校园里当初学习的知识基本消耗殆尽，脑海中只剩浅浅又浅浅的记忆痕迹。即使一直从事相关的工作，但仅仅在一个方向上做着苦行僧，从来无暇去还原看全貌。或许是心有余悸，亦或许是仅仅为了搞钱而没用心正面看过它。在滚滚向前的科技时代洪流中，庆幸自己一直被裹夹在浪头往前飘。我本一粒沙，上帝不会一直眷顾于你。知其然知其所以然，应该是我们技术人对自己的基本要求。闲话少说，进入正题。
第一台电子计算机诞生于1946年，美国宾夕法尼亚大学，名为ENIAC。1971年，美国英特尔成功把算术运算器和逻辑运算器集成在一起，发明了世界上第一块微处理器。第一台个人电脑产生于1981年。网络技术出现于二十世纪七十年代美国军方内，八十年代构建了Internet互联网雏形。组成计算机的电子元件发展经过了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路四个阶段。随之，计算机的发展趋势也形成了巨型化、微型化、智能化、网络化的格局。
人们所用的个人计算机（PC）主要有冯·诺依曼确立的计算机的基本结构，即冯·诺依曼结构，计算机应有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。当然为了提升性能等，后人在此基本结构上做了优化，比如加入寄存器、缓存等。五大功能部件相互配合协同工作，接收输入的数据，然后进行运算再输出。硬件系统采用总线结构，各个部件之间通过总线相连构成一个统一的整体。
基于上图逐个展开进行认识。
-运算器
运算器又称算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit简称ALU），是进行算术、逻辑运算的部件。运算器的主要作用是执行各种算术运算和逻辑运算，对数据进行加工处理。控制器、运算器和寄存器等组成硬件系统的核心----中央处理器（Central Processing Unit，简称 CPU）。CPU用大规模集成电路工艺集成在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。
-控制器
控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。是协调指挥计算机各部件工作的元件，其功能是从内存中依次取出命令，产生控制信号，向其他部件发出指令，指挥整个运算过程。控制器是统一指挥、协调其他部件的中枢。
-寄存器
寄存器是计算机中央处理器的主要组成部分之一,它是用来暂时存放相关指令信息或数据信息的硬件设备。寄存器是CPU的组成部分，因为在CPU内，所以CPU对其读写速度是最快的，不需要IO传输。但同时也决定了此类寄存器数量非常有限，有限到几乎每个存储都有自己的名字，而且有些还有多个名字。
-存储器
存储器是计算机记忆或暂存数据的部件。计算机中的全部信息，包括原始的输入数据。经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中。而且，指挥计算机运行的各种程序，即规定对输入数据如何进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中。
-输入设备
输入设备是是重要的人机接口，用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。
-输出设备
输出设备是输出计算机处理结果的设备，用于将存入在内存中的由计算机处理的结果转变为人们能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。
下面这个比喻感觉形象，如果我们把计算机理解为人的大脑，我们可以总结为：
-CPU是人的大脑，负责运算
-内存是人的记忆，负责临时存储
-硬盘是人的笔记本，负责永久存储
-输入设备是人的耳朵或眼睛，负责接受外部的信息传给CPU
-输出设备是人的嘴巴，负责将大脑思考加工过的信息传递出来
-以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于人的神经
除上述主要几大部件外，其他的个别部件做如下说明。
a.BIOS(Basic I/O System)是用来控制主板的一些最根本的输入系统和输出系统，另外BIOS还要完成计算机开机时自检。
b.显卡是把CPU要处理的图形信息存储在显存中，并且将它转换成模拟型号输出给显示器。主要包括显示芯片、显存、显示器接口、Video BIOS等。
c.声卡是多媒体计算机中实现声音和数字信号转换的硬件电路，主要包括声音处理芯片、功率放大芯片、输入输出端口、总线连接端口等。
d.在主板芯片组中，北桥芯片主要决定了主板支持的CPU的种类和频率，决定了支持内存的种类与最大容量、ISA/PCI/AGP插槽等。南桥芯片主要提供对通用串行总线、数据传输方式和高级能源管理等的支持。
e.缓存：CPU处理数据的速度是非常非常快的，但是，数据需要从硬盘中读取出才能传递到CPU处理，然而硬盘的读写速度跟CPU的处理初速比，差的实在是成千上万倍。所以加入了内存这个配件，他的目的就是将暂时需要用到的程序数据等，暂时存储在内存中，内存即就是位于硬盘和CPU之间的临时存储器。由于内存的读写速度远远大于硬盘，所以这个效率得到了非常大的提升。但是，CPU的处理速度依然远远大于内存的读写速度，CPU依然需要等待大量的时间从内存读取数据，CPU性能被浪费，所以CPU引入了一级缓存以减少CPU等待内存读取数据的时间，进而达到更充分的利用CPU性能。CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。一句话概括总结，高速缓存主要目的就是为了解决高速设备与低速设备之间通讯速度不匹配而设置的缓存。但一级缓存的容量很小，只有几十K左右，成本却非常非常高，这么小的几十K跟内存成百上千M的容量比，实在是不够用，一级缓存与内存的数据传递又成了瓶颈，出于成本考虑一级缓存不可能增大太多，所以又加入了二级缓存，他的速度比一级缓存要小的多，但成本低，而且可以做到比一级缓存大很多，所以就出现了二级缓存，现在二级缓存基本都是1M以上的了，甚至都6M的了。在这么一番改动后，基本可以满足处理器的速度了。不过，随着技术的发展，现在的CPU处理能力比之前大大提升了。光一级缓存和二级缓存的容量已经不能够满足CPU处理的要求，所以以后的AMD产品已经有了三级缓存的概念。这一切的目的都是为了让数据的传递能力达到与CPU的处理能力相当的水平。尽量把数据传递这个瓶颈降至最低。
