一、概述
计算机系统由硬件和软件两部分组成。硬件系统是计算机的"躯干"，是物质基础。而软件系统则是建立在这个"躯干"上的"灵魂"，没有安装任何软件的计算机称为裸机。
1. 宏观角度
从宏观角度来看，计算机最底层的基础是各种硬件设备，然后在裸机上安装操作系统，之后再在操作系统下安装各种应用软件，最后用户只需使用各种应用软件即可。
2. 微观角度
从微观角度来看，计算机组成及各部分的功能如上图所示。值得注意的是外部设备与主机之间、主机中的各个部件之间的存储速度不一样，存储速度由慢到快依次是外存、内存、Cache、CPU。可见CPU的存储速度是最快的。
二、计算机硬件系统
计算机硬件系统由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
(一) 处理器
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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。
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图形处理器(GPU-Grapics Processing Unit) 图形处理器(GPU)，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。
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张量处理单元(TPU--Tensor Processing Unit) 张量处理单元(TPU)，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，具有更高效能(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。
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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。
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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的关系表示如下：
(1) 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，并且存储的信息可以被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作为存储器的容量单位。它们之间的关系为： [1 KB=1024 B 1 MB=1024 KB 1 GB=1024 MB 1 TB=1024 GB 1 PB=1024 TB]
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。
(2) 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、闪存和光盘几种。
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完全相同，在产品外形和尺寸上也基本与普通硬盘一致。但其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 机械硬盘存储器由电机和硬盘组成，一般置于主机箱内。机械硬盘是涂有磁性材料的磁盘组件，用于存放数据。它是一个非常精密的机械装置，磁道间只有百万分之几英寸的间隙，磁头传动装置必须把磁头快速且准确地移到指定的磁道上。
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 光盘的存储介质不同于磁盘，它属于另一类存储器。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，最常用的输出设备是显示器和打印机。
(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。
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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。
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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，通常是单向的。
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控制总线：用来传送控制信号，以协调各部件之间的操作。
(六) 主要的性能指标
计算机常用指标：
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字长 字长是指一台计算机所能处理的二进制代码的位数。计算机的字长直接影响到它的精度、功能和速度。字长愈长，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；字长愈长，能表示的信息就越多，机器的功能就更强。
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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 of Instructions Per Second，即每秒百万条指令)为单位。
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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。
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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、16GB等。