計算機組成原理-第一章

物理與電子學院通信工程教研室陳瑩計算機組成原理

上課要求第一：要求大家準時上課，有事請假，我會點名第二：遵守課堂紀律，第三：提出問題之后，歡迎大家踴躍發(fā)言，提出建議

課程介紹：

《計算機組成原理》屬于專業(yè)基礎(chǔ)課。面向應用、突出實踐、偏向硬件和理論。

《計算機組成原理》是計算機教學中的一門核心課程，是學習計算機課程所要必修的主干課。通過教學，使學生對計算機的各主要部分（運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備）的構(gòu)成及工作原理有一個深刻的、系統(tǒng)的認識和理解，同時對計算機的發(fā)展趨勢也有一個較為深入的了解。

主要講解簡單、單臺計算機的完整組成原理和內(nèi)部運行機制，包括運算器部件、控制器部件、存儲器子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)與輸入/輸出系統(tǒng)設備，圍繞各自的功能、組成、設計、實現(xiàn)、使用等知識進行介紹；此外，該課程的工程性、實踐性、技術(shù)性比較強，還強調(diào)培養(yǎng)學生的動手動腦能力、開創(chuàng)與創(chuàng)新意識、實驗技能，這些要求更多的是通過作業(yè)、教學實驗等環(huán)節(jié)完成，要求學生有意識地主動加強這些方面的練習與鍛煉。課程的基本要求

計算機系統(tǒng)概述、計算機中的數(shù)據(jù)表示、運算方法和運算器、指令系統(tǒng)、隨機邏輯和微程序控制原理、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、計算機外設簡介，要求學生掌握計算機的組成和工作原理。

通過學習，使學生了解計算機的組成原理及工作原理，以建立整機概念。本課程設有實驗，以加深對課程內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學生的動手能力。課程內(nèi)容第一章計算機系統(tǒng)概論第二章運算方法和運算器

第三章內(nèi)部存儲器第四章指令系統(tǒng)第五章中央處理機課程內(nèi)容

第六章總線系統(tǒng)第七章外圍設備第八章輸入輸出系統(tǒng)第九章操作系統(tǒng)支持第十章安騰高性能處理機體系結(jié)構(gòu)主教材：計算機組成原理白中英主編科學出版社參考教材：

1、計算機組成原理（第2版）唐朔飛高等教育出版社

2、計算機組成與結(jié)構(gòu)王愛英清華大學出版社

3、計算機組成原理薛勝軍華中科技大學出版社課程有多難，能不能學好？第一章計算機系統(tǒng)概論1.1計算機的分類1.2計算機發(fā)展簡史1.3計算機的硬件1.4計算機的軟件1.5計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1.1計算機的分類一、電子計算機從總體上來說分為兩大類。電子模擬計算機。數(shù)值由連續(xù)的量來表示。電子數(shù)字計算機。計算機中的數(shù)值由不連續(xù)的數(shù)字來表示。數(shù)字計算機模擬計算機數(shù)據(jù)表示方式數(shù)字0/1電壓計算方式數(shù)字計數(shù)電壓組合和測量值控制方式程序控制盤上連線，模擬信號組合控制精度高低數(shù)據(jù)存儲量大小邏輯判斷能力強無數(shù)字計算機與模擬計算機的主要區(qū)別二、數(shù)字計算機分類數(shù)字計算機根據(jù)計算機的效率、速度、價格、運行的經(jīng)濟性和適應性來劃分，可以劃分為兩類：專用計算機：特殊配置，功能單一，解決特定問題。通用計算機：通用性強，綜合能力強，解決各種問題。三、通用計算機分類通用計算機根據(jù)體積、簡易性、功率損耗、性能指標、數(shù)據(jù)存儲容量、指令系統(tǒng)規(guī)模和機器價格等可以分為：超級計算機大型機服務器工作站微型機單片機1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分機1833分析機MARKIENIAC計算機發(fā)展史1.2計算機發(fā)展簡史第一臺電子計算機

（ENIAC）5000次加法/秒體重28噸占地170M218800只電子管1500個繼電器7000個電阻10000個電容耗電150KW1.2.1計算機的五代變化1、ENIAC概況1）數(shù)據(jù)表示——十進制。2）工作存儲器——只有20個單元，用于存放數(shù)據(jù)。3）編程——先要人工對面板上6000多個電子開關(guān)進行機械定位，然后通過轉(zhuǎn)插線插頭，插入與拔出方式來編制程序。4）ENIAC共用18000多個電子管，6000多個繼電器，耗電140KW，占地170平米，重630噸，運算速度5000次/秒。計算機的發(fā)展：第一代為1946—1957年，電子管計算機：數(shù)據(jù)處理第二代為1958—1964年，晶體管計算機：工業(yè)控制第三代為1965—1971年，中小規(guī)模集成電路計算機：小型計算機第四代為1972—1990年，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機：微型計算機第五代為1991年開始，巨大規(guī)模集成電路計算機：單片機類型時期主要器件重要特征第1代1946-1958電子管機器語言，匯編語言。速度低，體積大，價格昂貴，可靠性差，用于科學計算。速度達幾千次到幾萬次第2代1958-1964晶體管算法語言，操作系統(tǒng)。體積縮小，可靠性提高。從科學計算到數(shù)據(jù)處理。每秒幾萬次到幾十萬次第3代1964-1971中小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達幾百萬次，軟件技術(shù)和外設發(fā)展迅速應用領(lǐng)域不斷擴大。第4代1971-1986大/超大規(guī)模集成電路速度提高至幾千萬億次出現(xiàn)微型計算機第5代1986-巨大規(guī)模集成電路速度提高至幾億次乃至上百億次。出現(xiàn)單片機大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使計算機進入大發(fā)展時期，通用機，巨型機，小型機，微型機都得到迅速發(fā)展。

1.通用機。這是計算機工業(yè)中的重要產(chǎn)品，兼容性是通用機迅速發(fā)展的關(guān)鍵。

2.巨型機?，F(xiàn)代科學技術(shù)和國防技術(shù)發(fā)展需要很高的遠算速度，很大的存儲容量，一般大型通用計算機滿足不了這種需求。

3.小型機。小型機以它成本低，容易維護，容易操作的特點得到廣泛使用和迅速推廣。

4.微型機。微型機的出現(xiàn)和發(fā)展，掀起了計算機大普及的浪潮。

計算機發(fā)展的總趨勢：計算機工業(yè)是當今世界發(fā)展最快的工業(yè)之一。90年代，微型計算機已邁入64位的新時代。

隨機存儲器,光盤,Cache等信息存儲技術(shù)正已驚人的速度發(fā)展,網(wǎng)絡技術(shù)從傳統(tǒng)的高速網(wǎng)絡技術(shù)向異步傳輸模式（ATM）發(fā)展,多媒體計算機正在國際范圍內(nèi)推廣使用,大規(guī)模并行處理系統(tǒng)（MPP）的處理速度已達到TFLOPS級,超立方體計算機,神經(jīng)網(wǎng)絡計算機,光計算機等高性能的計算機正在加緊研究,試制之中。我國首臺萬億次計算機誕生：聯(lián)想深騰1800大規(guī)模計算機系統(tǒng)研制成功.2002年8月29日，6位院士,7位專家鑒定會通過。使用512個處理機求解153600階線性方程組,實測性能達到每秒1.027萬億次浮點運算。萬億次計算機機身總長14米,包含20個機柜,256個計算功能節(jié)點機,526個高性能至強處理器萬億次計算機內(nèi)存容量272GB系統(tǒng)總硬盤空間為6TB實際運算速度排世界第24位為國內(nèi)第一個實測速度超過萬億次的計算機產(chǎn)品我國電子計算機的研究從1953年開始，1958年研制出第一臺計算機。

40多年來,相繼研制出第二代,第三代計算機。從1982年開始,我國研制出每秒1億次的巨型機—銀河Ⅰ,Ⅱ型,中型機,32位超級小型系列機。

1995年5月,由中科院計算機研究所國家智能計算機研究中心研制的“曙光1000”大規(guī)模并行處理機宣布誕生。我國計算機的發(fā)展概況：計算機的應用計算機的應用類型： 科學計算

過程控制

數(shù)據(jù)處理

電子商務

多媒體技術(shù)

人工智能主要應用領(lǐng)域： 工商：電子商務、CAD/CAM

教育：多媒體教育、遠程教育

醫(yī)藥：CAT、MRI、遠程醫(yī)療

政府：電子政府

娛樂：虛擬現(xiàn)實、電影特技

科研：數(shù)據(jù)采集、計算分析

家庭：家庭信息化1.2.2半導體存儲器的發(fā)展20世紀50～60年代，所有計算機存儲器都是由微小的鐵磁體環(huán)1970年，仙童半導體公司生產(chǎn)出了第一個較大容量半導體存儲器從1970年起，半導體存儲器經(jīng)歷了11代：單個芯片1KB、4KB、16KB、64KB、256KB、1MB、4MB、16MB、64MB、256MB、GB。其中1K=210,1M=220,1G=230

1.2.3微處理器的發(fā)展微處理器（Microprocessor)又可稱為中央處理單元CPU。負責處理、運算計算機內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)，是計算機的核心，其重要性好比大腦對于人。微處理器的種類決定了操作系統(tǒng)和相應的軟件。Intel和AMD主流CPU和CPU插槽微處理器的生產(chǎn)廠商Intel公司

Intel是生產(chǎn)微處理器的老大哥，個人電腦市場占有75%的市場份額，Intel生產(chǎn)的微處理器成為x86微處理器技術(shù)規(guī)范和標準。個人電腦平臺最新的酷睿２成為微處理器的首選，下一代酷睿3、酷睿i5、酷睿i7搶占先機，在性能上大幅領(lǐng)先其他廠商的產(chǎn)品。

Intel酷睿i7980x價格：8999元上市時間：2010年3月CPU核心：六核心12線程二級緩存容量：1536KB三級緩存容量：12288KB目前制造CPU的除了Intel公司外，最有力挑戰(zhàn)的就是AMD公司，最新的AMD速龍IIX2和羿龍II具有很好性價比，尤其采用了3DNOW+技術(shù)并支持SSE4.0指令集，使其在3D上有很好的表現(xiàn)。

AMD速龍IIX2AMD羿龍IIAMD公司intel

的CPU發(fā)展史1、20世紀70年代的處理器

Intel40041971年，英特爾公司推出了世界上第一款微處理器4004。隨后又推出了8008。

1974年，8008發(fā)展成8080,成為第二代微處理器。

1978年英特爾公司生產(chǎn)的8086是第一個16位的微處理器。這就是第三代微處理器的起點。1979年，英特爾公司又開發(fā)出了8088而且英特爾在后續(xù)CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到后來因商標注冊問題，才放棄了繼續(xù)用阿拉伯數(shù)字命名。2、20世紀80年代的處理器1982年，英特爾公司在8086的基礎(chǔ)上，研制出了80286微處理器。80286，intel最后一塊16位cpu。

1985年10月17日，英特爾劃時代的產(chǎn)品——80386DX正式發(fā)布了。

1989年英特爾公司又推出準32位微處理器芯片80386SX。

80386，intel第一代32位cpu

1989年，80486芯片由英特爾推出。2、20世紀90年代的處理器1993年，全面超越486的新一代586CPU問世pentium，傳說中的586pentiumpropentiumII1.2.4計算機的性能指標吞吐量是指在一定時間內(nèi)由一處傳輸?shù)搅硪惶幓虮惶幚淼臄?shù)據(jù)量。即單位時間內(nèi)成功地傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量(以比特、字節(jié)、分組等測量)。響應時間

表征從輸入有效到系統(tǒng)產(chǎn)生響應之間的時間度量，用時間單位來度量。利用率在給定的時間間隔內(nèi)系統(tǒng)被實際使用的時間所占的比率，用百分比表示。處理機字長之處理機運算器中一次能夠完成二進制數(shù)運算的位數(shù)，如32位、64位?？偩€寬度一般指CPU中運算器與存儲器之間進行互連的內(nèi)部總線二進制位數(shù)。存儲容量存儲器中所有存儲單元的總數(shù)目，通常用KB、MB、GB、TB來表示。存儲器帶寬單位時間內(nèi)從存儲器讀出的二進制數(shù)信息量，一般用字節(jié)數(shù)/秒來表示。主頻/時鐘周期

CPU的工作節(jié)拍受主時鐘控制，主時鐘不斷產(chǎn)生固定頻率的時鐘，主時鐘的頻率（f）叫CPU主頻，度量單位是MHz、GHz。主頻的倒數(shù)稱為CPU時鐘周期（T），T=1/f，度量單位是微秒、納秒。CPU執(zhí)行時間表示CPU執(zhí)行一般程序所占用的CPU時間。CPU執(zhí)行時間=CPU時鐘周期數(shù)×CPU時鐘周期CPI表示每條指令周期數(shù)，即執(zhí)行一條指令所需的平均周期數(shù)。CPI=執(zhí)行某段程序所需的CPU時鐘周期數(shù)÷程序包含的指令條數(shù)。MIPS每秒百萬指令數(shù)，即單位時間內(nèi)執(zhí)行的指令數(shù)。MIPS=指令數(shù)÷（程序執(zhí)行時間×10）。MFLOPS每秒百萬次浮點操作次數(shù)，用來衡量機器浮點操作的性能。MFLOPS=程序中浮點操作次數(shù)÷（程序執(zhí)行時間×10）。661.3計算機的硬件一、硬件組成要素通過一個例子我們來了解數(shù)字計算機的主要組成和工作原理。假設給一個算盤、一張帶有橫格的紙和一支筆，要求我們計算y=ax+b-c這樣一個題目。解題步驟和數(shù)據(jù)記錄在橫格紙上，請看過程。手工模仿計算機工作二、數(shù)字計算機基本組成控制器：人的大腦的操作控制功能運算器：人的大腦的計算功能存儲器：人的大腦記憶功能輸入設備：交互接口，筆輸出設備：交互接口，紙CPU=運算器+控制器系統(tǒng)總線BUS適配器控制器存儲器運算器輸入設備I輸出設備O三、馮·諾依曼型計算機

1)引進存儲程序概念

2)計算機以運算器為核心的集中式控制

3)指令由操作碼和地址碼兩部分組成，指令在計算機中最順序執(zhí)行的，并受PC的統(tǒng)一控制

4)提出計算機系統(tǒng)應由：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成。這些理論奠定了現(xiàn)代計算機的基本思想，在到目前為止，大多數(shù)計算機仍沿用這一體制，人們稱其為馮·諾依曼體制。馮·諾依曼型計算機存儲器輸出輸入運算器控制器數(shù)據(jù)信號控制信號地址信號四、運算器運算器是計算機中對數(shù)據(jù)進行運算處理的部件，好像一個由電子線路構(gòu)成的算盤。主要功能：算術(shù)運算（加、減、乘、除）和邏輯運算在計算機中參與運算的數(shù)是二進制的運算器的長度一般是8、16、32或64位五、存儲器功能：存放程序和數(shù)據(jù)裝置，并滿足計算機在執(zhí)行過程中能夠隨機訪問這些程序和數(shù)據(jù)。設置考慮：設置一個存儲體，并將存儲體分成若干個單元。存取數(shù)據(jù)一個一個地程序一條一條地如何解決？取出參與操作存儲器結(jié)構(gòu)：存儲容量單位：KB、MB210byte＝1K210K＝1M210M＝1G210G＝1T信息：程序和和數(shù)據(jù)都是以二進制形式存放在存儲器中它們統(tǒng)稱為信息。存儲單元：把保存一個數(shù)的8/16個觸發(fā)器叫存儲單元存儲地址：存儲器中的存儲單元的編號。存儲容量：存儲器中存儲單元的總數(shù)。外存儲器：磁盤存儲器和光盤存儲器。內(nèi)存儲器：半導體存儲器。外存儲器常用的外存儲:磁盤，光盤，磁帶等。磁盤又分為:硬盤和軟盤硬盤的容量大的多目前硬盤的容量一般是60—100G以上軟盤一般使用的3.5寸軟盤容量為1.44MB光盤簡稱CD-ROM容量為650MB移動閃存簡稱U盤容量一般32-128MB，2G以上六、控制器功能：全機指揮機構(gòu)，是控制計算機各部件有條不紊工作的部件。執(zhí)行方式有如下三種：◎按規(guī)定的操作去執(zhí)行◎自動地去執(zhí)行◎有秩序地去執(zhí)行（1）計算程序指令：是計算機執(zhí)行某種操作的命令，通常一條指令對應著一種基本操作。計算程序：解釋某一個問題的一串指令序列，即指令的有序集合。（2）指令的形式每條指令由兩部分組成：操作碼和地址碼。

操作碼：用來說明該指令所要完成的操作，如加、減、乘、除、取數(shù)、存數(shù)等。

地址碼：用來描述該指令的所要處理的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的地址信息。操作碼地址碼計算y=ax+b-c的程序：電子計算機的設計思想存儲程序，程序控制存儲程序：是把指令以代碼的形式事先輸入到計算機的主存儲器中，即用記憶數(shù)據(jù)的同一裝置存儲執(zhí)行運算的命令，這些指令按一定的規(guī)則組成程序程序控制：是當計算機啟動后，程序就會控制計算機按規(guī)定的順序逐條執(zhí)行指令，自動完成預定的信息處理任務馮·諾依曼型計算機的設計思想：存儲程序并按地址順序執(zhí)行七、控制器的基本任務控制器的基本任務：按照計算程序所排的指令序列，先從存儲器取出一條指令放到控制器中，對該指令的操作碼由譯碼器進行分析判別，然后根據(jù)指令性質(zhì)，執(zhí)行這條指令，進行相應的操作。接著從存儲器取出第二條指令，再執(zhí)行第二條指令，依次類推取指令的一段時間叫做取指周期執(zhí)行指令的一段時間叫做執(zhí)行周期執(zhí)行完成指令的時間，稱為指令周期指令字和數(shù)據(jù)字，指令流和數(shù)據(jù)流

某字為一條指令，則稱為指令字某字代表要處理的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)字在取指周期中從內(nèi)存讀出的信息是指令流，它流向控制器而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出的信息流是數(shù)據(jù)流，它由內(nèi)存流向運算器時間上：在取指周期中，CPU從內(nèi)存讀出的信息一定是指令；而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出或?qū)懭氲男畔⒁欢ㄊ菙?shù)據(jù)?？臻g上：指令一定流向控制器；而數(shù)據(jù)則是在內(nèi)存（或寄存器）與運算器之間流動八、適配器與I/O設備輸入設備：是把程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為計算機能識別和處理的數(shù)據(jù)形式的設備，輸入的程序和數(shù)據(jù)存入計算機存儲器中。（如鍵盤，鼠標，掃描儀）輸出設備：輸出設備是將計算機中的二進制信算轉(zhuǎn)化為用戶所需要的數(shù)據(jù)格式的設備。它將計算機中的信息（計算結(jié)果等）以十進制或字符、圖形、表格等形式顯示或打印出來。（如打印機，顯示器）

適配器：它使得被連接的外圍設備通過系統(tǒng)總線與主機進行聯(lián)系，以便使主機和外圍設備并行協(xié)調(diào)地工作。

總線：就是連接多個部件的一組共享信息傳送線路，它能夠分時接收和發(fā)送各部件信息。連接線要盡可能的少。必須有利于總線的擴充。必須有利于外部設備的擴充。計算機的工作過程

1.人們通過輸入設備將解題的程序和數(shù)據(jù)送入主存；形成目標程序。

2.控制器根據(jù)程序中指令的序列從主存中逐條取出指令，并控制實現(xiàn)指令功能。

3.在指令功能實現(xiàn)過程中，由運算器完成對數(shù)據(jù)的運算處理。

4.將運算結(jié)果送主存。

5.通過輸出設備將程序運行的結(jié)果反饋給人們。一、軟件的組成和分類

系統(tǒng)軟件：用來簡化程序設計，簡化使用方法，提高計算機的使用效率，發(fā)揮和擴大計算機的功能和用途。

應用程序：是用戶利用計算機來解決某些問題而編制的程序。軟件1.4計算機的軟件軟件分類系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng) 語言處理程序 實用程序應用軟件辦公軟件包數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)網(wǎng)絡軟件實時控制軟件診斷程序：SCANDISK反病毒程序：金山毒霸

備份程序：Windows2000中的備份程序文件壓縮程序：WinZip卸載程序：Windows中的添加/刪除程序圖形圖像處理軟件其它應用軟件65二、軟件的發(fā)展演變1、編程語言的發(fā)展手編程序：機器語言程序，手工編譯二進制碼匯編程序：符號語言程序，匯編程序匯編高級程序：算法語言/高級語言，機器編譯程序/解釋程序手編程序早期計算機中，人們直接用機器語言編寫程序，（又叫目的程序）計算機完全可以“識別”并能執(zhí)行，所以又叫做目的程序用機器語言編寫程序很繁瑣，又耗費大量的人力和時間，容易出錯，出錯后尋找錯誤也相當費事，大大限制了計算機的使用匯編程序為了編寫程序方便翻譯和提高機器的使用效率，人們發(fā)明了匯編語言借助于匯編程序，計算機本身自動地把符號語言表示的程序（稱為匯編源程序）翻譯成用機器語言表示的目的程序用約定的文字、符號和數(shù)字（助記符）按規(guī)定的格式來表示各種不同的指令匯編語言缺點：需熟悉具體機器的指令系統(tǒng)節(jié)省的人力時間有限和數(shù)學語言差異較大高級語言為了進一步實現(xiàn)程序自動化和便于程序交流，使不熟悉具體計算機的人也能很方便地使用計算機，人們又創(chuàng)造了各種接近于數(shù)學語言的算法語言（高級程序設計語言）如C語言，VB等。算法語言是指按實際需要規(guī)定好的一套基本符號以及由這套基本符號構(gòu)成程序的規(guī)則。特點比較接近數(shù)學語言，直觀通用與具體機器無關(guān)，只要稍加學習就能掌握便于推廣使用計算機編譯程序用程序設計語言編寫的程序稱為源程序，這種源程序不能由機器直接識別和執(zhí)行，必須給計算機配備一個既懂算法語言又懂機器語言的“翻譯”，才能把源程序翻譯為機器語言通常采用下面兩種方法：編譯系統(tǒng)：用編譯程序?qū)⒃闯绦蚓幾g成機器語言形式的目的程序，然后利用運行系統(tǒng)輔助程序來運行，編譯程序和運行系統(tǒng)合稱為編譯系統(tǒng)。解釋系統(tǒng)：逐個解釋并立即執(zhí)行源程序的語句，它不是編出目的程序后再執(zhí)行，而是直接逐一解釋語句并得出計算結(jié)果712、系統(tǒng)軟件的發(fā)展操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2、系統(tǒng)軟件的發(fā)展操作系統(tǒng)依靠計算機來管理自己和管理用戶操作系統(tǒng)的作用管理計算機資源（如：處理器、內(nèi)存等）自動調(diào)度用戶的作業(yè)程序分類批處理操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了有組織地、動態(tài)地存儲大量相關(guān)數(shù)據(jù)。處理更方便檢索更迅速用戶使用更方便1.5計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)一、多級計算機系統(tǒng)第1層微程序設計層第2層一般機器層第3層操作系統(tǒng)層第4層匯編語言層第5層高級語言層第一層：微程序設計級硬件級，由機器硬件直接執(zhí)行微指令。它由機器硬件直接執(zhí)行微指令。如果某一應用程序直接用微指令來編寫，那么可在這一級上運行應用程序。第二層：一般機器級，也稱機器語言級，它由微程序解釋機器指令系統(tǒng)。這一級也是硬件級。第三層：操作系統(tǒng)級。也稱為機器語言級，由操作系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。操作系統(tǒng)是由機器指令和廣義的指令組成。廣義指令是操作系統(tǒng)定義和解釋的軟件指令，所以這一級也稱為混合級。第四層：匯編語言層，它由匯編程序支持和執(zhí)行。它給程序人員提供一種符號形式語言，以減少程序編寫的復雜性。這一級由匯編程序支持和執(zhí)行。如果應用程序采用匯編語言編寫時，則機器必須要有這一級的功能；如果應用程序不采用匯編語言編寫，則這一級可以不要。第五層：面向用戶的，由各種高級語言程序支持和執(zhí)行。它是面向用戶的，為方便用戶編寫應用程序而設置的，這一級由各種高級語言編譯程序支持和執(zhí)行。說明：1，2，3級是面向機器的，是為支持高層的需要而設置的，4，5級是面向程序員而設置的。其中4，5級采用的語言必須被翻譯成1，2，3數(shù)字化語言，才能被機器識別。層次之間的關(guān)系十分密切，上層是下層功能的擴展，下