11、计算机系统：硬件与软件详解

计算机系统：硬件与软件详解

1 计算机概述

计算机是由硬件和软件协同工作以完成任务的集合体。每台计算机都有一组专门设计用于执行的指令，这组指令被称为指令集。计算机的指令能够实现信息在内存中的进出移动、运用算术/逻辑运算处理信息，以及控制指令执行的流程。指令集中的每条指令都有一个唯一的操作码（op - code），这是一种用于识别指令的二进制代码。虽然单个指令相对简单，但当大量指令按特定顺序执行时，计算机就能完成非常复杂的任务。尽管完成有意义的任务可能需要执行数百万条指令，但现代计算机执行指令的速度极快，对人类而言几乎是瞬间完成。

计算机软件指的是按顺序逐个执行就能完成特定任务的一系列指令，执行任务的这一系列指令被称为程序。软件开发者（或程序员）负责设计程序，决定使用哪些指令以及它们的执行顺序。

计算机硬件为存储程序、从内存中检索单个指令并执行这些指令提供了所有必要的功能。硬件还包括一些有用的电路，如快速存储和数据处理逻辑，供程序使用。此外，计算机还包含使程序能够与外界交互的电路。“硬件”一词指的是系统内的所有物理组件，构成计算机硬件的特定电路包括存储设备、寄存器、有限状态机、组合逻辑以及在子系统之间移动数据的总线系统。

1.1 概念检查

问题：软件开发者在设计程序时是否决定计算机应能执行的指令？
选项：
- A) 否。计算机能执行的指令是其内置架构的一部分。软件开发者只是将这些内置指令按一定顺序组合起来，以便在执行时完成任务。
- B) 是。开发者可以创建完成所需任务所需的任何指令。
- C) 是。开发者对计算机能做的事情有完全的控制权。
- D) 是。当然，他们通常会尝试使用计算机现有