计算机的软硬件概念
硬件
即计算机的实体，包括主机、外设、总线等。
何为主机？
处理器和主存统称为主机；实际上，主机可以包括CPU、主存、I/O接口、总线。
何为外设？
把输入输出设备统称为外部设备。
软件
由各类特殊功能的信息（程序）组成
- 系统软件 用于管理整个计算机系统，比如语言处理程序、操作系统、服务性程序、数据库管理系统、网络软件
- 应用软件 按任务需要编制成的各种软件。
计算机的基本组成
冯·诺依曼计算机的特点
冯·诺依曼是最早提出“存储程序”概念
冯·诺依曼计算机有一些特点。首先，冯诺依曼计算机以运算器为中心，由五大部分组成：
- 存储器
- 主存：主板上的存储器是可以被处理器直接访问的，故称“主存储器”，简称主存
- 辅存
- 控制器 CU
- 运算器 ALU
- 输入设备
- 输出设备
通常将CU和ALU集成在一起（实际上，还要加上一些寄存器），构成处理单元PU（也称处理器），一台计算机只有一个PU，那么它必定是计算机的核心部件之一，故称CPU（中央处理器）；输入设备和输出设备统称IO设备。
哈佛体系结构
哈佛大学Aiken在研制了机电计算机Mark I之后，继续研制了后继的机电计算机Mark II 以及电子管计算机Mark III和Mark IV, Mark III和Mark IV与同期的EDVAC、EDSAC。
与这些使用单一存储器存放指令和数据的计算机相比，最大的不同是使用分离的存储器存放指令和数据。
当时冯·诺依曼体系结构已经普遍被接受，所以这种机器被认为是异端的，并被称为哈佛体系结构。
计算机体系结构简介
- 计算机组成：计算机体系结构的逻辑实现
- 计算机实现：计算机组成的物理实现
- 计算机软件/硬件的等价性原理
硬件和软件在逻辑功能上是等价的。软件的功能在原理上可以由硬件或固件来实现，硬件的功能在原理上也可以由软件的模拟来实现。
存储器的基本组成
主存储器由存储体、MAR、MDR组成。
与存储相关的术语：
- 存储单元 存取一串二进制代码
- 存储字 存储单元中二进制代码的组合
- 存储字长 存储单元中二进制代码，每个存储单元赋予一个地址
MAR 即存储器地址寄存器，反映存储单元的个数；
MDR 即存储器数据寄存器，反映存储字长。
运算器的基本组成
计算机硬件的主要技术指标
机器字长
即CPU一次能够处理数据的位数，一般等于CPU中的寄存器位数。
运算速度
- 主频
主频的倒数即为时钟周期。 - 吉普森法计算机器运行速度
- 核数 每一个核支持的线程数
- CPI 即执行一条指令需要的时钟周期数
- MIPS 每秒执行的指令的平均条数
- FLOAPS 浮点运算次数每秒，即Floatint Point Operation Per Second
存储容量
- 主存容量
- 存储单元个数×存储字长，如 1K × 8位
- 直接用字节数表示，如 1KB = $ 2^13 $ b
- 辅存容量
- 用字节数表示
计算机系统主存储器的最大存储单元个数取决于处理器地址总线的线数（宽度）（也即MAR的位数，MAR与处理器地址总线相连）
存储字长是由CPU中的MDR的位数反映。
