1-控制器：是CPU的核心，控制并协调整个计算机的动作
控制器的组件如下：
● 指令寄存器：保存CPU即将执行的指令
● 指令解码器：解码指令，已知CPU执行的操作
● 定时与控制电路：用来产生各种微操作控制信号
● 程序计数器：其中存放下一条指令的地址。由于多数情况下程序顺序执行，所以程序计算数器设计为自动加1，当出现转移指令或中断等情况时，则重填程序计数器，程序计数器可能是下一条指令的绝对地址也可能是相对地址，即地址偏移量
● 标志寄存器：其中通常记录运算器的重要状态和特征，典型为是否溢出，结果为0或被0除。这个寄存器的每一位代表一个特征，其典型应用是作为跳转指令的判断条件。
● 堆栈和堆栈指针：堆栈可以为一组寄存器或存储器内的特定区域，由于寄存器数量有限，所以大多数系统采用了使用存储器的软件堆栈，指向堆栈顶部的指针称为堆栈指针。
● 寄存器组：上面提到的指令寄存器和标志寄存器等为专用的寄存器组，它们有特定的功能和用途。通用寄存器的功能由程序指令决定最常见的应用是放置计算的中间结果及减少对存储器的访问次数，其宽度和运算器的位数一致。
2-运算器：主要功能是在控制器下完成各种算运算、逻辑运算和其他操作，一个计算过程需要用到加法器/累加器、数据寄存器或其他寄存器，如状态寄存器。
加法是加运算器的基本功能，在大多数CPU中，其他计算也是经过变换后使用加法完成的。
为完成多位加法，可以通过增加电路和部件，简单的加法器能够变为串行，并行加法器及超前进位加法器等。
运算器的位数，即运算器一次能对多少位的数据执行加法运算是衡量中央处理器的一个重要指标。
3-存储器系统：包括寄存器，cache(高速缓冲)，主存储器，磁盘存储器，光盘存储器和磁带存储器。
存储器中数据常用的存取方式：
● 顺序存取：存储器的数据以记录形式组织，对数据的访问必须按特定的线性顺序进行。磁带存储器采用这种方式
● 直接存取：使用一个共享的读写装置访问所有的数据，每个数据块都拥有唯一的地址标识，读写装置可以直接移动到目的数据块的所在位置进行访问，存取时间也可变的。磁盘存储器采用这种方式。
● 随机存取：存储器的每一个可寻址单元都有自己唯一的地址和读写装置，系统可以在相同的时间内访问任意一个存储单元的数据，而与先前的访问序列无关。主存储器采用这种方式。
● 相联存取：这也是一种随机存取的形式，但是选择某一单元进行读写取决于其内容而不是其地址。与普通的随机存取方式一样，每个单元都有自己的读写装置，读写时间也是一个常数，使用这种方式，可以对所有的存储单元的特定位进行比较，选择符合条件的单元进行访问。为了提高地址映射的速度，cache采用这种方式（用于小数据缓冲。ｃｐｕ里面都有一二级高速缓冲，用来存放待处理的数据或者交换数据）
CPU通过总线可直接访问存储器，通常称为“内存”，硬盘等需要通过I/O接口访问的存储器称为外存或者辅存
▲ 主存储器：主存储器也就是我们简称的主存或内存
存储器的性能指标如下
1- 存取时间:从CPU发出指令到操作完成时间
2- 传输率:或称为数据传输带宽,指单位时间内写入或读取的数据的多少.显然存取时间越少,则传输率越高
3- 存储密度:单位面积的存储容量
=RAM：即可以写入也可以读出，断电后数据无法保存，因此只能用于暂存数据
-DRAM：信息会随时间逐渐消失，因此需要定时对其进行刷新以维持信息不丢失。
-SRAM：在不断电情况下信息能够一直保持
=DRAM的密度大于SRAM且更加便宜，但是SRAM速度快，电路简单（不需要刷新电路），然而容量小且价格高。
=ROM：只读存储器，信息已固化在存储器中，只可读出，但无法改写，一般用于存放系统程序BIOS和微程序控制。出厂时其内容由厂家用掩膜技术（mask）写好
=PROM：可编程ROM，只能进行一次写入操作与ROM相同，可以在出厂后由用户自己使用特殊电子设备写入
=EPROM：可擦除的PROM,其中的内容既可以读出,也可以写入,但是在一次写操作之前必须用紫外线照射15-20分钟以擦除所有信息,然后写入,可以写多次
=E2PROM:电可擦除EPROM,可以读出,也可写入,而且在写操作之前,不需要把以前内容擦除.能够直接对寻址的字节或块进行修改识不过与操作所需的时间远远大于读操作所需时间(每字节需几百MS),其集成度也较低
=闪速存储器(flash memory):其性能介于EPROM和E2PROM之间,可使用电信号进行删除操作.整块闪速存储器可以在数秒内删除,速度远快于EPROM,而且可以选择删除某一块而非整块芯片,但还不能进行字节级别的删除操作.其集成度与EPROM相当,高于E2PROM.也称闪存
=相联存储器:CAM是一种特殊的存储器,是一种基于数据内容进行访问的存储设备，写入数据时，CAM能够自动选择一个未用的空单元存储,读出数据时,不是给出其存储单元的地址,而是直接给出该数据或者该数据的一部份内容,CAM对所有的存储单元中的数据同时进行比较并标记符合条件的所有数据以供读取.由于比较是同时进行的,所以这种基于数据内容读写的机制其速度比基于地址进行读写的方式要快很多
▲ 辅助存储器
辅助存储器用于存放当前不需要立即使用的信息，一旦需要，则和主机成批交换数据。它是主存储器的后备，常用的有磁带、磁盘、光盘
=磁带存储器：顺序存取设备，存取时间长，存储容量大，便于携带，价格便宜
主要分两种读写方式：
-启停式：按带宽分为1/4英寸，1/2英寸，1英寸。信息以文件块的形式存放
-数据流：记录格式是串行逐道记录，每次读写一位信息。数据连续地写在磁带上，数据块之间以空隙分隔，磁带机不能在块间启停。
=磁盘存储器：磁盘上的数据都存放在磁道上，磁道是磁盘上的一组同心圆，其宽度与磁头的宽度相同。
为了避免减小干扰，磁道与磁道之间要保持一定的间隔，沿磁盘半径方向，单位长度内磁道的数目称之为“道密度”，最外层为0道。数据传输以块为单位，所以磁盘上的数据也以块的形式存放，这些块称为扇区，每个磁道通常包括10-100个扇区。
=RAID存储器：廉价磁盘冗余陈列，其策略是用多个较小的磁盘驱动器替换单一的大容量磁盘驱动器，同时合理地在多个磁盘上分布存放数据以支持同时从多个磁盘上读写，从而改善了系统I/O性能。RAID机制中共分8个级别，工业界公认的标准分别为RAID0-RAID7，RAID应用主要技术有分块技术和交叉技术和重聚技术
=网络存储：方法两各，其一、利用服务器提供的接口来实现管理，其二、通过专用存储连接来管理，后者是大部分存储工业公司经常采用的方法
网络存储沿着两条主要技术发展即NAS-网络连接存储，SAN-存储区域网络
SAN和NAS区别如下：
SAN是一种网络，NAS产品则是一个专有文件服务器或一个智能文件访问设备
SAN在服务器和存储器之间用做I/O路径的专用网络
SAN包括面向块SCSI和面向文件NAS的存储产品
5-计算机性能评价
指令流：机器执行的指令序列
数据流：指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果
1、计算机根据多倍性分类
SISD-单指令流单数据流:最简单的方式,计算机每次处理一条指令,并只为一个操作部件分配数据
SIMD-单指令流多数据流:并行处理机通常具备SIMD,多个处理单元每次都执行同样的指令,处理不同的数据单元,非常适合处理矩阵计算等
MISD-多指令流单数据流:有多个处理单元,同时执行不同的指令,针对的是单一数据.
MIMD-多指令流多数据流:全面的并行处理,典型的是多处理机
2、处理器性能
计算机系统是一个极为复杂的系统，不同的指令系统，不同的体系实现方式，不同数量的硬件，不同的部件组合都对计算机的性能造成不同的影响，而且不同的应用对处理器性能的不同方面有不同的要求，这使得处理器性能评价需综合考虑各方面。
3-影响处理器性能的主要因素
●基本字长：运算器进行计算的位数称为基本字长。
●数据通路宽度：指数据总线一次所能并行传送的位数。
●指令系统：不同的指令系统对处理器的性能也有非常大的影响
●时钟频率：提高处理器的时针频率高能够提高系统性能
●流水线技术：处理器使用流水技术使得不同指令的不同执行部分能够使用不同的处理单元同时执行。
●内部数据/指令缓存：使用存储器内部的数据或指令缓存，能够减少处理器访问较慢的内存，从而提高警惕处理器的性能
4-处理器性级评价
●等效指令速度法
●数据处理速度法
●核心程序法