计算机组成及功能

计算机组成部分主要由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备这5部分组成。

或者

cpu: 由运算器、控制器组成。CPU内又可分为两个主要的单元，分别是：算数逻辑单元与控制单

    元。其中算数逻辑单元主要负责程序运算与逻辑判断，控制单元则主要在协调各周边组件不各

单元间的工作。不同的微指令集会导致CPU工作效率的优劣，除了这点之外，CPU效能的比较还

有CPU的频率。频率就是CPU每秒钟可以进行的工作次数，频率越高表示这
颗CPU单位时间内可

以作更多的事情。举例来说，Intel的Core2Duo型号E8400的CPU频率为3.0GHz，表示这颗CPU在

一秒内可以进
行3.0x10⁹次工作。

memory: 编址存储设备。

io: 输入输出设备，即与外部部件交互,比如网卡。

运算器：运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运

算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以

及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处

理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。

与Control Unit共同组成了CPU的核心部分

存取器：存储器（Memory）是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广，有很多层

次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成
电路中，一个没有

实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的

存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。计
算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算

机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和

取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。计算机中的存储器按用

途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外
存）,也有分为外部存储器和内部存储

器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部

件，用来存放当前正在执行的数据和
程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断

电，数据会丢失。

控制器：由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令

的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

概念：操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能

包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用

软件提供支持，让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供各种形式的用户界面，使

用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口等。实际上，用户

是不用接触操作系统的，操作系统管理着计算机硬件资源，同时按照应用程序的资源请求，分

配资源，如：划分CPU时间，内存空间的开辟，调用打印机等。

主要功能:

进程管理（Processing management）

内存管理（Memory management）

文件系统（File system）

网络通讯（Networking）

安全机制（Security）

用户界面（User interface）

驱动程序（Device drivers）

特点：CPU架构是CPU厂
商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了区分

不同类型CPU的重要标示。目前市面上的CPU指令集分类主要分有两大阵营，一个是

intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集CPU。两

个不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例
如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，

而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。

性能:通常来讲，在同系列微处理器，主频越高就代表计算机的速度也越快，但对于不同类型的

处理器，它就只能作为一个参数来作参考。另外CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各

方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主

频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不

代表CPU的整体性能。CPU频率，就是CPU的时钟频率，简单说是CPU运算时的工作的频

率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称。单位是Hz。它决定计算机的运行速度，随着计算机

的发展，主频由过去MHZ发展到了当前的

GHZ（1GHZ=10^3MHZ=10^6KHZ=10^9HZ）。

注意:随着技术的发展，CPU速度越来越快，内存、硬盘等配件逐渐跟不上CPU的速度了，而倍频

的出现解决了这个问题，它可使内存等部件仍然工作在相对较低的系统总线频率下，而CPU

的主频可以通过倍频来无限提升（理论上）。

计算机原理比较抽象，概念比较多，要不断学习来提高自己！