1-控制器：是CPU的核心，控制并協(xié)調整個計算機的動作
控制器的組件如下：
● 指令寄存器：保存CPU即將執(zhí)行的指令
● 指令解碼器：解碼指令，已知CPU執(zhí)行的操作
● 定時與控制電路：用來產生各種微操作控制信號
● 程序計數(shù)器：其中存放下一條指令的地址。由于多數(shù)情況下程序順序執(zhí)行，所以程序計算數(shù)器設計為自動加1，當出現(xiàn)轉移指令或中斷等情況時，則重填程序計數(shù)器，程序計數(shù)器可能是下一條指令的絕對地址也可能是相對地址，即地址偏移量
● 標志寄存器：其中通常記錄運算器的重要狀態(tài)和特征，典型為是否溢出，結果為0或被0除。這個寄存器的每一位代表一個特征，其典型應用是作為跳轉指令的判斷條件。
● 堆棧和堆棧指針：堆?？梢詾橐唤M寄存器或存儲器內的特定區(qū)域，由于寄存器數(shù)量有限，所以大多數(shù)系統(tǒng)采用了使用存儲器的軟件堆棧，指向堆棧頂部的指針稱為堆棧指針。
● 寄存器組：上面提到的指令寄存器和標志寄存器等為專用的寄存器組，它們有特定的功能和用途。通用寄存器的功能由程序指令決定最常見的應用是放置計算的中間結果及減少對存儲器的訪問次數(shù)，其寬度和運算器的位數(shù)一致。
2-運算器：主要功能是在控制器下完成各種算運算、邏輯運算和其他操作，一個計算過程需要用到加法器/累加器、數(shù)據寄存器或其他寄存器，如狀態(tài)寄存器。
加法是加運算器的基本功能，在大多數(shù)CPU中，其他計算也是經過變換后使用加法完成的。
為完成多位加法，可以通過增加電路和部件，簡單的加法器能夠變?yōu)榇?，并行加法器及超前進位加法器等。
運算器的位數(shù)，即運算器一次能對多少位的數(shù)據執(zhí)行加法運算是衡量中央處理器的一個重要指標。
3-存儲器系統(tǒng)：包括寄存器，cache(高速緩沖)，主存儲器，磁盤存儲器，光盤存儲器和磁帶存儲器。
存儲器中數(shù)據常用的存取方式：
● 順序存取：存儲器的數(shù)據以記錄形式組織，對數(shù)據的訪問必須按特定的線性順序進行。磁帶存儲器采用這種方式
● 直接存取：使用一個共享的讀寫裝置訪問所有的數(shù)據，每個數(shù)據塊都擁有唯一的地址標識，讀寫裝置可以直接移動到目的數(shù)據塊的所在位置進行訪問，存取時間也可變的。磁盤存儲器采用這種方式。
● 隨機存?。捍鎯ζ鞯拿恳粋€可尋址單元都有自己唯一的地址和讀寫裝置，系統(tǒng)可以在相同的時間內訪問任意一個存儲單元的數(shù)據，而與先前的訪問序列無關。主存儲器采用這種方式。
● 相聯(lián)存取：這也是一種隨機存取的形式，但是選擇某一單元進行讀寫取決于其內容而不是其地址。與普通的隨機存取方式一樣，每個單元都有自己的讀寫裝置，讀寫時間也是一個常數(shù)，使用這種方式，可以對所有的存儲單元的特定位進行比較，選擇符合條件的單元進行訪問。為了提高地址映射的速度，cache采用這種方式（用于小數(shù)據緩沖。ｃｐｕ里面都有一二級高速緩沖，用來存放待處理的數(shù)據或者交換數(shù)據）
CPU通過總線可直接訪問存儲器，通常稱為“內存”，硬盤等需要通過I/O接口訪問的存儲器稱為外存或者輔存
▲ 主存儲器：主存儲器也就是我們簡稱的主存或內存
存儲器的性能指標如下
1- 存取時間:從CPU發(fā)出指令到操作完成時間
2- 傳輸率:或稱為數(shù)據傳輸帶寬,指單位時間內寫入或讀取的數(shù)據的多少.顯然存取時間越少,則傳輸率越高
3- 存儲密度:單位面積的存儲容量
=RAM：即可以寫入也可以讀出，斷電后數(shù)據無法保存，因此只能用于暫存數(shù)據
-DRAM：信息會隨時間逐漸消失，因此需要定時對其進行刷新以維持信息不丟失。
-SRAM：在不斷電情況下信息能夠一直保持
=DRAM的密度大于SRAM且更加便宜，但是SRAM速度快，電路簡單（不需要刷新電路），然而容量小且價格高。
=ROM：只讀存儲器，信息已固化在存儲器中，只可讀出，但無法改寫，一般用于存放系統(tǒng)程序BIOS和微程序控制。出廠時其內容由廠家用掩膜技術（mask）寫好
=PROM：可編程ROM，只能進行一次寫入操作與ROM相同，可以在出廠后由用戶自己使用特殊電子設備寫入
=EPROM：可擦除的PROM,其中的內容既可以讀出,也可以寫入,但是在一次寫操作之前必須用紫外線照射15-20分鐘以擦除所有信息,然后寫入,可以寫多次
=E2PROM:電可擦除EPROM,可以讀出,也可寫入,而且在寫操作之前,不需要把以前內容擦除.能夠直接對尋址的字節(jié)或塊進行修改識不過與操作所需的時間遠遠大于讀操作所需時間(每字節(jié)需幾百MS),其集成度也較低
=閃速存儲器(flash memory):其性能介于EPROM和E2PROM之間,可使用電信號進行刪除操作.整塊閃速存儲器可以在數(shù)秒內刪除,速度遠快于EPROM,而且可以選擇刪除某一塊而非整塊芯片,但還不能進行字節(jié)級別的刪除操作.其集成度與EPROM相當,高于E2PROM.也稱閃存
=相聯(lián)存儲器:CAM是一種特殊的存儲器,是一種基于數(shù)據內容進行訪問的存儲設備，寫入數(shù)據時，CAM能夠自動選擇一個未用的空單元存儲,讀出數(shù)據時,不是給出其存儲單元的地址,而是直接給出該數(shù)據或者該數(shù)據的一部份內容,CAM對所有的存儲單元中的數(shù)據同時進行比較并標記符合條件的所有數(shù)據以供讀取.由于比較是同時進行的,所以這種基于數(shù)據內容讀寫的機制其速度比基于地址進行讀寫的方式要快很多
▲ 輔助存儲器
輔助存儲器用于存放當前不需要立即使用的信息，一旦需要，則和主機成批交換數(shù)據。它是主存儲器的后備，常用的有磁帶、磁盤、光盤
=磁帶存儲器：順序存取設備，存取時間長，存儲容量大，便于攜帶，價格便宜
主要分兩種讀寫方式：
-啟停式：按帶寬分為1/4英寸，1/2英寸，1英寸。信息以文件塊的形式存放
-數(shù)據流：記錄格式是串行逐道記錄，每次讀寫一位信息。數(shù)據連續(xù)地寫在磁帶上，數(shù)據塊之間以空隙分隔，磁帶機不能在塊間啟停。
=磁盤存儲器：磁盤上的數(shù)據都存放在磁道上，磁道是磁盤上的一組同心圓，其寬度與磁頭的寬度相同。
為了避免減小干擾，磁道與磁道之間要保持一定的間隔，沿磁盤半徑方向，單位長度內磁道的數(shù)目稱之為“道密度”，最外層為0道。數(shù)據傳輸以塊為單位，所以磁盤上的數(shù)據也以塊的形式存放，這些塊稱為扇區(qū)，每個磁道通常包括10-100個扇區(qū)。
=RAID存儲器：廉價磁盤冗余陳列，其策略是用多個較小的磁盤驅動器替換單一的大容量磁盤驅動器，同時合理地在多個磁盤上分布存放數(shù)據以支持同時從多個磁盤上讀寫，從而改善了系統(tǒng)I/O性能。RAID機制中共分8個級別，工業(yè)界公認的標準分別為RAID0-RAID7，RAID應用主要技術有分塊技術和交叉技術和重聚技術
=網絡存儲：方法兩各，其一、利用服務器提供的接口來實現(xiàn)管理，其二、通過專用存儲連接來管理，后者是大部分存儲工業(yè)公司經常采用的方法
網絡存儲沿著兩條主要技術發(fā)展即NAS-網絡連接存儲，SAN-存儲區(qū)域網絡
SAN和NAS區(qū)別如下：
SAN是一種網絡，NAS產品則是一個專有文件服務器或一個智能文件訪問設備
SAN在服務器和存儲器之間用做I/O路徑的專用網絡
SAN包括面向塊SCSI和面向文件NAS的存儲產品
5-計算機性能評價
指令流：機器執(zhí)行的指令序列
數(shù)據流：指令流調用的數(shù)據序列，包括輸入數(shù)據和中間結果
1、計算機根據多倍性分類
SISD-單指令流單數(shù)據流:最簡單的方式,計算機每次處理一條指令,并只為一個操作部件分配數(shù)據
SIMD-單指令流多數(shù)據流:并行處理機通常具備SIMD,多個處理單元每次都執(zhí)行同樣的指令,處理不同的數(shù)據單元,非常適合處理矩陣計算等
MISD-多指令流單數(shù)據流:有多個處理單元,同時執(zhí)行不同的指令,針對的是單一數(shù)據.
MIMD-多指令流多數(shù)據流:全面的并行處理,典型的是多處理機
2、處理器性能
計算機系統(tǒng)是一個極為復雜的系統(tǒng)，不同的指令系統(tǒng)，不同的體系實現(xiàn)方式，不同數(shù)量的硬件，不同的部件組合都對計算機的性能造成不同的影響，而且不同的應用對處理器性能的不同方面有不同的要求，這使得處理器性能評價需綜合考慮各方面。
3-影響處理器性能的主要因素
●基本字長：運算器進行計算的位數(shù)稱為基本字長。
●數(shù)據通路寬度：指數(shù)據總線一次所能并行傳送的位數(shù)。
●指令系統(tǒng)：不同的指令系統(tǒng)對處理器的性能也有非常大的影響
●時鐘頻率：提高處理器的時針頻率高能夠提高系統(tǒng)性能
●流水線技術：處理器使用流水技術使得不同指令的不同執(zhí)行部分能夠使用不同的處理單元同時執(zhí)行。
●內部數(shù)據/指令緩存：使用存儲器內部的數(shù)據或指令緩存，能夠減少處理器訪問較慢的內存，從而提高警惕處理器的性能
4-處理器性級評價
●等效指令速度法
●數(shù)據處理速度法
●核心程序法