计算机系统的基础结构
一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
硬件（HardWare）
- 指计算机的各种看得见，摸得着的实实在在的物理设备的总称，包括组成计算机的电子的，机械的，磁的或光的元器件或装置，是计算机系统的物质基础。
软件（SoftWare）
- 指在硬件系统上运行的各类程序，数据及有关资料的总称。
- 硬件是软件建立和依托的基础，软件是计算机系统的灵魂。
- 没有硬件对软件的物质支持，软件的功能则无法发挥。
- 硬件和软件相互结合构成了一个完整的计算机系统，只有硬件和软件相结合才能充分发挥计算机系统的功能。
一、处理器
1.中央处理器（CPU - Central Processing Unit）
- 由
运算器、控制器和一些寄存器组成； 运算器进行各种算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的指挥系统;- CPU的主要
性能指标是主频和字长。
2.图形处理器（GPU - Graphics Processing Unit）
- 又称
显示核心、视觉处理器、显示芯片。 - 是一种专门在
个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。
3.张量处理单元(TPU - Tensor Processing Unit )
是一款为
机器学习而定制的芯片。经过了专门
深度机器学习方面的训练，它有更高效能(每瓦计算能力)。
二、存储器
存储器的主要功能是用来保存各类程序的数据信息。- 存储器可分为
主存储器和辅助存储器两类。
1.主存储器(也称为内存储器)
- 属于主机的一部分。
- 用于存放系统当前正在执行的数据和程序，属于临时存储器。
2.辅助存储器(也称外存储器)
- 它属于
外部设备。 - 用于
存放暂不用的数据和程序，属于永久存储器。 - 存储器与 CPU的关系表示:
3.内存储器
内存又称为主存。- 它和CPU一起构成了
计算机的主机部分。 - 它
存储的信息可以被CPU直接访问。 - 内存由
半导体存储器组成，存取速度较快，但一般容量较小。 - 内存中含有很多的存储单元，每个单元可以存放1个8位的二进制数，即1个字节(Byte，简称“B”)。
- 内存中的每个字节各有一个固定的编号，这个编号称为地址。
- CPU在存取存储器中的数据时是按地址进行的。
- 所谓存储器容量即指存储器中所包含的字节数，通常用KB、MB、GB、TB和PB作为存储器容量单位。
- 它们之间的关系为: 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB TB1024GB 1PB=1024TB。
- 内存储器通常可以分为随机存储器RAM、只读存储器ROM和高速缓冲存储器Cache三种。
4.外存储器
外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，而且大部分可以移动，便于在不同计算机之间进行信息交流。在微型计算机中，常用的外存有
硬盘、闪存和光盘4种。
①固态硬盘存储器
固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上基本与普通硬盘一致。采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬盘更快。
②机械硬盘存储器
机械硬盘存储器是由电机和硬盘组成，一般置于主机箱内。
③闪存
闪存又名优盘，是在存储速度与容量上介于软盘与硬盘之间的一种外部存储器。
④光盘
光盘根据其制造材料和记录信息方式的不同一般分为三类:只读光盘、一次写入型光盘和可擦写光盘。
三、输入设备
- 输入设备是
外界向计算机传送信息的装置。 - 在微型计算机系统中，最常用的
输入设备是键盘和鼠标，此外还有光电笔、数字化仪、图像扫描仪、触摸屏、麦克风、视频输入设备条形码扫描器等。
四、输出设备
输出设备的作用是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种为人们所认识的表示形式。- 在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器和打印机。
五、总线结构
按照总线上传输信息的不同，总线可以分为数据总线(DB)，地址总线(AB)和控制总线(CB)三种。
- 数据总线:用来传送数据信息，它主要连接了CPU与各个部件，是它们之间交换信息的通路。
- 地址总线:用来传送地址信息。CPU通过地址总线中传送的地址信息访问存储器。通常地址总线是单向的。
- 控制总线:用来传送控制信号，以协调各部件之间的操作。
六、主要性能指标
字长
- 字长是指一台计算机所能处理的二进制代码的位数。
- 字长愈长，能表示的数值范围就越大，计算出的结果的有效位数也就越多，机器的功能就更强。
运算速度
- 运算速度是指计算机每秒钟所能执行的指令条数，一般用MIPS(Milion ofInstructions Per Second，即每秒百万条指令)为单位。
主频
- 主频是指计算机CPU的时钟频率，它在很大程度上决定了计算机的运算速度。
- 一般时钟频率越高，运算速度就越快。
内存容量
- 内存容量是指内存储器中能够存储信息的总字节数，一般以GB为单位。 内存容量反映内存储器存储数据的能力。
- 目前计算机的内存容量有4GB、8GB、16G等。