计算机系统的组成(计算机的基本组成)

计算机发展史

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、高速、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悠游资源网早期时代。在这个时期，通用硬件相当普遍，但软件是专门为每个特定应用编写的。大多数人认为软件开发是不需要预先计划的事情。这个时候软件其实就是一个小规模的程序，程序的编写人和使用人往往是同一个人(或者同一组)；

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，使硬件和软件的配合达到了一个新的水平。

第三阶段:第三代计算机系统开发始于20世纪70年代中期，历时整整十年。在这10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，日益增长的局域网、广域网、宽带数字通信和“实时”数据访问的需求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发展中，不再看重单一的计算机和程序，人们感受到硬件和软件的综合作用。由复杂的操作系统、局域网和广域网控制的功能强大的台式电脑，加上先进的应用软件，已经成为当前的主流。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

虽然计算机发展很快，但整体设计还是符合冯诺依曼的组织结构，那么冯诺依曼计算机模型是什么呢？

根据冯·诺依曼架构，计算机必须具备以下功能:首先从存储器中取出第一条指令，由控制器解码，根据指令要求从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑运算，然后根据地址将结果发送到存储器。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中规定的控制信息，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，访问存储器和外设。

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:

输入和输出设备统称为外部设备，或简称为外围设备。设置优优资源网络设备的作用是将程序、原始数据、字符、控制命令或现场采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:

输出设备是计算机的重要组成部分，也是输入设备。它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。微机常用的输出设备有显示终端LCD、立体声等。

哈佛计算机模型

哈佛结构是将程序的逻辑代码和变量分开存储的结构，存储的位置可以相同，也可以不同。只要把它分成两部分，分别访问，就可以一直叫哈佛结构。(比如51的程序的逻辑代码段放在ROM中，而变量部分放在ROM中；ARM的逻辑代码和变量都存储在RAM(内存)中，但它在内存中被分成两个悠游资源网的空间，其中一个包含逻辑代码，另一个包含变量。哈佛结构的优点是逻辑代码和变量分开存储，这样就不会互相干扰。那么当一个程序出错时，最多只会修改变量的值，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。