计算机硬件

冯诺依曼计算机

计算机由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备。

存储程序思想（将程序——一系列指令和数据存在存储器中 CPU依次从存储器中取出指令，加以分析和执行，直至全部指令任务完成为止）。

计算器与控制器——CPU

• 运算器：ALU（算术逻辑单元）、多路选择器、一组通用寄存器和标识寄存器
• 控制器：控制其他部件运行，包括指令控制、时序控制和操作控制
• 衡量CPU性能指标：①频率（外频＊倍频），CPU超频 ②位长（4位、8位、16位、32位、64位）与内存访问大小③多核 CPU架构

存储器

内存储器

外存储器

主板

北桥芯片与南桥芯片

北桥芯片（NorthBridge）是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，就是主板上离CPU最近的一块芯片，负责与CPU的联系并控制内存，在处理器与PCI总线、DRAM、AGP和L2高速缓存之间建立通信接口起到很大的作用。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存AGP数据在北桥内部传输，提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型和最大容量、AGP插槽、ECC纠错等支持，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。北桥起到的作用非常明显，在电脑中起着主导的作用，所以人们习惯的称为主桥（Host Bridge）。现在有些主板已经没有北桥了，因为芯片厂商已经把北桥所负责的功能直接集成到CPU中了。

南桥芯片负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等，南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI无线网络等等。 南桥芯片（South Bridge）是主板芯片组中除了北桥芯片以外最重要的组成部分，一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线，而且更加容易实现信号线等长的布线原则。相对于北桥芯片来说，南桥芯片数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都不必采取主动散热，有时甚至连散热片都不需要。

总线

外部设备

CMOS与BIOS

CMOS RAM是系统参数存放的地方，而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此，准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。BIOS（Basic Input Output System）就是基本输入输出系统，是主板上的一块EPROM或EEPROM芯片，里面装有系统的重要信息和设置系统参数的设置程序（BIOS Setup程序）。CMOS本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片，在这里通常是指计算机主板上的一块可读写的RAM芯片，它存储了计算机系统的时钟信息和硬件配置信息，包括系统时间、CPU电压与频率、各项设备的I/O地址与IRQ等，由于这些数据的记录要花费电力，因此主板上面才有电池。 系统在加电引导机器时，要读取CMOS信息，用来初始化机器各个部件的状态，它靠系统电源和后备电池来供电，系统掉电后其信息不会丢失。

BIOS程序也可以修改CMOS中的数据， 每种主板呼叫BIOS设定程序的按键都不同，一般桌面计算机常见的是使用[del]按键进入BIOS设定画面。

延伸知识

在微机的发展初期，BIOS都存放在ROM（Read Only Memory，只读存储器）中。ROM内部的资料是在ROM的制造工序中，在工厂里用特殊的方法被烧录进去的，其中的内容只能读不能改，一旦烧录进去，用户只能验证写入的资料是否正确，不能再作任何修改。

由于ROM制造和升级的不便，后来人们发明了PROM（Programmable ROM，可编程ROM）。最初从工厂中制作完成的PROM内部并没有资料，用户可以用专用的编程器将自己的资料写入，但是这种机会只有一次，一旦写入后也无法修改，若是出了错误，已写入的芯片只能报废。

EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。

但是EPROM操作不便，后来出的主板上BIOS ROM芯片大部分都采用EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，带电可擦除可编程ROM）。在一个EEPROM中，当计算机在使用的时候可频繁地反复编程，EEPROM是一种特殊形式的闪存，其应用通常是个人电脑中的电压来擦写和重编程。