计算机组成原理 王道考研2021 第一章：计算机组成原理概述 -- 计算机的工作过程计算机的层次结构计算机软件的分类

Posted 2021-12-28 CodeJiao

1. 计算机的工作过程

计算机的工作过程分为以下三个步骤:

1. 把程序和数据装入主存储器。
2. 将源程序转换成可执行文件。
3. 从可执行文件的首地址开始逐条执行指令。

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1.1 从源程序到可执行文件

1. 预处理阶段：预处理器（cpp）对源程序中以字符#开头的命令进行处理，例如将#includ命令后面的.h文件内容插入程序文件。输出结果是一个以.i为扩展名的源文件 hello.i。
2. 编译阶段：编译器(ccl)对预处理后的源程序进行编译，生成一个汇编语言源程序hello.s。汇编语言源程序中的每条语句都以一种文本格式描述了一条低级机器语言指令。
3. 汇编阶段：汇编器（as）将 hello.s 翻译成机器语言指令，把这些指令打包成一个称为可重定位目标文件的hello.o，它是一种二进制文件，因此在文本编辑器中打开它时会显示乱码。
4. 链接阶段：链接器（ld）将多个可重定位目标文件和标准库函数合并为一个可执行目标文件，或简称可执行文件。本例中，链接器将hello.o和标准库函数prinft所在的可重定位目标模块prinft.o合并，生成可执行文件 hello。最终生成的可执行文件被保存在磁盘上。

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1.2 指令执行过程的描述

具体演示：

第一条指令:

说明：

• （元件）是指的元件里面的具体值。
• M（MAR）是指的主存储器种MAR元件的具体值。

第二条指令:

第三条指令:

第四条指令:

第五条指令:

小结：

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2. 计算机的层次结构

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2.1 计算机的层次结构

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2.2 三种级别的语言

1. 机器语言。又称二进制代码语言，需要编程人员记忆每条指令的二进制编码。机器语言是计算机唯一可以直接识别和执行的语言。
2. 汇编语言。汇编语言用英文单词或其缩写代替二进制的指令代码，更容易为人们记忆和理解。使用汇编语言编辑的程序，必须经过一个称为汇编程序的系统软件的翻译，将其转换为计算机的机器语言后，才能在计算机的硬件系统上执行。
3. 高级语言。高级语言（如C、C++、Java等)是为方便程序设计人员写出解决问题的处理方案和解题过程的程序。通常高级语言需要经过编译程序编译成汇编语言程序，然后经过汇编操作得到机器语言程序。或直接由高级语言程序翻译成机器语言程序。

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3. 计算机软件的分类

软件按其功能分类，可分为系统软件和应用软件。

系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。系统软件主要有操作系统（OS)、数据库管理系统（DBMS)、语言处理程序、分布式软件系统、网络软件系统、标准库程序、服务性程序等。

应用软件是指用户为解决某个应用领域中的各类问题而编制的程序，如各种科学计算类程序、工程设计类程序、数据统计与处理程序等。

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