计算机系统层次结构

 

       图中每一级各对应一种机器，其作用和组成如图所示。在这里，”机器”只对一定的观察者而存在。它的功能体现在广义语言上，能对该语言提供解释手段，如同一个解释器，然后作用在信息处理和控制对象上。从某一层次的观察者看来，他只是通过该层次的语言来了解和使用计算机，不必关心再内层的那些机器是如何工作和如何实现各自功能的。
　　图中的第0级机器由硬件实现，第1级机器由微程序（固件）实现，第2级至第6级机器由软件实现。我们称由软件实现的机器为虚拟机器，以区别于由硬件或固件实现的实际机器。
　　第0级和第1级是具体实现机器指定功能的中央控制部分。它根据各种指令操作所需要的控制时序，配备一套微指令，编写出微程序，控制信息在各寄存器之间的传送，这就是第1级机器。实现这些微指令本身的控制时序只需要很少的逻辑线路，可采用硬联逻辑实现，它就是第0级机器，是机器的硬件内核。
　　第2级是传统机器语言机器。这级的机器语言是该机的指令系统。机器语言程序员用这级指令系统编写的程序由第1级的微程序进行解释。
　　第3级是操作系统机器。这级的机器语言中的多数指令是传统机器的指令，如算术运算，逻辑运算和移位等指令。此外，这一级还提供操作系统级指令，例如打开文件、读/写文件、关闭文件等指令。用这一级语言编写的程序，即那些与第2级指令相同的指令直接由微程序实现。操作系统级指令部分由操作系统进行解释。操作系统是运行在第2级上的解释程序。
　　第4级是汇编语言机器。这级的机器语言是汇编语言。用汇编语言编写的程序首先翻译成第3级或第2级语言，然后再由相应的机器进行解释。完成翻译的程序叫做汇编程序。
　　第5级是高级语言机器。这级的机器语言就是各种高级语言。用这些语言所编写的程序一般是由编译程序翻译到第4级或第3级上的语言，个别的高级语言也用解释的
方法实现。
　　第6级是应用语言机器。这级的机器语言是应用语言。这种语言使非计算机专业人员也能直接使用计算机，只需在用户终端用键盘或其它方式发出服务请求就能进入第6级的信息处理系统。