計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的關(guān)系簡(jiǎn)述_優(yōu)秀論文

1、 計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的關(guān)系簡(jiǎn)述 1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展及系統(tǒng)構(gòu)成 1.1 計(jì)算機(jī)硬件的起步階段及未來(lái)發(fā)展 第一代計(jì)算機(jī)基于真空管技術(shù), 由Mauchly and Eckert 設(shè)計(jì)那時(shí)候的計(jì)算機(jī)無(wú)操作系統(tǒng)運(yùn)行, 都是采用機(jī)器指令或者匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行計(jì)算;50 年代的計(jì)算機(jī)研制達(dá)到了一個(gè)高潮時(shí)期, 由于那時(shí)的計(jì)算機(jī)中的主要大部分元器件都是用電子管制作而成的, 所以后人將用電子管制作而成的計(jì)算機(jī)稱為第一代計(jì)算機(jī)。這個(gè)時(shí)期的計(jì)算機(jī)發(fā)展有三個(gè)特點(diǎn)：軍轉(zhuǎn)民用, 由實(shí)驗(yàn)室開發(fā)轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn), 同時(shí)由科學(xué)計(jì)算擴(kuò)展到數(shù)據(jù)和事務(wù)處理。EDVAC 的出現(xiàn), 實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)之父馮. 諾伊曼的兩個(gè)設(shè)想：采用二進(jìn)制和存儲(chǔ)程序。

2、 第二代電子計(jì)算機(jī)采用晶體管制造的電子計(jì)算機(jī), 晶體管不僅能實(shí)現(xiàn)電子管的功能, 又具有尺寸小、重量輕、壽命長(zhǎng)、效率高、發(fā)熱少、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。使用了晶體管以后, 電子線路的結(jié)構(gòu)大大改觀, 制造高速電子計(jì)算機(jī)的設(shè)想也就更容易實(shí)現(xiàn)了。其軟件也開始使用面向過程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言, 如fortran、algol 等。1958 年IBM 1401 這是第二代計(jì)算機(jī)中的代表, 用戶當(dāng)時(shí)可以租用。中國(guó)第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)于1967 年制成, 運(yùn)算速度為每秒五萬(wàn)次。第三代計(jì)算機(jī)已經(jīng)開始采用中、小規(guī)模集成電路制造。其外部設(shè)備品種繁多, 并開始與通信設(shè)備相結(jié)合而發(fā)展為由多機(jī)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)。運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬(wàn)次, 甚至

3、幾千萬(wàn)次、上億次。 第四代計(jì)算機(jī)采用大規(guī)模集成電路(LSI)和超大規(guī)模集成電路(VLSI)為主要電子器件制成的計(jì)算機(jī), 在面積約為10mm X l0mm的單個(gè)芯片上, 可以集成大約32 萬(wàn)個(gè)晶體管。 1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 簡(jiǎn)單的說(shuō)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成: 硬件部分和軟件部分 1.2.1 硬件部分 由主機(jī)(cpu, 存儲(chǔ)器)、外部設(shè)備(輸入設(shè)備, 輸出設(shè)備、外村)構(gòu)成, 而cpu 是由寄存器, 運(yùn)算器, 控制器組成。 (1)輸入設(shè)備(Input Device)的作用是把計(jì)算機(jī)操作用戶將需要的各種外部信息輸入并經(jīng)操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)據(jù)送到相應(yīng)的存儲(chǔ)器中保存。用戶與計(jì)算機(jī)之間的溝通,

4、輸入設(shè)備是第一位, 它是人給電腦的指令設(shè)備, 也是用戶和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的主要設(shè)備之一。 (2)輸出設(shè)備(Output Device)就是用于接收計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的輸出顯示、打印、聲音、控制外圍設(shè)備操作等。也是把各種計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來(lái), 簡(jiǎn)單的說(shuō)輸出設(shè)備就是接收數(shù)據(jù)后, 顯示給人的設(shè)備。 (3)存儲(chǔ)器(Memory)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備, 好比人的大腦, 用來(lái)存放相應(yīng)程序和用戶數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中全部信息, 包括輸入的數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。 (4)控制器(Controller)的職能是控制和協(xié)調(diào)整個(gè)計(jì)算機(jī)的動(dòng)作。

5、 1.2.2 軟件系統(tǒng)部分：分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件 (1)系統(tǒng)軟件。對(duì)計(jì)算機(jī)和其外部設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)和處理及控制, 并支持相關(guān)應(yīng)用軟件開發(fā)和正常運(yùn)行的系統(tǒng), 其不需要用戶進(jìn)行相應(yīng)操作及干預(yù)的集合, 它的主要功能是監(jiān)控, 調(diào)度和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng);對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)獨(dú)立的硬件進(jìn)行管理, 使得這些設(shè)備可以正常工作。各種應(yīng)用軟件的運(yùn)行都需要一些共同的基本操作, 例如都要從輸入設(shè)備中取得相應(yīng)數(shù)據(jù), 向計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備送出數(shù)據(jù), 然后向外存寫數(shù)據(jù), 從外存中讀數(shù)據(jù), 對(duì)數(shù)據(jù)的常規(guī)管理, 等等。這些基礎(chǔ)工作也要由一系列指令來(lái)完成。人們把這些指令集中組織在一起, 形成專門的軟件, 用來(lái)支持應(yīng)用軟件的運(yùn)行, 這種軟件

6、稱為系統(tǒng)軟件。 (2)應(yīng)用軟件。是用戶為了某一相應(yīng)的目的而有專業(yè)計(jì)算機(jī)從業(yè)者專門編制的軟件, 較常見的如： a. 用戶信息管理軟件, 主要是用于輸入、存儲(chǔ)、修改、查詢各種信息, 如認(rèn)識(shí)管理軟件、銀行管理軟件等等。 b. 對(duì)辦公文字處理軟件, 主要用于單位、公司等用戶輸入、儲(chǔ)存、修改、編輯、打印文字材料等, 例如office 軟件、wps 等。 2 計(jì)算機(jī)硬件與軟件之間的關(guān)系 計(jì)算機(jī)硬件是軟件的載體, 他們相互依存, 缺一不可, 簡(jiǎn)單的說(shuō)如果只有計(jì)算機(jī)硬件而無(wú)軟件的話, 其是無(wú)法運(yùn)行的一個(gè)裸機(jī), 具體的說(shuō)： (1)硬件(Hardware)：簡(jiǎn)單的說(shuō)計(jì)算機(jī)中用戶可以直視看到的東西一般都是硬件。 (

7、2)軟件(Software)：是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文檔, 協(xié)助計(jì)算機(jī)硬件能運(yùn)行的一些指令, 已達(dá)到用戶追求的結(jié)果。 (3)一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng), 如需正常運(yùn)行, 需要硬件和軟件相互配合, 如果硬件是軟件賴以工作的物質(zhì)基礎(chǔ), 那么軟件是硬件工作的精神基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須要配備完備的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)才能正常發(fā)揮相應(yīng)的狀體, 且充分發(fā)揮其計(jì)算機(jī)硬件的各種功能。沒有安裝操作系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)是裸機(jī), 沒有使用價(jià)值。硬件的功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)得不到發(fā)揮。 (4)其實(shí)計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件沒有詳細(xì)的區(qū)別劃分或者說(shuō)是嚴(yán)格的界線吧, 科技快速發(fā)展的今天, 在許多情況下, 計(jì)算機(jī)的一些功能既可以由硬件實(shí)現(xiàn), 也可以由

8、軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此, 硬件與軟件在一定意義上說(shuō)沒有絕對(duì)嚴(yán)格的劃分。有操作系統(tǒng)軟件, 但是沒有計(jì)算機(jī)硬件就無(wú)法運(yùn)行, 操作就無(wú)從談起。沒有操作系統(tǒng)的支持, 其他任何應(yīng)用軟件更是無(wú)法應(yīng)用。 (5)硬件和軟件同步發(fā)展。計(jì)算機(jī)軟件隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的快速發(fā)展及頻繁的更新?lián)Q代而發(fā)展, 而軟件的不斷開發(fā)、完善又促進(jìn)硬件的快速更新, 兩者相成相輔的作用, 使得他們共同快速的進(jìn)步。 3 計(jì)算機(jī)硬件與軟件未來(lái)的關(guān)系 當(dāng)下的計(jì)算機(jī)軟件和硬件的關(guān)系如同靈魂與軀體的關(guān)系, 在文明社會(huì)不斷進(jìn)步中, 科技越來(lái)越發(fā)達(dá), 計(jì)算機(jī)未來(lái)將會(huì)朝著體積小、能耗低、速度快、存儲(chǔ)容量大、等方面不斷進(jìn)步, 軟件方面會(huì)提供更便捷、更智能的體驗(yàn)與服務(wù), 總而言之：計(jì)算機(jī)硬件與軟件的功能會(huì)在未來(lái)不斷強(qiáng)大, 相應(yīng)的范圍也會(huì)更加廣泛、當(dāng)然, 用戶體驗(yàn)的時(shí)候穩(wěn)定性會(huì)更高、使用的時(shí)候更方便。未來(lái), 計(jì)算機(jī)的硬件與軟件可能不再區(qū)分的那么明顯, 甚至可能會(huì)發(fā)生更大的變化, 相互融合, 再無(wú)分彼此。在硬件的發(fā)展會(huì)更加的人性化, 比如：采用高性能核電池來(lái)作為計(jì)算機(jī)的電源, 一輩子只用一塊電池;計(jì)算機(jī)變得如同紙張一般, 更加便于攜帶;又如計(jì)算機(jī)可以遠(yuǎn)程與家庭中的所有電器進(jìn)行遠(yuǎn)程操控等等, 這些都將是未來(lái)發(fā)展的方向。我們應(yīng)當(dāng)對(duì)計(jì)算機(jī)的未來(lái)充滿信心, 社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步將