一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的。硬件系统是指构成计算 机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理设备的总称，是看得见、摸得着的实实在在的有 形实体。软件系统是指程序、程序运行时所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要 的文档的集合，包括计算机本身运行所需要的系统软件、各种应用程序和用户文件等。如果说 计算机硬件系统相当于人的躯体的话，那么计算机软件系统就是人的大脑，由软件系统控制、
协调硬件系统的动作，完成用户交给计算机的任务。
1.6.1 计算机系统的组成
现代计算机之父冯·诺依曼在“存储程序通用电子计算机方案”中明确指出了组成计算 机硬件系统的五大功能部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。其中运算器和 控制器合在一起被称作中央处理器，习惯上又常将中央处理器和主存储器（也叫内存储器）称 作主机，而将输入设备、输出设备和辅助存储器（也叫外存储器）称为外部设备。软件系统是 各种程序及有关文档资料的集合， 它可分为系统软件和应用软件两大类。 计算机系统示意图如 图 116 所示。
图 116 计算机系统示意图
1.6.2 计算机的硬件系统
从 20 世纪初，物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用 什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所以，那时研制模拟计算机的 呼声更为响亮和有力。20 世纪 30 年代中期，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼（Von Neumann）
（如图 117 所示）大胆地提出：抛弃十进制，采用二进制作为数字计算机的数制基础。同 时，他还提出预先编制计算程序，然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值 计算工作。
图 117 冯·诺依曼 冯·诺依曼理论的要点是：
（1）计算机应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
（2）程序和数据以同等地位存放在存储器中，并按地址寻访。
（3）程序和数据以二进制表示。
人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构。从 ENIAC 到当前最先进的计算 机都采用的是冯·诺依曼体系结构，所以冯·诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。
一个完整的计算机硬件系统从功能角度而言必须包括运算器、控制器、存储器、输入设 备和输出设备五部分，每个功能部件各尽其职、协调工作。它们之间的关系如图 118 所示。
其中虚线箭头表示由控制器发出的控制信息流向，实线箭头为数据信息流向。
下面介绍计算机五大硬件部件的基本功能。
1．运算器
运算器又称算术逻辑单元（Arithmetic and Logic Unit，简称 ALU），它是计算机对数据进 行加工处理的部件，包括算术运算（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、或、非、异或比较
CPU 主机
外部设备 计算机
硬件
软件
运算器：执行各种算术运算和逻辑运算 控制器：控制程序运行，协调各部件工作 存储器：存储指令和数据
输入设备：接受用户的指令和数据（键盘、鼠标等）
输出设备：呈现程序运行结果（显示器、打印机等）
内存：RAM、RAM
外存：硬盘、软盘、CDROM
系统软件：操作系统、支撑软件、编译系统、数据库管理系统等 应用软件：办公软件包、浏览器、数据库管理系统、实时控制软件等
等）。运算器中的数据取自内存，运算的结果又送回内存。运算器对内存的读写操作是在控制
运算器和控制器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理单元（Central Processing Unit，简称 CPU），如果将 CPU 集成在一块芯片上作为一个独立的部件，该部件称为微处理器
1KB=1024B=2 10 B 1MB=1024KB=2 10 KB 1GB=1024MB=2 10 MB 1TB=1024GB=2 10 GB
存储器分为两大类：一类是内部存储器，简称“内存储器”“内存”或“主存” ；另一类
（1）内存储器：是指设置在计算机内部的存储器，用来存放当前正在使用的或随时要使 用的程序或数据。CPU 可以直接访问内存。
从输入设备输入到计算机中的程序和数据都要送入内存，需要对数据进行操作时，再从 内存中读出数据（或指令）送到运算器（或控制器），由运算器（或控制器）对数据进行规定 的操作，其中间结果和最终结果保存在内存中，输出设备输出的信息也来自内存。内存中的信 息不能长期保存，如要长期保存需要转送到外存储器中。
（2）外存储器：是指设置在主机外部的存储器，用来存储暂时不用的信息。外存储器一 般不直接与微处理器打交道，外存中的数据应先调入内存，再由微处理器进行处理。
外存和内存虽然都是用来存放信息的，但是它们有很多不同之处：一是受技术、价格和 速度等因素的限制，内存的存储容量不能做得过大，而外存的容量不受限制；二是 CPU 可以 直接访问内存，而外存的内容需要先调入内存再由 CPU 进行处理，所以 CPU 访问内存的速度 比较快；三是外存中存储的信息断电后仍然保存，磁盘上的信息一般可保存数年之久，而内存 中的信息断电后即消失；四是外存的价格要比内存便宜很多。
4．输入设备
输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可识别的形式
（二进制）存放到内存中。
常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数码相机、磁盘、光盘等。最常使用的是键盘 和鼠标。
5．输出设备
输出设备用来将存放在内存中并由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常 用的输出设备有显示器、打印机、音响、绘图仪等。磁盘驱动器既属于输入设备又属于输 出设备。
1.6.3 计算机的软件系统
计算机软件是指在计算机硬件上运行的各种程序、程序运行所需要的数据以及开发、使 用和维护这些程序所需要的文档的集合。 一台性能优良的计算机硬件系统能否发挥其应有的功 能，取决于为之配置的软件是否完善、丰富。因此，在使用和开发计算机系统时，必须要考虑 软件系统的发展与提高，必须熟悉与硬件配套的各种软件。从计算机系统的角度划分，计算机 软件分为系统软件和应用软件。
1．系统软件
系统软件是为提高计算机效率和方便用户使用计算机而设计的各种软件，一般是由计算 机厂家或专业软件公司研制。系统软件又分为操作系统、支撑软件、编译系统和数据库管理系 统等。
（1）操作系统。操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和软 件资源进行管理和控制的软件。操作系统具有进程管理、存储管理、设备管理、文件管理 和作业管理等五大管理功能，由它来负责对计算机的全部软硬件资源进行分配、控制、调 度和回收，合理地组织计算机的工作流程，使计算机系统能够协调一致，高效率地完成处 理任务。操作系统是计算机最基本的系统软件，对计算机的所有操作都要在操作系统的支 持下才能进行。
从操作的角度而言，操作系统是一台比裸机（不包含任何软件的硬件机器）功能更强、
服务质量更高、使用户感觉方便友好的虚拟机器。因此，也可以说它是介于用户与裸机之间的 一个界面，是计算机的操作平台，用户通过它来使用计算机。
（2）支撑软件。支撑软件是支持其他软件的编制和维护的软件，是为了对计算机系统进 行测试、诊断和排除故障，进行文件的编辑、传送、装配、显示、调试，以及进行计算机病毒 检测、防治等的程序，是软件开发过程中进行管理和实施而使用的软件工具。在软件开发的各 个阶段选用合适的软件工具可以大大提高工作效率和软件质量。 在微机系统中， 常见的支撑软 件有编辑程序 Edlin，Edit，连接程序 Link，调试程序 Debug，工具程序 PC Tools，系统检测 程序 QAPlus，计算机病毒防治程序 CPAV、KILL、KV300、AV95 等。
（3）编译系统。要使计算机能够按照人的意图去工作，就必须使计算机能接受人向它发 出的各种命令和信息，这就需要有用来进行人和计算机交换信息的“语言” 。计算机语言的发 展有机器语言、汇编语言和高级语言 3 个阶段。
（4）数据库管理系统。数据库是以一定组织方式存储起来且具有相关性数据的集合，它 的数据冗余度小而且独立于任何应用程序而存在， 可以为多种不同的应用程序共享。 也就是说，
数据库的数据是结构化了的， 对数据库输入、 输出及修改均可按一种公用的可控制的方式进行，
使用十分方便，大大提高了数据的利用率和灵活性。数据库管理系统（Database Management System，简称 DBMS）是对数据库中的资源进行统一管理和控制的软件，数据库管理系统是 数据库系统的核心，是进行数据处理的有利工具。目前，被广泛使用的数据库管理系统有 FoxBASE、FoxPro、SQL Server、Visual FoxPro 等。
2．应用软件
应用软件是为计算机在特定领域中的应用而开发的专用软件。应用软件由各种应用系统、
软件包和用户程序组成。 各种应用系统和软件包是提供给用户使用的针对某一类应用而开发的 独立软件系统，例如科学计算软件包（IMSL 等） 、文字处理系统（WPS 等） 、办公自动化系统
（OAS） 、管理信息系统（MIS） 、决策支持系统（DSS） 、计算机辅助设计系统（CAD）等。
应用软件不同于系统软件， 系统软件是利用计算机本身的逻辑功能， 合理地组织用户使用计算
应用软件不同于系统软件， 系统软件是利用计算机本身的逻辑功能， 合理地组织用户使用计算