1.1.1　计算机系统

计算机系统就是按人的要求接收和存储信息，自动地进行数据处理和计算，并输出结果信息的系统。计算机是人类脑力的延伸和扩充，是现代科学的重大成就之一。

1.计算机系统组成

计算机系统由硬件（子）系统和软件（子）系统组成。前者是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物理部件的有机组合，是系统赖以工作的实体。后者是各种程序和文件，用于指挥全系统按指定的要求进行工作。自1946年第一台电子计算机问世以来，计算机技术在元器件、硬件系统结构、软件系统、应用等方面均有惊人的进步，已广泛用于科学计算、事务处理和过程控制中，日益深入社会各个领域，对社会的进步产生了深远的影响。

现代计算机不再简单地被认为是一种普通的电子设备，《牛津英语词典（第二版）》中的定义是：“计算机是一种进行计算或者控制那些可以表示为数字或者逻辑形式的操作的设备”。

图1-1是一般的计算机系统的层次结构：最下面是硬件系统，是进行信息处理的实际物理装置；最上面是使用计算机的人，即各种各样的用户；人与硬件系统之间是软件系统，大致可分为系统软件、支撑软件和应用软件3层。

图1-1　计算机系统的层次结构

2.计算机硬件

计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种部件和设备。这些部件和设备依据计算机系统结构的要求构成有机整体，称为计算机硬件系统。

硬件系统是计算机系统快速、可靠自动工作的基础。计算机硬件就其逻辑功能来说，主要是完成信息变换、信息存储、信息传送和信息处理等功能，它为软件提供具体实现的基础。计算机硬件系统主要由运算器、内存储器、控制器、I/O控制系统、辅助存储设备等功能部件组成。

3.计算机软件

计算机软件是指安装在计算机系统中的程序和有关的文件。程序是对计算任务的处理对象和处理规则的描述；文件是为了便于了解程序所需的资料说明。程序必须装入计算机内部才能工作；文件一般是给人看的，不一定装入计算机。程序作为一种具有逻辑结构的信息，精确而完整地描述了计算任务中的处理对象和处理规则。这一描述还必须通过相应的实体才能体现。记载上述信息的实体就是硬件。

软件是用户与硬件之间的接口界面。使用计算机就必须针对待解决的问题拟定算法，用计算机所能识别的语言对有关的数据和算法进行描述，即必须编写软件。用户主要是通过软件与计算机进行交互。软件是计算机系统中的指挥者，它规定计算机系统的工作，包括各项计算任务内部的工作内容和工作流程，以及各项任务之间的调度和协调。软件是计算机系统结构设计的重要依据。为了方便用户，在设计计算机系统时，必须全面考虑软件与硬件的结构，以及用户的要求和软件的要求。

按照应用的观点，软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件3类。

（1）系统软件。系统软件是位于计算机系统中最靠近硬件的一层。其他软件一般都通过系统软件发挥作用。它与具体的应用领域无关，如编译程序和操作系统等。编译程序把程序设计人员用高级语言书写的程序翻译成与之等价的、可执行的低级语言程序；操作系统则负责管理系统的各种资源、控制程序的执行。在任何计算机系统的设计中，系统软件都要优先考虑。

（2）支撑软件。支撑软件即支撑其他软件的编制和维护的软件。随着计算机科学技术的发展，软件的编制和维护代价在整个计算机系统中所占的比重不断增大，远远超过硬件。因此，对支撑软件的研究具有重要意义，可直接促进软件的发展。当然，编译程序和操作系统等系统软件也可算作支撑软件。20世纪70年代中期和后期发展起来的软件支撑环境可看作现代支撑软件的代表，主要包括各种接口软件和工具组。三者形成整体，协同支撑其他软件的编制。

（3）应用软件。应用软件即特定应用领域专用的软件，例如字处理程序软件。

系统软件、支撑软件以及应用软件之间既有分工又有结合，是不可分割的整体。