计算机系统的功能部件从用户使用计算机的角度看，一台完整的计算机系统必须具有如下功能：运算、自我控制、存储、输入输出和用户界面。其中，运算、自我控制、存储、输入输出功能由相应的功能模块——CPU（CentralProcessingUnit，中央处理器，）、存储器、输入输出设备以及在它们之间传输信息的总线实现，用户界面主要由软件实现。下面分别介绍这些模块。一、输入／输出（I/Ｏ）设备I/O设备是接收外部信息（如输入原始数据和程序）或用来向外部输出信息（如计算结果）的功能部件，如打印机、显示器、键盘、磁带机、扫描仪、鼠标器、光笔、触摸屏、条形码阅读器等。二、中央处理器（CPU）CPU是计算机的核心，它主要由运算部件、控制器和寄存器组所组成。1、控制器控制器的主要功能是按时钟提供的统一节拍，使计算机中的各部件能协调地工作。2、运算部件（ALU）运算部件是直接进行数据变换与运算的部件，其基本的运算内容如图1.11所示。也就是说，计算机是由电子开关组成的，由电子开关的开/关操作可以组成逻辑运算电路，逻辑运算电路可以组成加法器，在加法器的基础上可以进一步实现四则运算。开关操作逻辑运算加法运算四则运算图1.11计算机运算的形成层次3、寄存器组运算部件进行计算需要两个输入——两个操作数，并产生两个输出：结果和运算特征。运算特征也称运算状态，如操作结果是否为零、是正还是负、有无进位、操作是加还是减……等。取得这些操作特征的目的是为了决定下一步的操作。如要计算A+|B|，则要根据B是正还是负，决定下一步进行加还是减。早先，计算机每进行一步操作，都要从存储器中取出一对操作数送往运算器中去运算，最后还要把操作结果送回存储器的另外单元保存。但是在一系列的操作过程中，往往某次的操作结果便是下次操作的一个操作数，因此在运算器中设置一个寄存器组用以暂存一次运算的中间结果，为下一次操作提供一个操作数，可以避免把大量中间结果送回存储器所付出的时间和存储开销。寄存器组也称通用寄存器组，与之对应的是专用寄存器组。通用寄存器组的主要作用是提供一个小的存储区。这样运算器工作时可以把一定数目的操作数存在通用寄存器中，减少CPU对存储器的访问，节省时间，少占存储单元。专用寄存器可以存储一些特定的信息，如指令计数器、指令寄存器、状态标志寄存器等都是专用寄存器。通用寄存器组和专用寄存器组合称CPU的寄存器堆。其中，状态标志寄存器（或称条件码寄存器）用于存放操作的特征。它的每一位都对应一个特征，通过对某个位的测试，为决定后继操作提供一个判断的依据。图1.12为运算部件工作示意图。状态标志寄存器其他寄存器累加器运算部件图1.12运算部件工作示意图三、存储器它是计算机的记忆装置，用以保存程序、原始数据以及运算的中间结果。它有如下特点：（1）“取之不尽，新来旧去”，即只有存进新的数据才能将旧的数据去掉，所以“存”、“取”的准确叫法应当是“写”、“读”。（2）现代计算机基本上采用线性地址存取方式。如图1.14所示，每一个地址对应一个存储单元。存储单元可以按位(bit)或字节(8bit)、字、半字、双字等编址。在按字节编址的情况下，每个存储单元存储1个字节（1Byte）的信息。存储单元内容…信息n-1信息n信息n+1…地址…n-1nn+1…图1.14计算机的线性地址存储器中存储单元的数量称为该存储器的容量（如640KB，2MB），它是评价计算机功能的重要指标之一。存储器容量愈大，所能存储的信息就越多。（3）容量、价格、存取速度是评价计算机存储器的三大指标。但三者之间又互相制约：容量大，存取速度就要低；采用存取速度高的元件，成本就高；成本高，就不允许做得容量太大。为此，现代计算机采用分级存储方式来解决这三者之间的矛盾。让存取速度高的存储器与CPU直接交换信息，它的价格高，但可以做得小一些，够CPU用便可以了；让存取速度稍低的存储器做它的后援，这一级可以做得大些；再让存取速度更低的做这一级的后援……。现代计算机最基本的是两级存储，即把存储器分为主（内）存储器与辅助（外）存储器两级。主存储器采用半导体存储器，辅助存储器采用磁介质存储器。磁盘就是目前广泛使用的一种辅助存储器。为了进一步提高计算机的性能，现代计算机多在主存和CPU之间又增加一级比主存速度更高的高速缓冲存储器Cache，形成三级存储体系。四、总线计算机是一种复杂的电子设备，由许多部件组成。早期的计算机中典型的模块之间的连接如图1.15所示。图中，实线表示传输数据，虚线表示传输控制命令和信号。输入设备运算器输出设备存储器控制器图1.15典型的Neumann计算机结构这种结构没有站在全局的角度统一