1.4.1 计算机的硬件组成

计算机硬件是指组成计算机的电路、机械部件等物理设备的集合，是计算机进行工作的物理基础（或看得见摸得着的设备实体即为硬件）。基于冯·诺依曼结构的计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成，其关系如图1-21所示。

1.运算器

运算器（arithmetical unit）在控制器的控制下，对取自存储器的数据进行算术运算或逻辑运算，并将结果送回存储器。运算器一次运算二进制数的位数称为字长，主要有8位、16位、32位和64位等。字长是衡量CPU性能的重要指标之一。

2.控制器

控制器（control unit）的主要作用是控制各部件协调工作，使整个系统能够连续地、自动地运行。控制器每次从存储器中取出一条指令，并对指令进行分析，产生操作命令并发向各个部件，接着从存储器取出下一条指令，再执行这条指令，以此类推，从而使计算机能自动运行。

在现代计算机中，运算器和控制器被集成在一块集成电路芯片上，称为中央处理器（central processing unit，CPU），是计算机的核心部件。

3.存储器

存储器（memory）是用来存储程序和数据的部件，分为内存储器（简称内存）和外存储器（简称外存，也称辅存）两种。内存主要存放当前要运行的程序和数据，断电后数据会丢失。外存有硬盘、光盘、磁带机和U盘等，用来存储暂时不需要的程序和数据，平时常说的内存指的是RAM。

4.输入设备

输入设备（input device）可以把程序、数据、图形、声音或控制指令等信息，转换成计算机能接收和识别的信息并传输给计算机。目前常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、音/视频采集设备（话筒、摄像头等）等。

5.输出设备

输出设备（output device）能将计算机运算结果（二进制信息）转换成人类或其他设备能接收和识别的内容，如文字、图形、图像、声音或其他设备可以识别的信息指令。常用的输出设备有显示器、投影机、打印机、绘图仪和音箱等。

输入、输出设备和外部存储器统称为外部设备（简称外设），通过适配器与主机相连，使主机和外围设备并行协调地工作，是外界与计算机系统进行沟通的桥梁。

计算机系统各部分组成如图1-22所示。

6.总线

计算机硬件的5个部分之间由总线（bus）相连。系统总线是构成计算机系统的骨架，是系统部件之间进行数据、指令、地址及控制信号等信息传输的公共通路。

计算机中总线有外部总线和内部总线之分，外部总线有地址总线（address bus）、数据总线（data bus）和控制总线（control bus）3种，是CPU与其他部件之间的连线；内部总线则是指CPU内部的连线。总线实际上是一组导线，是各部件之间传输信息的公共通路。