计算机组成

       自冯诺依曼于1945年提出”程序存储思想“的计算机体系结构设计思想，我们到现在每本计算机相关的书籍上都有这样一段计算机组成的介绍。

       计算机由运算器+控制器+存储器+输入输出设备组成，其中运算器+控制器组成CPU(Centerial Processing Unit)。运算器是由逻辑与非门或门组成的VLSI电路，能够进行各种算术运算和逻辑运算；控制器按照机器指令的要求控制机和指挥整个运算过程；存储器存放程序指令和数据；输入设备输入指令代码和原始数据；输出设备显示或打印计算结果。

       冯诺依曼型结果的计算机都是一条地址总线和数据(指令)总线，也就是我们通用PC的结构。后来的哈弗结构将指令总线和数据总线分开了，同时也将程序空间和数据空间完全分开，提高了程序执行效率。

       冯诺伊曼型的存储器分为程序存储区、数据存储区、栈。程序存储区存放程序指令，数据存储区存放数据，CPU通过地址总线寻找指令地址，再通过数据总线操作该地址单元的数据。

       CPU中设有寄存器，与运算器和控制器直接相连，可以存放数据或计算的中间结果，因为不通过地址总线和数据总线，所以寄存器的数据存储速度很快，但是寄存器不能无限制的增加，会影响CPU速度。为了解决这个问题，在存储器中画出一块特殊区域：栈。其特点是数据存储操作都在一端进行，该端称为栈顶，这样，栈的存取不需要计算地址，因此速度快，可以看作寄存器的补充。

       CPU的寄存器分为通用寄存器和专用寄存器。通用寄存器一般都有累加器(A)、标志寄存器(F)等，专用寄存器一般都有程序计数器(PC)、堆栈寄存器(SP)等。

       每一条程序指令分为操作码+操作数，操作数的寻址方式分为直接数、寄存器寻址、地址寻址(又分为好多种)，数据存储区的数据存放方式又可分为大端存储、小端存储。程序指令依次存放在存储器的程序存储区，PC指针一次提取指令执行。

      总之，程序是一组指令！

     按 CPU内部的指令集分类，有两类CPU:

                                  RISC(Reduced Instruction Set Computer)指令集精简，每个指令执行运行时间短，完成动作较为简单，因此执行效率较佳。但要执行复杂指令就要多条指令。

                                  CISC(Complex Instruction Set Compter)复杂指令集的每个指令可以执行一些低阶硬件操作，指令数目多且复杂，每条指令长度不一，执行复杂指令的时间较长，但可以完成更丰富的指令。

 

      CPU 的指令周期常使用 MHz或 GHz作为单位。而在网络传输方面，由亍网络使用的是 bit 为单位，因此网络常使用的单位为 Mbps 是 Mbits per second，亦即是每秒多少 Mbit。举例来说，大家常听到的 8M/1M ADSL 传输速度，如果转成档案容量的 byte 时，其实理论最大传输值为：每秒 1Mbyte/ 每秒 125Kbyte 的上传/下载容量喔！再说个例子，我们买硬盘的时候，经常买一个500G硬盘，回家格式化之后变成470G左右了，奸商骗我！这好似因为一般硬盘制造商总是以10进制为单位，即500G=500*1000*1000*100byte,转成二进制后就差不多缩水到470G了。硬盘的最小单位是扇区(512byte)，通常硬盘容量的计算就算多少个扇区，所以硬盘厂商才会以是十进制为单位。

        CPU要控制其他部件干活，需要一个平台，这个平台就是主板，主板上最重要的就是芯片组，芯片组负责将CPU与各个组件联系起来。芯片组通常又分为两个网桥来控制各组件的沟通， 分别是：(1)北桥：负责链接速度较快的 CPU、主存储器和显示适配器等组件；(2)南桥：负责连接速度较慢的周边接口， 包括硬盘、USB、网卡等等。

• ⒈ CPU的外频和内频
•     所谓外频指的是 CPU与外部组件进行数据传输时的速度，倍频则是 CPU 内部用来加速工作效能的一个倍数， 两者相乘才是 CPU的频率速度。
• 2. 32位与64位
• 前面谈到 CPU 运算的数据都是由主存储器提供，主存储器与CPU的沟通速度靠外部频率， 那么每次工作可以传送的资料量有多大呢？那就是总线的功能了。一般主板芯片组有分北桥不南桥， 北桥的总线称为系统总线，因为是内存传输的主要信道，所以速度较快。 南桥就是所谓癿输入输出(I/O)总线，主要在联系硬盘、USB、网卡等接口设备。
  目前北桥所支持频率可高达 333/400/533/800/1066/1333/1600MHz 等不同频率，支持情况依芯片组功能不同。 北桥所支持的频率称为前端总线速度(Front Side Bus, FSB)， 而每次传送的位数则是总线宽度。 那所谓的总线带宽则是：『FSBx 总线宽度』亦即每秒钟可传送癿最大数据量。 目前常见癿总线宽度有 32/64 位(bits)。在该架构中前端总线最高速度可达 1600MHz，于是内存北桥的带宽为12.8GBytes/s，亦即是 1600MHz*64bits = 1600MHz*8Bytes = 12800MByes/s = 12.8GBytes/s