一、計算機系統組成
二、馮·諾依曼計算機
馮·諾依曼（John von Neumann，1903~1957），20世紀最重要的數學家之一，在現代計算機、博弈論、核武器和生化武器等諸多領域內有傑出建樹的最偉大的科學全才之一，被后人稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。
馮·諾依曼計算機主要由運算器、控制器、存儲器和輸入輸出設備組成，
它的的特點是：
1、程序以二進制代碼的形式存放在存儲器中；
2、所有的指令都是由操作碼和地址碼組成；
3、指令在其存儲過程中按照執行的順序；
4、以運算器和控制器作為計算機結構的中心等。
三、計算機硬件系統
三-1、中央處理器CPU
中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規模的集成電路，是一台計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。
它與內部儲存器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設備合稱為電子計算機三大核心部件。
CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。其中控制器和運算器是計算機的核心。
1、運算器
運算器：計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部件（ALU）。
2、控制器
控制器（Control Unit）是計算機的指揮中樞，用於控制計算機各個部件按照指令的功能要求協同工作。其基本功能是從內存取指令、分析指令、向其他部件發出控制信號。
3、CPU主要性能指標
主頻：
主頻指CPU時鍾頻率，也可說是CPU工作頻率，單位Hz。主頻不是唯一決定CPU性能的指標，不能單一說主頻越高CPU性能越強。
睿頻：
睿頻也稱為睿頻加速，是一種CPU超頻技術。當開啟睿頻加速后，CPU會根據當前任務量自動調整CPU主頻，關閉一些不重要的核心，從而發揮最大的性能。
QPI帶寬:
QPI（quick path interconnect ）總線是用於CPU內核與內核之間、內核與內存之間的總線，是CPU內部總線。QPI帶寬越高意味着CPU數據處理能力越強。QPI總線可以實現多核處理器內部直接互聯，而無需像以前一樣必須經過芯片組。
QPI總線的特點是數據傳輸延遲短、傳輸速率高。QPI每次傳輸2B,而且是雙向的，即發送的同時也能接收。
字長：
在計算機中，作為一個整體參與運算、處理和傳送一串二進制數稱為一個“字”，組成“字”的二進制位數稱為字長，字長等於通用寄存器的位數。通常說的CPU位數就是CPU字長，也是CPU中通用寄存器的位數。例如：64位CPU是指CPU的字長64位，也是CPU的通用寄存器為64位。
高速緩存儲存器容量：
高速緩存存儲器（Cache）是位於CPU與內存之間的高速存儲器，運行頻率極高，一般是和CPU同頻運作。在同等條件下增大Cache的容量就能減小CPU的等待時間。CPU往往需要重復讀取同樣的數據塊，而緩存容量增大，可以大幅度提升CPU內部讀取數據的命中率，而不用再到內存上尋找，因此提高效率。
由於CPU芯片面積和成本因素，Cache都很小。目前CPU中的Cache一般分成三級：L1 Cache （一級緩存）L2 Cache（二級緩存） L3 Cache（三級緩存），緩存級別並不是越多越好，命中率越高才是越好。而實際二級緩存以后，增加緩存的級數帶來的命中率提高越來越少。
多核和多線程：
多核技術的開發是因為單一提高CPU的主頻無法帶來相應的性能提高反而會使CPU產生更多的熱量，在短時間內就會燒毀CPU。所以在一個芯片上集成多個核心，通過提高程序的並發性從而提高性能。多核處理器需要一個控制器來協調多個核心之間的任務分配、數據同步工作。
多線程是利用超線程技術，把一個物理內核模擬成兩個邏輯單元，像兩顆內核一樣同時執行兩個線程。
超線程技術就是在屋里內核里增加一個邏輯處理單元，共享其余部件如：ALU（算數邏輯單元）、FPU（浮點運算單元）、Cache（緩存），超線程技術減少了CPU的閑置時間，提高了CPU的運行效率，但是要發揮這種效能除了操作系統支持之外，還必須要軟件支持。
三-2、存儲器
儲存器（Memory）是計算機系統中用於保存信息的記憶設備，存放計算機中所有數據的場所。根據儲存器和CPU的關系，可以分為內存儲器（主存儲器、內存）、外儲存器（輔助儲存器、外存）。
1、內儲存器
內儲存器直接與CPU相連接，儲存容量較小，但速度快，用來存放當前運行程序的指令和數據，並直接與CPU交換信息。內儲存器由許多儲存單元組成，每個單元能存放一個二進制數或一條由二進制編碼表示的指令。內儲存器是由隨機儲存器和只讀儲存器構成的．
按照讀寫分類：隨機儲存器（RAM）Random Access Memory 、只讀儲存器(ROM) Read Only Memory.
RAM random access memory
RAM就是我們常說的內存。RAM中的內容可以按期地址隨時進行存取，RAM主要特點是數據存取速度快，掉電數據丟失。
按照存儲單元的工作原理，隨機存儲器又分為靜態隨機存儲器（英文：Static RAM，SRAM)和動態隨機存儲器（英文Dynamic RAM，DRAM)。
ROM Read Only Memory
ROM 主要用於存放計算機啟動程序。與RAM相比，ROM的數據只能被讀取而不能寫入，如果要更改，就需要紫外線來擦除。另外RAM中的數據掉電丟失，而ROM就不會。
在計算機開機的時候，CPU加電並開始准備執行程序。此時，由於電源關閉時。RAM中沒有程序和數據，所以ROM就可以發揮作用了。
BIOS( Basic Input Output System,基本輸入輸出系統)實際上就是被固化到主板的ROM芯片上的程序。它是一組與主板匹配的基本輸入輸出系統程序，能夠識別各種硬件，還可以引導系統，這些程序指示計算機如何訪問硬盤、加載操作系統並顯示啟動信息。
Cache
Cache是一種高速小容量的臨時存儲器，集成在CPU內部，存儲CPU即將訪問的指令或數據。在計算機中，CPU的速度很快而內存的速度相對很慢，為了解決一個矛盾，在CPU和內存之間放置Cache，來減少速度不對稱之間的等待。Cache是CPU中的SRAM儲存芯片
2、外儲存器
外儲存器是指計算機內存以及CPU緩存以外的儲存器，此類儲存器暫時或者長期保存數據、程序、並隨時提供計算機處理加工，一般斷電后數據仍然保存。注意：CPU不能直接與外存打交道。 常見的外儲存器有：U盤、硬盤、光盤、固態硬盤（SSD)。
四、輸出輸出設備
輸入輸出設備又稱之為I/O設備，都屬於計算機外部設備
1、輸入設備：將用戶輸入的程序、數據、操作指令等信息變成計算機能執行的二進制信息，並輸入到內存中，以便計算機進行處理。 常用設備有：鍵盤、鼠標、掃描儀、語音輸入設備、點觸式設備、條形碼識別器、讀卡器。
2、輸出設備：將計算機的處理結果轉化為人或其他設備能識別和接受的形式，並將其表現出來。常用的設備有顯示器、打印機、投影儀、繪圖儀。
五、總線（Bus）
總線（Bus）是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導線組成的傳輸線束， 按照計算機所傳輸的信息種類，計算機的總線可以划分為數據總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數據、數據地址和控制信號。總線是一種內部結構，它是cpu、內存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過總線相連接，外部設備通過相應的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統。在計算機系統中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計算機是以總線結構來連接各個功能部件的。
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數據總線（Data Bus）：在CPU與RAM之間來回傳送需要處理或是需要儲存的數據。 數據總線決定CPU的字長。
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地址總線（Address Bus）：用來指定在RAM（Random Access Memory）之中儲存的數據的地址。計算機的位數反映了計算機的 直接尋址能力，即計算機系統支持的最大內存容量。
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控制總線（Control Bus）：將微處理器控制單元（Control Unit）的信號，傳送到周邊設備，一般常見的為 USB Bus和1394 Bus。
六、計算機常見接口
1、USB接口（通用串行總線）接口是一種串行總線接口，支持熱插拔、傳輸速率較高等優點
USB 2.0 （黑色）：傳輸速率可達60MBps
USB 3.0（藍色）：傳輸速率可達600MBps
USB 3.0向下兼容 USB 2.0 ，也就是說USB 3.0的接口也可以識別USB 2.0 的設備
2、IEEE 1394 接口
IEEE 1394 接口是為了連接多媒體的高速串行接口標准。目前傳輸速率可達400Mbps，支持熱插拔，目前支持的設備不多，主要是攝像機、移動硬盤、音響設備
3、HDMI接口
HDMI（高清晰度多媒體接口）是一種數字化音頻/視頻接口技術，是詩和視頻傳輸的專用接口，可同時傳送視頻和音頻信號，最高傳輸速度是5Gbps。
HDMI接口是代替DVI（數字顯示接口）的計算機高清顯示輸出的統一標准。PS：隨着時代的發展DVI接口暴露出種種問題，稱謂高清視頻發展的瓶頸。DVI接口不兼容平板高清電視，DVI接口只有8位RGB信號，不能讓廣色域的顯示器發揮最佳性能，DVI只有視頻信號沒有音頻信號。
常見設備使用的接口：
鍵盤設備：RS -232(串口) PS/2 USB 顯示器 ： VGA DVI HDMI 打印機：USB LPTI(並口) 網絡 RJ-45
