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什么是系统层次结构

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系统层次结构是计算机系统或信息系统按功能划分的层级模型,用于描述系统各组成部分的组成方式、功能定位及相互关系。根据应用领域不同,主要分为以下两类:

一、计算机系统层次结构(硬件与软件)

硬件层

包含最基础的物理设备,如CPU、内存、存储设备、输入输出设备等,负责执行基础计算和控制功能。

微程序层

通过微指令集实现硬件操作,如数据传输、算术运算等,是硬件执行的基础。

传统机器层

使用机器指令集(如x86指令),程序需通过汇编语言或编译语言转换为机器码执行。

操作系统层

提供资源管理、进程调度、内存管理等功能,是硬件与软件的桥梁。

语言处理程序层

包括汇编语言、高级语言(如C、Java)等,提供程序设计接口。

应用层

由数据库、办公软件、图形处理等应用程序组成,实现具体业务功能。

典型分层模型(如五级模型):

机器语言 → 汇编语言 → 高级语言 → 操作系统 → 应用程序

二、信息系统层次结构(管理层面)

分为物理层、系统层、支撑层、数据层、功能层和用户层,侧重信息系统的组织与管理:

物理层:

硬件设备基础,如网络设备、服务器等。

系统层:

操作系统及系统软件,管理硬件资源。

支撑层:

数据库、中间件等,提供业务支持功能。

数据层:

数据存储与管理,包括数据模型和数据库系统。

功能层:

实现信息处理、业务逻辑等核心功能。

用户层:

面向最终用户的应用界面和交互系统。

三、层次结构的作用

降低复杂度:通过分层抽象,简化系统设计和维护。

明确职责:各层专注特定功能,减少模块间的耦合。

提升可扩展性:便于功能扩展和系统升级。

不同领域可能存在差异,例如软件领域的层次结构更侧重功能划分,而信息系统层次结构更强调管理职能。理解时需结合具体场景。