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现代计算机系统是硬件、固件和软件组成的一个十分复杂的整体。为了对这个系统进行描述、分析、设计和使用,人们从不同的角度提出了观察计算机的观点和方法。其中常用的一种方法,就是从语言的角度出发,把计算机系统按功能划分成5个层次级别,每一级以一种不同的语言为特征,每一级都能进行程序设计。

计算机系统的层次结构如图1-10所示:

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第1级是微程序设计级,属于硬件级,由机器硬件直接执行微指令,是计算机系统最底层的硬件系统。这一级也可直接用组合逻辑和时序逻辑电路实现。

第2级是机器语言级,也属于硬件级,由微程序解释机器指令系统。这一级控制硬件系统的操作。

第3级是操作系统级,属于(软硬件)混合级,由操作系统程序实现。这一级统一管理和调度计算机系统中的软硬件资源,支撑其他系统软件和应用软件,使计算机能够自动运行,发挥高效特性。

第4级是汇编语言级,属于软件级,由汇编程序支持和执行。这一级给程序设计人员提供了汇编语言这种符号形式语言,以减少程序编写的复杂性。

第5级是高级语言级,也属于软件级,由各种高级语言编译程序支持和执行。这一级是面向用户的,为方便用户编写应用程序而设置。

除第1级外,其他各级都得到下面各级的支持,同时也得到运行在下面各级上的程序的支持。第1级到第3级编写程序所采用的语言,基本上是二进制语言,机器执行和解释比较容易。第4、5两级编写程序所采用的语言是符号语言,用英文字母和符号来表示程序,因而便于大多数不了解硬件的人们使用计算机。

各层次之间关系紧密,上层是下层功能的扩展,下层是上层的基础,这是计算机系统层次结构的一个特点。

计算机系统中5个层次级别的特点如表1-2所示。

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