第一章 概论

第一章 概论

1.1 计算机硬件的基本构成

1.1.1 运算器

运算器是完成运算功能的部件，运算器中有一个算术逻辑运算单元，简称算逻单元（ALU）。

在运算其中有若干个临时存放数据的部件，称为寄存器（register）。

1.1.2 存储器

单位面积的存储介质中可存储的信息量称为存储密度。

存储器都分成主存储器（primary storage或 main memory）和辅助存储器（secondary storage）两部分。

在数字计算机中，信息以二进制数据的代码形式表示。二进制代码的运算是构成数字系统的基础。在数字计算机中，任何数字、文字或者指令都表示成二进制数的编码。其中每个二进制数据代码称为“位”(bit)，它是数据的最小表示单位。

数据的存储一般是以“字”（word）为单位进行。计算机中一个字中包含的位数称为该计算机的字长。

存储器的容量单位为字节数（byte或B）、千字节数（KB）、兆字节数（MB）以及千兆字节（GB）。

在表示存储器容量的单位中，我们用小写b表示位，大写B表示字节，用W表示字。

1.1.3 控制器

计算机指令（instruction）是一种经过二进制编码的操作命令。

运算器以及控制器一起构成了计算机的中央处理器（CPU），简称处理器。它是计算机的核心部件，通常还把CPU、内存和输入输出接口合在一起构成的子系统称为主机。主机中包含了除输入输出设备以外的所有电路部件，是一个能够独立工作的系统。

1.1.4 输入输出设备

计算机的输入输出设备通常又称为外围设备。因为它们一般包含一些机械部件等难以与主机集成的部件，所以通常与主机分离。

1.2 计算机软件概述

计算机软件一般可分为系统软件和应用软件两类。

系统软件是整个计算机系统的一部分，使得计算机系统的功能完整。如：操作系统、诊断程序、编译程序、解释程序、汇编程序、网络通信程序等。

应用软件是面向用户应用的功能软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。

应用软件对于操作系统库函数的调用称为系统调用。

1.3 程序设计语言及其编译

计算机语言是人与计算机交了信息用的语言。其中，用于编写计算机软件的语言又称为程序设计语言。分为机器语言、汇编语言和高级语言。

硬件机器级的机器语言是一种用二级制代码表示的能被计算机硬件直接识别和执行的语言。

汇编语言是采用文字方式（助记符）表示的程序设计语言，便于程序员记忆。

高级语言是与计算机硬件结构无关的程序设计语言。

在计算机中，我们将从某个角度看不到的特性称为该特性在某种角度是透明的。

用程序设计语言编写的程序称为源程序。用高级语言编写的源程序一般可以通过两种方法在计算机硬件中执行。一种是通过编译程序在运行之前将源程序转换成机器语言。另一种方法是通过解释程序进行解释执行，即逐个解释并执行源程序的语句。

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