计算机系统的层次结构

计算机系统以硬件为基础，通过配置各种软件来扩充系统功能，形成一个有机组合的复杂计算机系统。

1. 数字逻辑层：最底层是由逻辑门组成的逻辑电路，称为数字逻辑层。
2. 微程序设计层：这是一个实在的硬件层，它由机器硬件直接执行微指令。
3. 机器语言层：又称为一般机器层，它由微程序解释机器指令系统。

上述三层功能都是用硬件来实现的，它们构成了计算机的物理（实际）机器。在物理机器的基础上，添加软件可以增加计算机的功能，形成一个更“大”的计算机系统，这种非物理地实现计算机功能的扩大称为“虚拟”机。因此，计算机系统的软件和硬件的分界线就是 指令系统。指令系统以上的部分是软件，指令系统以下的部分是硬件。软件由指令系统开始往上面设计，硬件由指令系统开始往下面设计。

4. 操作系统层：它由操作系统程序实现，而操作系统是由机器指令和广义指令组成。 所谓广义指令，是操作系统定义和解释的软件指令。
5. 汇编语言层：它给程序员提供一种符号形式的语言，以减少程序员利用机器语言 编写程序的复杂性。这一层由汇编程序支持和执行。
6. 高级语言层。这一层由各种高级语言编译程序支持。

综上所述，在计算机系统的层次结构中，不同层次之间的关系表现为：上一层是建立在下一层的基础上实现的，实现的功能更强大，更接近人类解决问题的思维方式和处理问题的 具体过程，对使用人员更方便，使用这一层提供的功能时不必关心下一层的实现细节。下一层是实现上一层的基础，更接近计算机硬件实现的细节，实现的功能相对简单，人们使用这些功能也更加困难。总之，从下层向上层发展，反映了计算机系统逐级生成的过程；而从上 层向下层观察，则可帮助人们了解应用计算机求解问题的过程。这种层次划分有利于人们正 确理解计算机系统的工作原理，明确软件、硬件在系统中的地位和作用。同时，按照这种分层结构设计的计算机系统不仅易于建造、调试和维护，也易于扩充。 应该指出，这种层次划分不是绝对的。机器语言层与操作系统层的界面又称软、硬件的 交界面，常常是分不清的，它随着软件硬化和硬件软化而动态变化。操作系统和其他系统软 件的界面也不是很清楚的，例如数据库软件也部分地起到了操作系统的作用。