计算机的基本原理是存储程序和程序控制，预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列（称为程序）和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地址去等步骤。

*************************************************基本原理 计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过译码器的选择，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令（HALT）。程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。

*************************************************8种属性 1·机内数据表示：硬件能直接辨识和操作的数据类型和格式 2·寻址方式：最小可寻址单位、寻址方式的种类、地址运算 3·寄存器组织：操作寄存器、变址寄存器、控制寄存器及专用寄存器的定义、数量和使用规则 4·指令系统：机器指令的操作类型、格式、指令间排序和控制机构 5·存储系统：最小编址单位、编址方式、主存容量、最大可编址空间 6·中断机构：中断类型、中断级别，以及中断响应方式等 7·输入输出：输入输出的连接方式、处理机/存储器与输入输出设备间的数据交换方式、数据交换过程的控制 8·信息保护：信息保护方式、硬件信息保护机制。

*************************************************指令 计算机根据人们预定的安排，自动地进行数据的快速计算和加工处理。人们预定的安排是通过一连串指令（操作者的命令）来表达的，这个指令序列就称为程序。一个指令规定计算机执行一个基本操作 。一个程序规定计算机完成一个完整的任务。一种计算机所能识别的一组不同指令的集合，称为该种计算机的指令集合或指令系统。计算机指令包括以下类型：运算指令、数据搬移指令、控制指令、状态管理指令，整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制数（字节编址）。每个在位单元可以存放数据或程序代码，为了能有效地存取该单元内存储的内容，每个单元都给出了一个唯一的编号来标识，即地址。按照冯·诺依曼存储程序的原理，计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中，在执行程序时CPU根据当前指令指针（PC）的内容取出指令到程序寄存器（IR）并执行指令，然后再取出下一条指令并执行，如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程，最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。 通用架构：

x86与x64： 1、内存寻址能力区别 32位系统寻址空间是4G，不过需要保留一些给硬件使用，因此留给用户的可用内存一般是3.25g-3.5G容量左右，即使上8G内存，也无法识别那么大容量，而64位系统可以支持128GB大内存，甚至更大。 2、运算速度区别 安装64位系统，需要CPU必须支持64位，而64位CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器)的数据宽度为64位，64位指令集可以运行64位数据指令，也就是说处理器一次可提取64位数据(只要两个指令，一次提取8个字节的数据)，比32位(需要四个指令，一次提取4个字节的数据)提高了一倍，理论上性能会相应提升一倍。 3、设计初衷区别 早期，64位操作系统的设计初衷是为了满足机械设计和分析、三维动画、视频编辑和创作，以及科学计算和高性能计算应用程序等领域中需要大量内存和浮点性能的客户需求，而32位系统，初期并没有考虑太多。 LC-3模拟计算机 Instructions Set Architecture TRAP x20 GETC TRAP x21 OUT TRAP x22 PUTS TRAP x23 IN TRAP x24 PUTSP TRAP x25 HALT *************************************************硬件 一台计算机的硬件系统应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。 1.中央处理器： CPU由控制器、运算器和寄存器组成，通常集中在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。计算机以CPU为中心，输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。 2.控制器： 控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。当计算机执行程序时，控制器首先从指令寄存器中取得指令的地址，并将下一条指令的地址存入指令寄存器中，然后从存储器中取出指令，由指令译码器对指令进行译码后产生控制信号，用以驱动相应的硬件完成指令操作。 3.运算器： 主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算，比如：加、减、乘、除等。逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算，比如：与、或、非、比较、移位等。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的，根据指令规定的寻址方式，运算器从存储或寄存器中取得操作数，进行计算后，送回到指令所指定的寄存器中。运算器的核心部件是加法器和若干个寄存器，加法器用于运算，寄存器用于存储参加运算的各种数据以及运算后的结果。 4.存储器： 存储器分为内存储器（简称内存或主存）、外存储器（简称外存或辅存）。计算机把要执行的程序和数据存入内存中，内存一般由半导体器构成。半导体存储器可分为三大类：随机存储器、只读存储器、特殊存储器。 1）RAM：RAM是随机存取存储器，其特点是可以读写，存取任一单元所需的时间相同，通电时存储器内的内容可以保持，断电后，存储的内容立即消失。 2）ROM：ROM是只读存储器，它只能读出原有的内容，不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是由厂家一次性写放的，并永久保存下来。 3）特殊固态存储器

此外，描述内、外存储容量的常用单位有： ①位/比特（bit）：这是内存中最小的单位，二进制数序列中的一个0或一个1就是一比比特，在电脑中，一个比特对应着一个晶体管。 ②字节（B、Byte）：是计算机中最常用、最基本的存在单位。一个字节等于8个比特，即1 Byte=8bit。 ③千字节（KB、Kilo Byte）：电脑的内存容量都很大，一般都是以千字节作单位来表示。1KB=1024Byte。 ④兆字节（MB　Mega Byte）：90年代流行微机的硬盘和内存等一般都是以兆字节（MB）为单位。1 MB=1024KB。 ⑤吉字节（GB、Giga Byte）：市场流行的微机的硬盘已经达到430GB、640GB、810GB、1TB等规格。1GB=1024MB。 ⑥太字节（TB、Tera byte）：1TB=1024GB。最新有了PB这个概念，1PB=1024TB。

5.输入输出设备 输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。 LC-3中断驱动I/O 6.总线 总线是一组为系统部件之间数据传送的公用信号线。具有汇集与分配数据信号、选择发送信号的部件与接收信号的部件、总线控制权的建立与转移等功能。一般按信号类型将总线分为三组，其中AB（Address Bus）为地址总线；DB(Data Bus)为数据总线；CB（Control Bus）控制总线。

*************************************************技术指标 1.CPU类型 CPU类型是指微机系统所采用的CPU芯片型号，它决定了微机系统的档次。 2.字长： 指CPU一次最多可同时传送和处理的二进制位数，字长直接影响到计算机的功能、用途和应用范围。 3.时钟频率和机器周期： 时钟频率又称主频，它是指CPU内部晶振的频率，常用单位为兆（MHz），它反映了CPU的基本工作节拍。一个机器周期由若干个时钟周期组成，在机器语言中，使用执行一条指令所需要的机器周期数来说明指令执行的速度。一般使用CPU类型和时钟频率来说明计算机的档次。 4.运算速度 指计算机每秒能执行的指令数。单位有MIPS（每秒百万条指令）、MFLOPS（秒百万条浮点指令）。 5.存取速度 是指存储器完成一次读取或写存操作所需的时间，称为存储器的存取时间或访问时间。而连续两次读或写所需要的最短时间，称为存储周期。对于半导体存储器来说，存取周期大约为几十到几百毫秒之间。它的快慢会影响到计算机的速度。 6.内、外存储器容量 是指内存存储容量，即内容储存器能够存储信息的字节数。外储器是可将程序和数据永久保存的存储介质，可以说其容量是无限的。内、外存容量越大，所能运行的软件功能就越丰富。CPU的高速度和外存储器的低速度是微机系统工作过程中的主要瓶颈现象，不过由于硬盘的存取速度不断提高，这种现象已有所改善。 外部存储器与内存的区别在于：它们的存储机制是不一样的，外部存储器是把数据存储到磁性介质上，所以不依赖于是否有电。

*************************************************演变 1.早期的计算机 2.有内部存储器 3.纸带机 4.键盘和显示器 5.有外部存储器 6.有文件系统 7.有操作系统