访问，总是叫哈佛结构。(比如51程序的逻辑代码段放在ROM中，而可变部分放在ROM中；ARM的逻辑代码和变量都存储在RAM(内存)中，但它在内存中分为两部分空，一部分是逻辑代码，一部分是变量。哈佛结构的好处是逻辑代码和变量分开存储，这样就不会互相干扰，然后当程序出错时，最多只修改变量的值，而不会修改程序的执行顺序(逻辑关系)。因此，这种结构被广泛应用于嵌入式编程中。

计算机系统的组成

计算机是由硬件和软件组成的系统的集合。只有硬件的电脑只能算是裸机，硬件是筋骨，软件是灵魂。计算机的组成可以概括如下:

包括硬件CPU、内存、各种外设等。先解释一下什么是CPU。

CPU是超大规模集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。包括主运算单元、高速缓冲存储器和用于实现它们之间的连接的数据、控制和状态的总线。它与内存和输入输出设备一起被称为电子计算机的三大核心部件。

包括系统软件和应用软件。系统软件是指控制和协调计算机和外部设备并支持应用软件开发和运行的系统。它是没有用户干预的各种程序的集合。其主要功能是调度、监控和维护计算机系统，即Linux、Android等操作系统。

应用软件对应的是系统软件，一般是指用于实现某一目的或特定行业需求的软件，也称为APP。