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计算机系统层次结构 南京大学 计算机科学与技术系 袁春风 email: cfyuan@nju.edu.cn 2015.6 开发和运行程序需什么支撑？ • 最早的程序开发很简单（怎样简单？） – 直接输入指令和数据，启动后把第一条指令地址送PC开始执行 • 用高级语言开发程序需要复杂的支撑环境（怎样的环境？） – 需要编辑器编写源程序 语言 – 需要一套翻译转换软件处理各类源程序 处理 • 编译方式：预处理程序、编译器、汇编器、链接器 程序 • 解释方式：解释程序 语言处理系统 – 需要一个可以执行程序的界面（环境） 语言的运行时系统 • GUI方式：图形用户界面 人机 • CUI方式：命令行用户界面 接口 操作系统内核 操作 指令集体系结构 支撑程序开发和运行的环境由系统软件提供 系统 计算机硬件 最重要的系统软件是操作系统和语言处理系统 语言处理系统运行在操作系统之上，操作系统利用指令管理硬件 早期计算机系统的层次 • 最早的计算机用机器语言编程 应用程序 机器语言称为第一代程序设计语言（ 指令集体系结构 First generation programming 计算机硬件 language ，1GL ） • 后来用汇编语言编程 应用程序 汇编语言称为第二代程序设计语言（ 汇编程序 Second generation programming 操作系统 language ，2GL ） 指令集体系结构 计算机硬件 现代（传统）计算机系统的层次 应用程序 • 现代计算机用高级语言编程 语言处理系统 第三代程序设计语言（3GL ）为过程式 语言，编码时需要描述实现过程，即 “ 操作系统 如何做”。