而从计算机设计者的角度看，计算机系统可以进一步划分为不同的层次来实现其功能。这种划分可以看成是概念上的划分，但却是十分有意义的。我们可以设想计算机是按照不同的层次结构来建造的。这里的每一个层次都实现某项特定功能，并有一个特定的假想机器与之对应。对应计算机的每一个层次的这种假想机器称之为虚拟机。每一层的虚拟机都执行自己特有的指令集，必要时还可以调用较低层次的虚拟机来完成各种任务。如图1-17是一个业界普遍接受的代表不同抽象的虚拟机器的计算机组织结构层次图。
计算机系统层次结构，指的是计算机系统由硬件和软件两大部分所构成，而如果按功能再细分，可分为7层。把计算机系统按功能分为多级层次结构，就是有利于正确理解计算机系统的工作过程，明确软件，硬件在计算机系统中的地位和作用。
1. 计算机系统组成层次
从一般使用者的角度来看，一套完整的计算机系统主要由硬件系统和软件系统两部分组成，其中软件系统根据其作用又可分为系统软件和应用软件。因此，从这一层面上看，计算机系统自下而上可以看成是由三个层次构成的，即：计算机硬件、系统软件和应用软件，下层为上层功能的实现提供支持。
（1）计算机硬件
计算机硬件有五大组成部分：控制器（Control Unit，CU）、运算器(Arithmetic Logic Unit，ALU)、存储器(Memory)、输入设备(Input)和输出设备(Output)。冯诺依曼体系结构
控制器和运算器等部件被集成在一起称为中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），CPU是硬件系统的核心，用于数据的加工处理，能完成各种算术、逻辑运算以及控制功能。
存储器是计算机系统中的记忆设备，分为内部存储器和外部存储器。前者速度高、容量小，一般用于临时存放程序、数据及中间结果。外部存储设备容量大、速度慢，可以长期保存程序和数据。
输入设备和输出设备合成为外部设备（外设），输入设备用于输入原始数据以及各种命令，而输出设备则用于计算机运行的结果。
（2）系统软件
系统软件是指能够对计算机硬件资源进行管理，对用户方便使用计算机硬件资源提供服务的软件，其核心就是操作系统。
（3）应用软件
应用软件则是人们使用各种计算机语言为解决各种应用问题而编制的程序。
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