计算机硬件与软件之间的关系简述

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1 计算机的发展及系统构成

计算机硬件的起步阶段及未来发展

第一代计算机基于真空管技术，由Mauchly and Eckert 设计那时候的计算机无操作系统运行，都是采用机器指令或者汇编语言来进行计算;50 年代的计算机研制达到了一个高潮时期，由于那时的计算机中的主要大部分元器件都是用电子管制作而成的，所以后人将用电子管制作而成的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点：军转民用，由实验室开发转入工业化生产，同时由科学计算扩展到数据和事务处理。EDV AC 的出现，实现了计算机之父“冯. 诺伊曼”的两个设想：采用二进制和存储程序。

第二代电子计算机采用晶体管制造的电子计算机，晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。其软件也开始使用面向过程的程序设计语言，如fortran、algol

等。1958 年IBM 1401 这是第二代计算机中的代表，用户当时可以租用。中国第一台晶体管计算机于1967 年制成，运算速度为每秒五万次。第三代计算机已经开始采用中、小规模集成电路制造。其外部设备品种繁多，并开始与通信设备相结合而发展为由多机组成的计算机网。运算速度可达每秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。

第四代计算机采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32 万个晶体管。

计算机系统的组成

简单的说计算机系统的组成: 硬件部分和软件部分

硬件部分

由主机(cpu, 存储器)、外部设备(输入设备，输出设备、外村)构成，而cpu 是由寄存器，运算器，控制器组成。

(1)输入设备(Input Device)的作用是把计算机操作用户将需要的各种外部信息输入并经操作系统转化为计算机能识别的二进制数据送到相应的存储器中保存。用户与计算机之间的沟通，输入设备是第一位，

它是人给电脑的指令设备，也是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要设备之一。

(2)输出设备(Output Device)就是用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来，简单的说输出设备就是接收数据后，显示给人的设备。

(3)存储器(Memory)计算机系统中的记忆设备，好比人的大脑，用来存放相应程序和用户数据。计算机中全部信息，包括输入的数据、计算机运行程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。

(4)控制器(Controller)的职能是控制和协调整个计算机的动作。

软件系统部分：分为系统软件和应用软件

(1)系统软件。对计算机和其外部设备进行协调和处理及控制, 并支持相关应用软件开发和正常运行的系统，其不需要用户进行相应操作及干预的集合，它的主要功能是监控，调度和维护计算机系统;对计算机系统中各个独立的硬件进行管理，使得这些设备可以正常工作。各种应用软件的运行都需要一些共同的基本操作，例如都要从输入设备中取得相应数据，向计算机的输出设备送出数据，然后向外存写数据，从外

存中读数据，对数据的常规管理，等等。这些基础工作也要由一系列指令来完成。人们把这些指令集中组织在一起，形成专门的软件，用来支持应用软件的运行，这种软件称为系统软件。

(2)应用软件。是用户为了某一相应的目的而有专业计算机从业者专门编制的软件，较常见的如：

a. 用户信息管理软件，主要是用于输入、存储、修改、查询各种信息，如认识管理软件、银行管理软件等等。

b. 对办公文字处理软件，主要用于单位、公司等用户输入、储存、修改、编辑、打印文字材料等，例如office 软件、wps 等。

2 计算机硬件与软件之间的关系

计算机硬件是软件的载体，他们相互依存，缺一不可，简单的说如果只有计算机硬件而无软件的话，其是无法运行的一个裸机，具体的说：

(1)硬件(Hardware)：简单的说计算机中用户可以直视看到的东西一般都是硬件。

(2)软件(Software)：是指计算机系统中的程序及其文档，协助计算机硬件能运行的一些指令，已达到用户追求的结果。

(3)一个完整的计算机系统，如需正常运行，需要

硬件和软件相互配合，如果硬件是软件赖以工作的物质基础，那么软件是硬件工作的精神基础。计算机系统必须要配备完备的计算机软件系统才能正常发挥相应的状体，且充分发挥其计算机硬件的各种功能。没有安装操作系统软件的计算机是裸机，没有使用价值。硬件的功能无法实现得不到发挥。

(4)其实计算机硬件和计算机软件没有详细的区别划分或者说是严格的界线吧，科技快速发展的今天，在许多情况下，计算机的一些功能既可以由硬件实现，也可以由软件来实现。因此，硬件与软件在一定意义上说没有绝对严格的划分。有操作系统软件，但是没有计算机硬件就无法运行，操作就无从谈起。没有操作系统的支持，其他任何应用软件更是无法应用。

(5)硬件和软件同步发展。计算机软件随着计算机硬件技术的快速发展及频繁的更新换代而发展，而软件的不断开发、完善又促进硬件的快速更新，两者相成相辅的作用，使得他们共同快速的进步。

3 计算机硬件与软件未来的关系

当下的计算机软件和硬件的关系如同灵魂与躯体的关系，在文明社会不断进步中，科技越来越发达，计算机未来将会朝着体积小、能耗低、速度快、存储容量大、等方面不断进步，软件方面会提供更便捷、

更智能的体验与服务，总而言之：计算机硬件与软件的功能会在未来不断强大，相应的范围也会更加广泛、当然，用户体验的时候稳定性会更高、使用的时候更方便。未来，计算机的硬件与软件可能不再区分的那么明显，甚至可能会发生更大的变化，相互融合，再无分彼此。在硬件的发展会更加的人性化，比如：采用高性能核电池来作为计算机的电源，一辈子只用一块电池;计算机变得如同纸张一般，更加便于携带;又如计算机可以远程与家庭中的所有电器进行远程操控等等，这些都将是未来发展的方向。我们应当对计算机的未来充满信心，社会和科学技术的不断进步将会大大的促进计算机的全面发展，也会促进计算机应用的飞速发展。所以，我们不妨将目光放的长远一些，更加注重未来的计算机的形态，应用，以及硬件与软件的联系与区别，以现在的发展对未来的计算机发展的影响做出合理的推测，使计算机更好的为人类服务，同时更好的加快计算机的发展。

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