从1946年第一台计算机诞生至今，虽然计算机的设计和制作技术都得到了快速的发展，但是计算机的设计思想仍然没有脱离冯·诺依曼提出的基本思想，即“存储程序、实现自动控制”。
计算机系统由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备五个基本部件构成，如图2－1所示，系统以运算器为中心，由控制器提供控制，采用二进制存储和运算，指令由操作码和地址码组成，程序在存储器中顺序存储、顺序执行，几个部件协同工作就能实现“程序存储控制”功能。
运算器的主要功能是在控制器的控制下完成各种算术运算、逻辑运算和其他操作。计算机中绝大多数的运算任务都是由运算器完成的。运算器主要由加法器/累加器、数据寄存器和控制线路构成。
控制器是中央处理器（CPU，由运算器和控制器构成）的核心，它的功能是控制和协调整个计算机的动作，是计算机的神经中枢。控制器通常需要在程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序节拍发生器和操作控制部件等协同工作下完成控制。
图2－1 计算机硬件组成示意图
图2－2 计算机存储系统组成示意图
存储器的功能是存储程序和数据，它是具有记忆功能的部件，是计算机的记忆装置。存储器的操作包括“写入”和“读取”两个方面。存储器分为高速缓冲存储器（Cache）、主存储器和辅助存储器，如图2－2所示。
高速缓冲存储器（Cache）：它是位于CPU与主存之间的临时存储器，它的容量比主存小，但和CPU的交换速度非常快。主存储器访问速度较快，可以直接被CPU访问，但是速度远比Cache慢。辅助存储器访问速度比主存储器慢，它不能被CPU直接访问。
输入设备功能是把原始数据、程序输入计算机内，并转换成计算机能接受的电信号。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。
输出设备功能是把计算机运算处理结果或工作过程在屏幕或纸张直观的表现出来。常用的输出设备有显示器和打印机。
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